系列目錄:
- 程序員之網絡安全系列（一）：為什么要關注網絡安全？
- 程序員之網絡安全系列（二）：如何安全保存用戶密碼及哈希算法
- 程序員之網絡安全系列（三）：數據加密之對稱加密算法
- 程序員之網絡安全系列（四）：數據加密之非對稱秘鑰
- 程序員之網絡安全系列（五）：數字證書以及12306的證書問題
- 程序員之網絡安全系列（六）：動態密碼
前文回顧
假如，明明和麗麗相互不認識，明明想給麗麗寫一封情書，讓隔壁老王送去
- 如何保證隔壁老王不能看到情書內容？（保密性)
- 如何保證隔壁老王不修改情書的內容？（完整性)
- 如何保證隔壁老王不冒充明明？（身份認證)
- 如何保證明明不能否認情書是自己寫的？（來源的不可否認)
程序員之網絡安全系列（二）：如何安全保存用戶密碼及哈希算法 我們保證了數據的完整性
程序員之網絡安全系列（三）：數據加密之對稱加密算法
我們對數據進行了加密
程序員之網絡安全系列（四）：數據加密之非對稱加密算法
我們使用了非對稱密鑰算法，我們讓“隔壁王叔叔”傳遞了秘鑰。
中間人攻擊
上面幾步還是不夠的，比如王叔叔在交換秘鑰的過程中做了手腳呢？
如何做手腳？看下圖：
- 王叔叔自己生成一個公私鑰，和明明以及麗麗交換。
- 王叔叔冒充麗麗把自己的公鑰發給明明。
- 明明用王叔叔的公鑰對信件加密。
- 王叔叔用自己的私鑰解密就可以看到明明給麗麗的郵件。
- 王叔叔冒充明明把自己的公鑰發給麗麗。
- 麗麗用王叔叔的公鑰對信件加密。
- 王叔叔用自己的私鑰解密就可以看到麗麗給明明內容。
那么明明如何知道王叔叔給的公鑰就是麗麗的公鑰呢？那么就引入了數字證書
數字證書
概念介紹
那么王叔叔要讓明明相信他給的公鑰就是麗麗的公鑰，那么他可以開一個證明，比如找權威機構“敏捷的水”給開個介紹信，介紹信上給加個公章。那么這里的介紹性就是數字證書, 公章就是數字簽名, 那么"敏捷的水"就是頒發證書的機構CA(Certificate Authority)，也就是證書授權中心。
CA CA 是“Certificate Authority”的縮寫，也叫“證書授權中心”。
它是負責管理和簽發證書的第三方機構，就好比例子里面的“敏捷的水”。一般來說，CA 必須是大家都信任的、認可的。因此它必須具有足夠的權威性。只有明明和麗麗都信任的人才能來證明，對吧？
CA證書: CA 證書，就是CA頒發的證書。
證書之間的信任關系: 用一個證書來證明另一個證書是真實可信。
證書信任鏈: 證書之間的信任關系，是可以嵌套的。比如，A 信任 A1，A1 信任 A2，A2 信任 A3......,這就是證書的信任鏈。只要你信任鏈上的第一個證書，那后續的證書，都是可以信任的。
根證書(Root Certificate): 下圖，處於最頂上的樹根位置的那個證書，就是“根證書”。除了根證書，其它證書都要依靠上一級的證書來證明自己。那誰來證明“根證書”？根證書自己證明自己，這時候我們用戶就需要自己選擇是否相信某個根證書。
根證書是整個證書體系安全的根本。如果某個證書體系中，根證書不再可信了，那么所有被根證書所信任的其它證書，也就不再可信了。
證書內容
我們看一下亞馬遜的證書，當我們點擊瀏覽器左邊綠色的鎖時，我們可以看到如下的證書。
我們挑重點的解釋一下
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Issuer (證書的發布機構)
指出是什么機構發布的這個證書，也就是指明這個證書是哪個公司創建的(只是創建證書，不是指證書的使用者)。對於上面的這個證書來說，就是指"Symantec Corporation"這個機構。 -
Not valid before, Not valid after (證書的有效期)
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Public key (公鑰)
這個我們在前面介紹公鑰密碼體制時介紹過，公鑰是用來對消息進行加密的。
- Subject (主題)
這個證書是發布給誰的，或者說證書的所有者，一般是某個人或者某個公司名稱、機構的名稱、公司網站的網址等。
- Signature algorithm (簽名所使用的算法)
就是指的這個數字證書的數字簽名所使用的加密算法，這樣就可以使用證書發布機構的證書里面的公鑰，根據這個算法對指紋進行解密，指紋的加密結果就是數字簽名。
- Thumbprint, Thumbprint algorithm (指紋以及指紋算法)
這個是用來保證證書的完整性的，也就是說確保證書沒有被修改過，其原理就是在發布證書時，發布者根據指紋算法(一個hash算法)計算整個證書的hash值(指紋)並和證書放在一起，使用者在打開證書時，自己也根據指紋算法計算一下證書的hash值(指紋)，如果兩者一致，就說明證書沒有被修改過，因為證書的內容被修改后，根據證書的內容計算的出的hash值(指紋)是會變化的。 注意，這個指紋會使用CA這個證書機構的私鑰用簽名算法(Signature algorithm)加密后和證書放在一起，只有用CA的公鑰才能解開這個簽名。
證書是如何保證身份認證的
申請證書：
- Amazon.com 向Symantec 公司(CA) 申請證書。
- Symantec(CA) 生成一對公鑰A和私鑰B。
- Symantec(CA) 有自己的公鑰C和私鑰D。
- Symantec(CA) 把Issuer,公鑰A,Subject(一般是網站的域名),Valid from,Valid to等信息以明文的形式寫到證書里面，然后用一個指紋算法(SHA1或者MD5
)計算出這些數字證書內容的一個指紋(摘要)，並把指紋和指紋算法用自己的私鑰D進行加密，然后和證書的內容一起發給Amazon.com。 - Symantec(CA) 把私鑰B給Amazon.com.
如何使用證書
- 用戶訪問amazon.com 這個網站
- amazon.com 把證書發給用戶
- 瀏覽器讀取證書。
- 瀏覽器發現證書機構是Symantec，然后會在操作系統中受信任的發布機構的證書中去找Symantec的證書，如果找不到，那說明證書的發布機構是個假的，或者不是被權威機構認證的，證書可能有問題，程序會給出一個錯誤信息。
- 如果在系統中找到了Symantec的證書，那么應用程序就會從證書中取出Symantec的公鑰C，然后對amzon.com公司的證書里面的指紋和指紋算法用這個公鑰C進行解密，然后使用這個指紋算法計算amazon.com證書的指紋，將這個計算的指紋與放在證書中的指紋對比，如果一致，說明amazon.com的證書肯定沒有被修改過並且證書是Symantec發布的，證書中的公鑰肯定是amazon.com的公鑰A, 然后我們就可以用這個公鑰A和amazon.com進行通信，因為只有amazon.com 有私鑰B, 所以只有amazon.com才能解開信息。
注意 權威機構的證書都是內置在操作系統里的。
由此可見，一個證書受不受信任，那就要看你要不要添加到操作系統里，權威的認證機構的證書都內置在操作系統里的。
另外，我們自己也可以制作自簽名的證書，但是需要別人認可你，這個在企業內部或者開發階段是可以，我們可以自己制作一個證書添加到操作系統里。
那么，問題來了，當你訪問https://www.12306.cn 時，你就會得到下面的結果
這是為什么呢？
我相信你看完本文應該清楚，那是因為12306 自己給自己發了個證書，而這個證書默認是沒有被操作系統信任，
但是當我把根證書添加到操作系統后，依然是https://www.12306.cn 不行，然后我發現是證書對應的域名不對,證書對應的域名是https://kyfw.12306.cn 訪問這個域名后，雖然證書驗證通過，但是瀏覽器的鎖還是沒有變綠。
為什么呢？ 看提示，是因為12306使用了一個比較弱的機密算法（This site uses a weak security configuration (SHA-1 signatures), so your connection may not be private.），我猜他們是為了性能？？
但是，就算瀏覽器地址欄的鎖不能變綠，我們還得訂票不是嗎？
我覺得12306可能需要一個操作系統內置的認證機構來發一個證書，不然普通的用戶根本不知道怎么安裝證書，如果不使用https，那么安全性如何得到保證呢？
最后
回到開頭的例子，明明和麗麗可以找一個權威機構來發一個證書，而且自己都內置了這個權威機構的證書。當王叔叔把麗麗的證書給明明時，明明就可以知道證書是不麗麗給的，因此就可以確定證書里的公鑰是否是麗麗的，如果可以確定是麗麗的，那么就可以確保加密的內容只有麗麗可以解開，因為只有麗麗有對應的私鑰。