数字信封原理剖析：安全高效，一次一密！

在《一文彻底搞懂公钥密码、数字签名和数字证书》一文中博主具体介绍了数字签名和数字证书，他们均基于公钥密码，其实在现代密码学范畴另有一种利用公钥密码的技能，即数字信封，此技能也可包管只有特定收信人才能阅读通讯的内容。
  1. 数字信封的产生配景

随着互联网的发展，越来越多的信息需要在网络上传输，而这些信息每每包含着敏感的数据，如个人隐私信息、贸易机密等。因此，如何确保这些信息在传输过程中不被未经授权的第三方读取，成为了一个亟待办理的题目。
在这样的配景下，数字信封（Digital Envelope）技能应运而生，相关界说及技能尺度在RFC-2315中均有阐述。

2. 数字信封的工作原理

数字信封结合了公钥密码和对称密码的优点，既可以或许高效地加密大量数据，又可以或许利用公钥底子设施（PKI）来安全地分发密钥，从而实现了信息的高效与安全传输。

采用数字信封时，吸收方需要使用本身的私钥才能打开数字信封得到对称密钥。
数字信封加解密过程主要如下：

• 发送方（Alice）使用对称密钥对明文进行加密，生成密文；
  
• 发送方（Alice）使用吸收方（Bob）的公钥加密对称密钥，生成数字信封；
  
• 发送方（Alice）将数字信封和密文信息一起发送给吸收方（Bob）；
  
• 吸收方（Bob）吸收到发送方（Alice）的加密信息后，使用本身的私钥打开数字信封，得到对称密钥；
  
• 吸收方（Bob）使用对称密钥对密文信息进行解密，得到最初的明文。
  

从工作原理图中我们可以看出：

• 对称密钥是发送方生成的，可以做到"一次一密"，即每次发送都可以使用不同的对称密钥；
  
• 数字信封在办理了密钥配送题目的同时，还将消息同步发送给了吸收者。
  

3. 数字信封存在的题目

数字信封技能也会存在MITM（中心人）攻击，如果攻击者拦截Alice的信息，用本身的对称密钥加密伪造的信息，并用Bob的公钥加密本身的对称密钥，然后发送给Bob。Bob收到加密信息后，解密得到的明文，而且Bob始终以为是Alice发送的信息。
此时，需要一种方法确保吸收方收到的信息就是指定的发送方发送的。这就用到了数字签名技能。

若将数字签名用到数字信封中后，如果Alice发送的信息受到MITM攻击后，Bob可以通过数字签名辨认出来。
但采用数字签名技能就又会引入一个新的题目，如果攻击者更改Bob的公钥，Alice得到的是攻击者的公钥，攻击者拦截Bob发送给Alice的信息，用本身的私钥对伪造的信息进行数字签名，然后与使用Alice的公钥的加密伪造的信息一起发送给Alice。Alice收到加密信息后，解密得到的明文，并验证实文没有被窜改，则Alice始终以为是Bob发送的信息。
此时，需要一种方法确保一个特定的公钥属于一个特定的拥有者。数字证书则实现了此方法。

   数字证书简称证书，它是一个经证书授权中央（即在PKI中的证书认证机构CA）数字签名的文件，包含拥有者的公钥及相关身份信息。
  若想相识更多关于数字证书的内容，可以参阅：

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4. 总结

数字信封、数字签名、数字证书经常会组合使用，公钥密码作为数字信封、数字签名、数字证书的底子。针对以上不同密码技能，博主总结了如下表格，方便大家理解与记忆。
技能简介主要办理的题目重点公钥密码一种非对称加密技能对称密码存在密钥配送题目（要在通讯双方之间的不安全通道上共享密钥，很难做到！），公钥密码根本不需要密钥配送，从根本上办理了此题目用公钥加密，用私钥解密数字信封数字信封是指发送方采用吸收方的公钥加密对称密钥后与密文组合在一起所得的数据数字信封技能办理了对称密码中对称密钥分发困难和公钥密码存在的性能题目，实现了两种加密方法的取长补短和优势互补用对方的公钥加密对称密钥，同时用此对称密钥加密明文数字签名一种将现实天下中的盖章具名的功能在盘算机天下中进行实现的技能 。使用数字签名可以辨认窜改、伪装，并可以防止否认消息到底是谁写的数字证书一种雷同现实天下中驾照的技能，上面记有姓名、构造、邮箱等个人信息，以及属于此人的公钥，并由认证机构进行数字签名办理了数字签名中用于验证签名的公钥必须属于真正的发送者这一困难（即使数字签名算法再强盛，如果 你得到的公钥是伪造的，一切皆徒劳！）为公钥加上数字签名 5. 参考链接

• https://support.huawei.com/hedex/hdx.do?docid=EDOC1100149311&id=ZH-CN_CONCEPT_0176370527
  

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