问题五：小明如何安全的把自己的公钥传输给小花
经过上面我们解决的问题可以知道
- 如何安全的把通信内容传输给对方？
解决方法：我们用对称加密的方式进行通信 - 如何安全的把
密钥S安全的传输给对方 ？
解决方法：采用非对称加密方式，小明把自己的公钥给小花
小花用小明的公钥对密钥S加密传给小明，小明用自己的私钥解密
这个过程只有小明能解密，所以是安全的
现在新的问题是：公钥如何安全传输给对方 ？
难道再用对称或者非对称加密？都不对。这样已经行不通了。
想象一下，生活中，我们有个矛盾，有个问题，我们最相信的是谁，肯定是政府啊
现在我从小明那下载公钥已经不靠谱了，已经不安全了
到底我应该相信谁呢？到底从谁那获取的公钥是小明真正的公钥呢？
所以，我们也搞一个机构，我们大家都相信这个机构，反正我就是无条件百分百相信这个机构，这是规定。
我们把这个机构起一个名字，叫做 CA 机构
好了，现在我们把问题抛给了 CA 机构，小花也好，小丽也好，小美也好，只要获取小明的公钥，都从 CA 那里获取
CA 机构哪来的小明的公钥呢？肯定是小明给的啊，对于小明来说，反正我已经把我的公钥给你 CA 了，你 CA 机构就得保证安全的传输给别人
这 CA 也是够倒霉的，你们搞不定的活，全抛给了我，又不是我和小花谈恋爱。。。
抱怨归抱怨，CA 是怎么解决的呢？
答案是 数字证书 ， 怎么又出来一个名字，数字证书是个什么鬼，是不是已经绕晕了，不要急，这个时候晕了，再回过过头再看看前面的写的
多看看几遍，别忘了，笔者也是看了 N 多遍，自己问自己问题，自己来尝试解决，才搞明白这个过程的。
先来说一个结论：数字证书就是解决公钥传输问题的
重要的事件重复三遍 ：数字证书就是解决公钥传输问题的 ，数字证书就是解决公钥传输问题的 ，数字证书就是解决公钥传输问题的
在说数字证书之前，我们先解决这样一个问题
问题六：信件的传输过程中，如何保证内容不被篡改，即信息的完整性？
结合前面学到的加密知识，我们可以用单向加密算法，我们以 md5 加密算法举例
- 小明给小花写完信后，用 md5 对信件的内容作一次加密运算，得到一个唯一的字符串，我们把这个字符串起个名，叫做摘要
- 小明在信件的底部，写上单向加密算法 md5, 以及 md5 对信件内容运算出来的摘要，一块发给小花
- 小花收到信后，看到信件底部是 md5 算法，于是就用 md5 对信件内容进行加密算法，得到 新的摘要
- 小花将 新的摘要 和信件底部附加的 摘要 进行对比，如果相等，说明信件没有被人改过
- 如果不相等，说明信件内容被别人改过了。
如下图表示此过程。
但就是上面这个过程，也是有问题的，如果老王又出现了呢
- 首先老王拿到信了，把信给改了
- 老王用 md5 算法 ，重新把信件内容给 md5 一下，得到新的加密串
- 老五把新的加密串，放在信件底部，发给了小花
- 此时小花收到信后，是没办法判断出来，信件是不是被篡改过的。
如下图表示：
所以，单纯的使用单向加密算法 ，生成摘要，是不能保证内容的完整性的
那么如何才能保证信件的完整性，不被人篡改呢？
答案是，签名
又出来一个名词，签名，本文的名词太多了。
通过前面学习，我们知道，非对称加密，有 2 个作用，其中一个就是身份认证
还是上面的例子我， 我们改一下：
- 小明用 md5 对信件内容进行运算，得到一个字符串，我们起名叫摘要
- 小明用自己的私钥对摘要进行加密运算，得到另一个字符串，我们起名叫签名
- 将 md5, 摘要， 签名一块发给小花
- 小花用小明的公钥对签名进行解密，到得信件摘要，假如为 d1
- 小花用 md5 对信件内容进行运算，得到信件摘要，假如为 d2
- 对比 d1 和 d2 是否相等，相等说明信件内容没有被篡改过
- d1 和 d2 不相等，说明信件内容被篡改过。
此时，这个过程就是安全的了
如果老王再次截取了信件，老王可以修改信件内容，再次用 md5 算出一个新的摘要出来
但是签名，老王是修改不了的。因为签名是用的小明的私钥加密的，就算老王能解密出来
老王是没有办法生成新的签名的，因为小明的私钥只有小明自己有。
而且小花收到信后，是用小明的公钥进行对签名解密的，老王假如用自己的私钥对摘要进行加密生成新的签名
小花用小明的公钥是解密不了的。
此时再来进行一时概念的定义
摘要 ：md5（或者其它单向加密算法），对内容进行加密出来的字符串，就叫做摘要
签名 ：小明用私钥对摘要进行加密，加密出来签字串，就叫做签名
验签 ：小花用小明的公钥，对签名进行解密操作，解密出来的摘要和原来的对比，就叫做验签
问题七：数字证书是怎么由来的？
数字证书是由 CA 机构颁发的，首先小明如果想要有一个数字证书，就需要向 CA 机构申请
CA 机构就会给小明颁发一张数字证书，里面包含了
- 公钥：小明的公钥
- 颁发者：CA（证书认证机构）
- 有效期：证书的使用期限
- 摘要算法：指定的摘要算法，用来计算证书的摘要
- 指纹：也就是证书的摘要，保证证书的完整性
- 签名算法：用于生成签名，确保证书是由 CA 签发
- 序列号：证书的唯一标识
知道了证书里面包含的内容，我们了解一下证书是如何产生的？
- 将小明的公钥，颁发者，有效期，摘要算法 ，哈希算法写入证书
- CA 根据证书中的指定的哈希算法，计算出整个证书的摘要，即 digest
- CA 根据签名算法以及上一步计算出来的摘要，
CA用自己的私钥对摘要进行加密，生成 CA 的签名，即 signature - 最后把摘要，签名以及证书的基本信息，一起发布，就得到了小明的证书
问题八：数字证书的作用
从上面我们知道，数字证书就是解决公钥传输问题的，同时我们也知道，数字证书就是一个文件
既然数字证书是用来解决公钥的安全传输的，那么到底如何解决传输问题的呢
现在小明有了自己的证书了，我们就不会公开传输公钥了，只需要传输证书就行了
那么，小明和小花现在需要安全的通信，那么流程是怎么样的呢？如下
- 小明把自己的数字证书发送给小花
- 担心证书被老王掉包，小花需要对证书进行验证，验证什么呢？
- 其实就是验证此数字到底是不是 CA 机构颁发的，不是 CA 机构颁发的证书，我们就认为传输是不安全的。
- 验证数字证书是不是 CA 颁发的，需要有
CA的公钥。。。（为啥需要 CA 的公钥啊，因为证书上的签名，是 CA 的私钥加密的啊，只有 CA 的公钥才能解密啊）
啊啊啊，受不了啦，搞了半天怎么又需要公钥，我们讲了半天的数字证书，就是为了传输公钥的
所以，换成下面的描述会好点
验证数字证书是不是 CA 频发的，需要 CA 的数字证书（因为里面有 CA 的公钥） - 那我们去哪里找 CA 的数字证书呢？从上面的描述，我们知道了，需要一个数字证书，就向 CA 申请，CA 给我们颁发。
- 那么 CA 机构自己的数字证书哪来的呢？答案是也是自己给自己颁发的，那么我们从哪里获取呢？
- 如果从网上，或者从其它服务器下载，又有可能会被掉包，又不安全了。
- 这真的是个伤心的故事，但是今天兔哥非要把这个故事讲完。
- 从网上下载或者从其它服务器下载数字证书，都不安全的，那么怎么样才是安全的呢？
- 答案就是：你的电脑安装操作系统的时候，操作系统里面，就已经内置了非常多的 CA 机构的数字证书了
- 也就说，只要你安装了操作系统，不管是 windows, linux, 或者 mac , 或者你刚买的电脑，里面都已经有了 CA 机构的数字证书了
- 这个是可以相信的，是真的 CA 机构的数字证书，不会有假。（除非你安装的是盗版的操作系统，所以我们尽量用正版操作系统）
上面的过程真的是复杂啊，兔哥也是花了很久才搞明白的，知道这块面试会坑很多人，其实 https 过程不知道，也没啥关系
也不影响你写代码，但是那些面试官就死爱问这块，好像他们能搞懂这个过程很了不起似的，你问点设计模式它不香嘛。
不过话说回来，兔哥在写自己的 HelloWorld 技术社区 的时候，配置
https，数字证书，不懂这些，还真的不好搞啊写文章不容易，尤其是写这篇文章，为了写的更容易懂点，花了不少精力，能看到这块的，帮忙给个关注吧
尤其是帮忙宣传一下兔哥的 HelloWorld 技术社区 , 同一个世界，同一行代码，我们的域名是：www.helloworld.net
- 我们的电脑，天生就有 CA 的数字证书，而且是真的。天生的。上天定的，上天最大
那么我们就可以对数字证书进行辨别真伪了。
问题九：对数字证书的验证
从上面可以知道：
小花收到了小明的数字证书，首先要对数字证书进行验证，就是验证此数字证书是不是 CA 颁发的
因为我们操作系统里面内置了所有 CA 机构的数字证书，所以，我们就可以对数字证书进行验证
在说流程之前，先来简单的复习一下前面的，摘要和签名怎么来的
摘要 = md5 (证书内容) ：单向加密算法，比如 md5，对证书整个内容进行加密，得到摘要，也叫做证书的指纹
签名 = privateKey (摘要) : 私钥对上一步摘要加密，产生签名
数字证书的验证流程如下：
- 小花用内置的 CA 的数字证书，得到 CA 的公钥
- 小明发过来的数字证书，我们假如叫做 C ， 小花用 CA 的公钥对 C 证书里面的签名进行解密，得到摘要 D
- 小花根据 C 证书里面的摘要算法，假如是 md5，小花用 md5 对证书整个内容进行计算，得到摘要 D1
- 小花对比摘要 D 和摘要 D1 是否相等
- 如果 D == D1 ，那么说明此证书就是 CA 颁发的
- 如果 D != D1 ， 那么说明此证书不是 CA 颁发的，是有风险的，不安全的
假如证书验证通过，就说明此证书的确是 CA 颁发的，此时小花就可以从数字证书中拿到小明的公钥了
因为小明在申请数字证书时，数字证书中所有者是小明，CA 是会验证小明的身份的，所以数字证书中小明的公钥是真实的
由至此，我们总算完成了一件事：小明正确的把自己的公钥安全的传输给了小花
这件事的成立 ，接下来我们的工作就好做多了。接下来，我们看一下具体的传输过程
问题十 ：完整的传输过程
下面我们看一下小明再次给小花通信，就和前面的不一样了，我们来看下：
- 小明把写完的信，在信的底部，附加上摘要算法，假如是 MD5， 以及通过 MD5 算出来的摘要
- 小明用自己的私钥，对上一步的摘要进行加密，得到签名
- 小明把摘要算法，摘要，签名都附加到信件底部以后，再把自己的数字证书，一起发送给小花
- 小花收到信后，首先用自己的 CA 数字证书，拿到 CA 公钥，再用 CA 公钥对数字证书进行验证（也就是上面我们讲的流程）
- 数字证书验证通过后，说明证书就是 CA 颁发的，没有被篡改
- 小花就从证书中拿到了小明的公钥
- 有了小明的公钥，接下来的过程，就是对信件内容进行验证了
对信件内容的验证流程如下（前面其实我们讲过）
- 小花用小明的公钥，对信件的签名进行解密，得到信件的摘要 D1
- 小花用摘要算法，对信件进行运算，得到信件的摘要 D2
- 小花对比 D1 是否等于 D2
- 如果不相等，说明信件被人篡改过，不安全
- 如果相等，说明，信件内容没有被篡改过
- 相等的情况，小花就拿到了信件的内容
总结：
以上所有的内容，是数字证书，加密解密，签名，验签的过程，还没有正式讲 https 的过程呢。
有了以上的知识，我们讲起来 https 就容易的多了。下面我们看一张图
我们以访问 www.helloworld.net 网站为例，讲解 https 的过程
此过程分为 3 个阶段，我们在下面描述此 3 个阶段
访问 www.helloworld.net 的过程 阶段如下
- 网站申请证书阶段
- 网站向 CA 机构申请数字证书（需要提交一些材料，比如域名）
- CA 向证书中写入摘要算法，域名，网站的公钥等重要信息
- CA 根据证书中写入的摘要算法，计算出证书的摘要
- CA 用自己的私钥对摘要进行加密，计算出签名
- CA 生成一张数字证书，颁发给了
www.helloworld.net - 网站的管理员，把证书放在自己的服务器上
- 浏览器验证证书阶段
- 浏览器在地址栏中输入
https://www.helloworld.net，并回车
- 服务器将数字证书发送给浏览器
- 浏览器用操作系统内置的 CA 的数字证书，拿到 CA 的公钥
- 浏览器用 CA 公钥对 www.helloworld.net 的数字证书进行验签
- 具体就是，浏览器用 CA 公钥，对 helloworld 的数字证书中的签名进行解密，得到摘要 D1
- 浏览器根据 helloworld 数字证书中的摘要算法，计算出证书的摘要 D2
- 对比 D1 和 D2 是否相等。
- 如果不相等，说明证书被掉包了
- 如果相等，说明证书验证通过了。
- 协商对称加密密钥阶段
- 浏览器验证数字证书通过以后
- 浏览器拿到数字证书中的公钥，也就是
www.helloworld.net网站的公钥 - 浏览器有了网站的公钥后，就用公钥进行对
密钥S进行加密，加密以后的密文发送给服务器 - 服务器收到密文后，用自己的私钥进行解密，得到
密钥S - 此后浏览器，服务器双方就用
密钥S进行对称加密的通信了。
终止所述，终于讲完了，花了整整一天的时间
过程那么多，其实抓住几个关键的问题是很简单的，本质上还是两个人，如何安全高效的进行通信
我们再次简单的总结一下，采用一问一答的方式，我觉得比较好
问题一：小明和小花安全的通信，怎么做？
答：通过加密
问题二：通过哪种加密方式通信，更高效？
答：对称加密
因为，单向加密，没办法解密，不行
非对称加密，太慢，也不行
只有对称加密，速度快
问题三：采用对称加密，密钥 S 怎么安全传输？
答：小花使用小明的公钥，对密钥S 进行加密，传给小明
小明用自己的私钥解密
问题四：小明如何安全的把自己的公钥传输给小花？
答：使用数字证书
具体就是 小明向 CA 申请一个自己的数字证书，把自己的公钥放在证书中
小明将数字证书发送给小花
问题五：小花如何验证数字证书的真实性？
答：小花用操作系统内置的 CA 的数字证书，拿到 CA 的公钥，用 CA 的公钥，对数字证书进行验签
验签通过，说明数字证书是真的。
以上几个问题，希望读者多问问自己，如果是自己，应该怎么解决这个问题。
