本文介绍了程序员应该了解的与网络通信相关的基本安全知识。下面，我们一起来看看吧。通信风险窃听：第三方可以获悉通信内容。篡改风险（tampering）：第三方可以修改通讯内容。假装：第三方可能假装成其他人参与通信。风险防范信息加密传输，防止第三方窃听。增加了验证机制，一旦被篡改，通信双方都会立即发现。配备身份证书，防止身份冒充。哈希（Hash）哈希也称为散列，它通过哈希算法将任意长度的输入转换为固定长度的输出。输出是哈希值，也称为摘要。Hash是一个压缩图，通常这种变换是不可逆的压缩图。即哈希值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会哈希到同一个输出，因此无法从哈希值中确定唯一的输入值，但是如果outputdigits是足够的，不同的输入散列到相同输出的概率非常非常小。简单地说，哈希就是将任意长度的消息压缩成一定长度的消息摘要的过程。散列是不可逆的，即输入不能从输出中还原出来，这一特性常用于密码保存。SHA-512、MD5等是众所周知的散列函数。MD5生成的哈希码是128位，甚至MD5与哈希同名。您可以使用网站：https://passwordsgenerator.net/sha512-hash-generator/在线计算哈希值。哈希有什么用？散列可用于存储密码，以明文形式存储密码是危险的。通常我们把密码hash加密后保存，这样即使密码泄露了，因为是hash值，也没有办法推导出密码的明文（字典攻击很难破解）。验证时，只需要对密码（明文）做同样的哈希，将哈希后的输出与保存的密码哈希值进行比较即可验证身份。可用于验证下载文件的完整性和防篡改。比如网站在提供安装包的时候，通常也会同时提供md5值，这样用户下载后，可以重新计算安装包的md5值。如果一致，则证明下载的本地安装包与网站提供的安装包一致，网络传输时没有错误。加密加密是把明文变成密文的过程，解密是把密文反方向变成明文的过程。比如著名的凯撒密码，就是将每个单词映射到另一个单词，这样只要有密码本，就可以通过比较完成加密和解密。比如最简单的情况，对于26个英文字母，每个字母右移3，abc变成def。这也是一种加密。当然，这种加密方式非常简单，也很容易被破译。不过，诸如AES（高级加密标准）、3DES（三重数据加密算法）等被公认为难以破解，山东大学女教授王小云却很厉害。她破解了MD5和SHA-1，逼迫加密标准升级，终于成为院士。1.对称加密对称加密就是加密和解密的密钥相同，优点是速度快。这也是传统的加密方式，比如AES和3DES，都是对称加密。2.非对称加密非对称加密使用不同的密钥进行加密和解密。有两个密钥，公钥和私钥。公钥可以公开，私钥保存在安全的地方。RSA、ECC（椭圆曲线加密算法）、DH（密钥交换算法）都是非对称加密。非对称加密很慢，到底有多慢？与对称加密相比，慢了1000倍。因为速度慢，常用于密钥协商（Handshake）。协商会话密钥后，使用对称密钥对通信数据进行加密。1976年，WhitfieldDiffie和MartinHellman首先提出非对称加密的概念，该算法称为Diffie-Hellman密钥交换。然后在1978年，麻省理工学院的RonRivest、AdiShamir和LeonardAdleman发表了RSA算法。这些都可以认为是非对称加密的基础。非对称加密也称为公钥基础设施或PKI。非对称加密的提出是密码学的一场革命，影响深远。非对称加密算法用私钥加密，用公钥解密，或者用公钥加密，用私钥解密。证书证书就是证明我是我。比如你要访问中国银行的网站，中国银行的官网怎么证明是中国银行的官网呢？答案是数字证书。CA是数字证书中心。服务器需要找到CA进行认证，让CA给自己颁发数字证书。数字证书一般包含一些关于服务的信息和服务器的公钥。经过CA的私钥加密后，生成的数字证书是因为CA的权威性，其公钥是全世界都知道的，如果能用CA的公钥来解锁证书，就可以证明证书必须是CA颁发的，否则没有CA的私钥。密钥，不可能生成可以用CA公钥解密的证书。由此可见，数字证书采用的是非对称加密。数字签名在日常生活中也有签名。每个人的笔迹都不一样。刷卡消费后，在账单上签上自己的名字，服务员核实无误后保存。如果你拖欠帐单，你可以有签名作为证明，因为是别人写的。你手写的字和你手写的字总会有区别的。什么是数字签名？比如A发邮件，收件人如何证明这封信是A写的？本质上，数字签名也使用非对称加密。如前所述，非对称加密有公钥和私钥。如果发送方用私钥加密，接收方可以用发送方的公钥解密，就可以证明是某个发送方发送的，因为别人是拿不到的。一旦你得到了你的私钥，就不能用你的私钥加密，你也不能否认。数字签名通常是先对内容进行哈希处理，生成内容摘要，然后用私钥加密得到签名。密钥协商我举个例子来说明这些问题：张三有2把钥匙，一把公钥，对外公布，一把私钥，妥善保管，只有他自己知道。显然，非对称加密。李斯给张三写了一封信。写好后，用张三的公钥加密，通过邮局寄给了张三。邮递员就算打开信封看了也看不懂，因为里面的内容是密文，只有张三的密钥才能解密。张三收到信后，用私钥解密，就可以正常阅读了。现在张三要给李四回信。写好后，用哈希函数生成摘要。然后张三用私钥加密摘要，生成数字签名签名。然后在信的底部附上签名，一起寄给李四。过程是：字母明文->哈希->digist->私钥加密->签名。李四收到回信后，用张三的公钥解密了数字签名，得到了摘要，证明这封信确实是张三寄出的。为什么？因为如果不是张三发的，那么写信的人就没有张三的私钥，用其他私钥加密得到的签名，用张三的公钥是无法解密的。李四，然后对信件内容进行哈希处理，得到一个摘要，与上一步得到的摘要进行比较，如果一致，则证明信件内容没有被修改，信件内容做完了。并发症出现了。王五用自己的公钥替换了李四保存的张三的公钥，也就是王五欺骗了李四，李四误把王五的公钥当成了张三的公钥。你可以假装张三给李四写信（王五用自己的私钥加密）。有什么问题？问题是李斯不能确定自己保存的公钥真的是张三的公钥。如果客户端电脑上存储的工行官网公钥，实际上是某家诈骗公司的公钥，那就麻烦大了。怎么破？让张三去认证中心CA（CertificateAuthority）认证公钥。怎么做？CA中心用自己的私钥对张三的公钥等相关信息进行加密，生成数字证书（DigitalCertificate）。张三拿到数字证书后，以后回信给李四，同时在数字证书上签名。李四收到信后，从CA的公钥中解开数字证书，取出张三的公钥（一定是真的），然后就可以按照前面的流程安全愉快地解开签名了。加入数字证书后，最核心的区别就是张三的公钥不再保存在李四，而是通过数字证书签发。为什么数字证书中张三的公钥一定是真实的呢？因为CA是一个权威机构，假设全世界只有一个（其实不止一个，只是不多），它的公钥是全世界都知道的，是一个固定的字符串。因此，可以用CA公钥解密的证书一定是CA颁发的，因为CA是用自己的私钥来加密证书的。显然，非对称加密可以用来证明我就是我。密钥交换算法著名的DH密钥交换算法，这个算法很有趣也很巧妙。简而言之，就是通信的双方交换一点信息（不怕被偷窥），然后在两端产生一个分布。一样的钥匙，太棒了。有一个非常有趣的例子。爱丽丝和鲍勃想要协商公开颜色。他们可以交换信息，但是交换的信息可以被窃听者看到。我应该怎么办？我们可以在不让其他人知道的情况下协商公开颜色。首先，它们有一个共同的颜色，都是1ml黄色。然后Alice挑了一个privatered，Bob挑了green，都是1ml。只有自己知道，不会告诉别人。然后Alice将黄色和红色混合在一起，Bob将黄色和绿色混合在一起，每个2ml。然后，他们互相给了对方2毫升他们混合的颜色液体。然后，用你自己的1ml私人颜色液体，和你从对方那里得到的2ml液体混合，这就是见证颜色奇迹的时刻，他们得到的颜色是一样的，第三方也做不到通过偷看它们来传递数据，知道它们最终会变成什么颜色（基于一个假设，在图中解释）。密钥交换算法的原理与此类似。关于这个问题网上有很多资料。理解了上面的例子，我觉得再看ECDH就不难了。我们都知道http是一个互联网协议，但是它不够安全，所以出现了一个改进版的https，其实就是多了一个TLS，也就是传输层加密。本质上是通过握手协商出一个会话密钥，并传输后续的数据，都用这个密钥进行对称加密和解密。我们经常谈论安全通道。其实就是协商一个sessionkey，并不神秘。随便扔几张图片。为了减少这些RTT，想了各种办法，如果重用连接，可以做到0RTT和1RTT。就说到这里吧，最后抛几个名词，有兴趣的可以自己百度学习：DTLS、HMAC、AEAD、replayattack、amplificationattack，是不是很高端？
