本篇文章给大家谈谈加密算法解析以及对应的知识点，希望对各位有所帮助。
https其实是有两部分组成：http + SSL / TLS，也就是在http上又加了一层处理加密信息的模块。服务端和客户端的信息传输都会通过TLS进行加密，所以传输的数据都是加密后的数据。具体是如何进行加密，解密，验证的，且看下图。
1. 客户端发起https请求
客户端发起https请求就是指用户在浏览器里输入一个https网址，然后连接到server的443端口。
2. 服务器端的配置
采用https协议的服务器必须要有一套SSL数字证书，需要向CA组织(如WoSign沃通CA)申请。这套SSL证书其实就是一对公钥和私钥。如果对公钥和私钥不太理解，可以想象成一把钥匙和一个锁头，只是全世界只有你一个人有这把钥匙，你可以把锁头给别人，别人可以用这个锁把重要的东西锁起来，然后发给你，因为只有你一个人有这把钥匙，所以只有你才能看到被这把锁锁起来的东西。
3. 传送证书
这个证书其实就是公钥，只是包含了很多信息，如证书的颁发机构，证书过期时间等等。
4. 客户端解析证书
这部分工作是有客户端的TLS来完成的，首先会验证公钥是否有效，比如颁发机构，过期时间等等，如果发现异常，则会弹出一个警告框，提示证书存在问题。如果证书没有问题，那么就生成一个随机值。然后用证书对该随机值进行加密。就好像上面说的，把随机值用锁头锁起来，这样除非有钥匙，不然看不到被锁住的内容。
5. 传送加密信息
这部分传送的是用SSL证书加密后的随机值，目的就是让服务端得到这个随机值，以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值来进行加密解密了。
6. 服务段解密信息
服务端用私钥解密后，得到了客户端传过来的随机值(私钥)，然后把内容通过该值进行对称加密。所谓对称加密就是，将信息和私钥通过某种算法混合在一起，这样除非知道私钥，不然无法获取内容，而正好客户端和服务端都知道这个私钥，所以只要加密算法够彪悍，私钥够复杂，数据就够安全。
7. 传输加密后的信息
这部分信息是服务段用私钥加密后的信息，可以在客户端被还原。
8. 客户端解密信息
客户端用之前生成的私钥解密服务段传过来的信息，于是获取了解密后的内容。整个过程第三方即使监听到了数据，也束手无策。
在对称密码中，由于加密和解密的密钥是相同的，因此必须向接收者配送密钥。用于解密的密钥必须被配送给接收者，这一问题称为 密钥配送问题 ，如果使用公钥密码，则无需向接收者配送用于解密的密钥，这样就解决了密钥配送问题。可以说公钥密码是密码学历史上最伟大的发明。
解决密钥配送问题的方法
在人数很多的情况下，通信所需要的密钥数量会增大，例如：1000名员工中每一个人都可以和另外999个进行通信，则每个人需要999个通信密钥，整个密钥数量：
1000 x 999 ÷ 2 = 499500
很不现实，因此此方法有一定的局限性
在Diffic-Hellman密钥交换中，进行加密通信的双方需要交换一些信息，而这些信息即便被窃听者窃听到也没有问题（后续文章会进行详解）。
在对称密码中，加密密钥和解密密钥是相同的，但公钥密码中，加密密钥和解密密钥却是不同的。只要拥有加密密钥，任何人都可以加密，但没有解密密钥是无法解密的。
公钥密码中，密钥分为加密密钥（公钥）和解密密钥（私钥）两种。
公钥和私钥是一一对应的，一对公钥和私钥统称为密钥对，由公钥进行加密的密文，必须使用与该公钥配对的私钥才能够解密。密钥对中的两个密钥之间具有非常密切的关系——数学上的关系——因此公钥和私钥是不能分别单独生成的。
发送者：Alice 接收者：Bob 窃听者：Eve
通信过程是由接收者Bob来启动的
公钥密码解决了密钥配送的问题，但依然面临着下面的问题
RSA是目前使用最广泛的公钥密码算法，名字是由它的三位开发者，即Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman的姓氏的首字母组成的（Rivest-Shamir-Adleman）。RSA可以被使用公钥密码和数字签名（此文只针对公钥密码进行探讨，数字签名后续文章敬请期待）1983年在美国取得了专利，但现在该专利已经过期。
在RSA中，明文、密钥和密文都是数字，RSA加密过程可以用下列公式来表达
密文 = 明文 E mod N
简单的来说，RSA的密文是对代表明文的数字的 E 次方求mod N 的结果，换句话说：将明文和自己做 E 次乘法，然后将结果除以 N 求余数，这个余数就是密文。
RSA解密过程可以用下列公式来表达
明文 = 密文 D mod N
对表示密文的数字的 D 次方求mod N 就可以得到明文，换句话说：将密文和自己做 D 次乘法，在对其结果除以 N 求余数，就可以得到明文
此时使用的数字 N 和加密时使用的数字 N 是相同的，数 D 和数 N 组合起来就是RSA的解密密钥，因此 D 和 N 的组合就是私钥 。只要知道 D 和 N 两个数的人才能够完成解密的运算
根据加密和解密的公式可以看出，需要用到三个数—— E 、 D 和 N 求这三个数就是 生成密钥对 ，RSA密钥对的生成步骤如下：
准备两个很大的质数 p 和 q ，将这两个数相乘，结果就是 N
N = p x q
L 是 p-1 和 q-1 的最小公倍数，如果用lcm( X , Y )来表示 “ X 和 Y 的最小公倍数” 则L可以写成下列形式
L = lcm ( p - 1， q - 1)
E 是一个比1大、比 L 小的数。 E 和 L 的最大公约数必须为1，如果用gcd( X , Y )来表示 X 和 Y 的最大公约数，则 E 和 L 之间存在下列关系：
1 E L
gcd( E , L ) = 1 （是为了保证一定存在解密时需要使用的数 D ）
1 D L
E x D mod L = 1
p = 17
q = 19
N = p x q = 17 x 19 = 323
L = lcm ( p - 1， q - 1) = lcm (16,18) = 144
gcd( E , L ) = 1
满足条件的 E 有很多：5，7，11，13，17，19，23，25，29，31...
这里选择5来作为 E ,到这里我们已经知道 E = 5 N = 323 这就是公钥
E x D mod L = 1
D = 29 可以满足上面的条件，因此：
公钥： E = 5 N = 323
私钥： D = 29 N = 323
要加密的明文必须是小于 N 的数，这是因为在加密运算中需要求 mod N 假设加密的明文是123
明文 E mod N = 123 5 mod 323 = 225（密文）
对密文225进行解密
密文 D mod N = 225 29 mod 323 = 225 10 x 225 10 x 225 9 mod 323 = (225 10 mod 323) x (225 10 mod 323) x (225 9 mod 323) = 16 x 16 x 191 mod 323 = 48896 mod 323 = 123（明文）
如果没有mod N 的话，即：
明文 = 密文 D mod N
通过密文求明文的难度不大，因为这可以看作是一个求对数的问题。
但是，加上mod N 之后，求明文就变成了求离散对数的问题，这是非常困难的，因为人类还没有发现求离散对数的高效算法。
只要知道 D ，就能够对密文进行解密，逐一尝试 D 来暴力破译RSA，暴力破解的难度会随着D的长度增加而加大，当 D 足够长时，就不能再现实的时间内通过暴力破解找出数 D
目前，RSA中所使用的 p 和 q 的长度都是1024比特以上， N 的长度为2048比特以上，由于 E 和 D 的长度可以和N差不多，因此要找出 D ，就需要进行2048比特以上的暴力破解。这样的长度下暴力破解找出 D 是极其困难的
E x D mod L = 1 L = lcm ( p - 1， q - 1)
由 E 计算 D 需要使用 p 和 q ，但是密码破译者并不知道 p 和 q
对于RSA来说，有一点非常重要，那就是 质数 p 和 q 不能被密码破译这知道 。把 p 和 q 交给密码破译者与把私钥交给密码破译者是等价的。
p 和 q 不能被密码破译者知道，但是 N = p x q 而且 N 是公开的， p 和 q 都是质数，因此由 N 求 p 和 q 只能通过 将 N 进行质因数分解 ，所以说：
一旦发现了对大整数进行质因数分解的高效算法，RSA就能够被破译
这种方法虽然不能破译RSA，但却是一种针对机密性的有效攻击。
所谓中间人攻击，就是主动攻击者Mallory混入发送者和接收者的中间，对发送者伪装成接收者，对接收者伪装成发送者的攻击，在这里，Mallory就是“中间人”
这种攻击不仅针对RSA，而是可以针对任何公钥密码。在这个过程中，公钥密码并没有被破译，所有的密码算法也都正常工作并确保了机密性。然而，所谓的机密性并非在Alice和Bob之间，而是在Alice和Mallory之间，以及Mallory和Bob之间成立的。 仅靠公钥密码本身，是无法防御中间人攻击的。
要防御中间人攻击，还需要一种手段来确认所收到的公钥是否真的属于Bob，这种手段称为认证。在这种情况下，我们可以使用公钥的 证书 (后面会陆续更新文章来进行探讨)
网络上很多服务器在收到格式不正确的数据时都会向通信对象返回错误消息，并提示“这里的数据有问题”，然而，这种看似很贴心的设计却会让攻击者有机可乘。 攻击者可以向服务器反复发送自己生成的伪造密文，然后分析返回的错误消息和响应时间获得一些关于密钥和明文的信息。
为了抵御这种攻击，可以对密文进行“认证”，RSA-OAEP(最优非对称加密填充)正是基于这种思路设计的一种RSA改良算法。
RSA-OAEP在加密时会在明文前面填充一些认证信息，包括明文的散列值以及一定数量的0，然后用RSA进行加密，在解密的过程中，如果解密后的数据的开头没有找到正确的认证信息，则可以判定有问题，并返回固定的错误消息（重点是，不能将具体的错误内容告知开发者）
RSA-OAEP在实际应用中，还会通过随机数使得每次生成的密文呈现不同的排列方式，从而进一步提高安全性。
随着计算机技术的进步等，以前被认为是安全的密码会被破译，这一现象称为 密码劣化 ，针对这一点：
先放一张以太坊的架构图：
在学习的过程中主要是采用单个模块了学习了解的，包括P2P,密码学，网络，协议等。直接开始总结：
秘钥分配问题也就是秘钥的传输问题，如果对称秘钥，那么只能在线下进行秘钥的交换。如果在线上传输秘钥，那就有可能被拦截。所以采用非对称加密，两把钥匙，一把私钥自留，一把公钥公开。公钥可以在网上传输。不用线下交易。保证数据的安全性。
如上图，A节点发送数据到B节点，此时采用公钥加密。A节点从自己的公钥中获取到B节点的公钥对明文数据加密，得到密文发送给B节点。而B节点采用自己的私钥解密。
2、无法解决消息篡改。
如上图，A节点采用B的公钥进行加密，然后将密文传输给B节点。B节点拿A节点的公钥将密文解密。
1、由于A的公钥是公开的，一旦网上黑客拦截消息，密文形同虚设。说白了，这种加密方式，只要拦截消息，就都能解开。
2、同样存在无法确定消息来源的问题，和消息篡改的问题。
如上图，A节点在发送数据前，先用B的公钥加密，得到密文1，再用A的私钥对密文1加密得到密文2。而B节点得到密文后，先用A的公钥解密，得到密文1，之后用B的私钥解密得到明文。
1、当网络上拦截到数据密文2时， 由于A的公钥是公开的，故可以用A的公钥对密文2解密，就得到了密文1。所以这样看起来是双重加密，其实最后一层的私钥签名是无效的。一般来讲，我们都希望签名是签在最原始的数据上。如果签名放在后面，由于公钥是公开的，签名就缺乏安全性。
2、存在性能问题，非对称加密本身效率就很低下，还进行了两次加密过程。
如上图，A节点先用A的私钥加密，之后用B的公钥加密。B节点收到消息后，先采用B的私钥解密，然后再利用A的公钥解密。
1、当密文数据2被黑客拦截后，由于密文2只能采用B的私钥解密，而B的私钥只有B节点有，其他人无法机密。故安全性最高。
2、当B节点解密得到密文1后， 只能采用A的公钥来解密。而只有经过A的私钥加密的数据才能用A的公钥解密成功，A的私钥只有A节点有，所以可以确定数据是由A节点传输过来的。
经两次非对称加密，性能问题比较严重。
基于以上篡改数据的问题，我们引入了消息认证。经过消息认证后的加密流程如下：
当A节点发送消息前，先对明文数据做一次散列计算。得到一个摘要, 之后将照耀与原始数据同时发送给B节点。当B节点接收到消息后，对消息解密。解析出其中的散列摘要和原始数据，然后再对原始数据进行一次同样的散列计算得到摘要1, 比较摘要与摘要1。如果相同则未被篡改，如果不同则表示已经被篡改。
在传输过程中，密文2只要被篡改，最后导致的hash与hash1就会产生不同。
无法解决签名问题，也就是双方相互攻击。A对于自己发送的消息始终不承认。比如A对B发送了一条错误消息，导致B有损失。但A抵赖不是自己发送的。
在(三)的过程中，没有办法解决交互双方相互攻击。什么意思呢？ 有可能是因为A发送的消息，对A节点不利，后来A就抵赖这消息不是它发送的。
为了解决这个问题，故引入了签名。这里我们将(二)-4中的加密方式，与消息签名合并设计在一起。
在上图中，我们利用A节点的私钥对其发送的摘要信息进行签名，然后将签名+原文，再利用B的公钥进行加密。而B得到密文后，先用B的私钥解密，然后 对摘要再用A的公钥解密，只有比较两次摘要的内容是否相同。这既避免了防篡改问题，有规避了双方攻击问题。因为A对信息进行了签名，故是无法抵赖的。
为了解决非对称加密数据时的性能问题，故往往采用混合加密。这里就需要引入对称加密，如下图:
在对数据加密时，我们采用了双方共享的对称秘钥来加密。而对称秘钥尽量不要在网络上传输，以免丢失。这里的共享对称秘钥是根据自己的私钥和对方的公钥计算出的，然后适用对称秘钥对数据加密。而对方接收到数据时，也计算出对称秘钥然后对密文解密。
以上这种对称秘钥是不安全的，因为A的私钥和B的公钥一般短期内固定，所以共享对称秘钥也是固定不变的。为了增强安全性，最好的方式是每次交互都生成一个临时的共享对称秘钥。那么如何才能在每次交互过程中生成一个随机的对称秘钥，且不需要传输呢？
那么如何生成随机的共享秘钥进行加密呢？
对于发送方A节点，在每次发送时，都生成一个临时非对称秘钥对，然后根据B节点的公钥 和 临时的非对称私钥 可以计算出一个对称秘钥(KA算法-Key Agreement)。然后利用该对称秘钥对数据进行加密，针对共享秘钥这里的流程如下：
对于B节点，当接收到传输过来的数据时，解析出其中A节点的随机公钥，之后利用A节点的随机公钥 与 B节点自身的私钥 计算出对称秘钥(KA算法)。之后利用对称秘钥机密数据。
对于以上加密方式，其实仍然存在很多问题，比如如何避免重放攻击(在消息中加入 Nonce )，再比如彩虹表(参考 KDF机制解决 )之类的问题。由于时间及能力有限，故暂时忽略。
那么究竟应该采用何种加密呢？
主要还是基于要传输的数据的安全等级来考量。不重要的数据其实做好认证和签名就可以，但是很重要的数据就需要采用安全等级比较高的加密方案了。
密码套件 是一个网络协议的概念。其中主要包括身份认证、加密、消息认证(MAC)、秘钥交换的算法组成。
在整个网络的传输过程中，根据密码套件主要分如下几大类算法：
秘钥交换算法：比如ECDHE、RSA。主要用于客户端和服务端握手时如何进行身份验证。
消息认证算法：比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用于消息摘要。
批量加密算法：比如aes, 主要用于加密信息流。
伪随机数算法：例如TLS 1.2的伪随机函数使用MAC算法的散列函数来创建一个 主密钥 ——连接双方共享的一个48字节的私钥。主密钥在创建会话密钥（例如创建MAC）时作为一个熵来源。
在网络中，一次消息的传输一般需要在如下4个阶段分别进行加密，才能保证消息安全、可靠的传输。
握手/网络协商阶段：
在双方进行握手阶段，需要进行链接的协商。主要的加密算法包括RSA、DH、ECDH等
身份认证阶段：
身份认证阶段，需要确定发送的消息的来源来源。主要采用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密，DSA签名)等。
消息加密阶段：
消息加密指对发送的信息流进行加密。主要采用的加密方式包括DES、RC4、aes等。
消息身份认证阶段/防篡改阶段：
主要是保证消息在传输过程中确保没有被篡改过。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。
ECC ：Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学。是一种根据椭圆上点倍积生成 公钥、私钥的算法。用于生成公私秘钥。
ECDSA ：用于数字签名,是一种数字签名算法。一种有效的数字签名使接收者有理由相信消息是由已知的发送者创建的，从而发送者不能否认已经发送了消息(身份验证和不可否认)，并且消息在运输过程中没有改变。ECDSA签名算法是ECC与DSA的结合，整个签名过程与DSA类似，所不一样的是签名中采取的算法为ECC，最后签名出来的值也是分为r,s。 主要用于身份认证阶段 。
ECDH ：也是基于ECC算法的霍夫曼树秘钥，通过ECDH，双方可以在不共享任何秘密的前提下协商出一个共享秘密，并且是这种共享秘钥是为当前的通信暂时性的随机生成的，通信一旦中断秘钥就消失。 主要用于握手磋商阶段。
ECIES： 是一种集成加密方案,也可称为一种混合加密方案，它提供了对所选择的明文和选择的密码文本攻击的语义安全性。ECIES可以使用不同类型的函数：秘钥协商函数(KA)，秘钥推导函数(KDF)，对称加密方案(ENC)，哈希函数(HASH), H-MAC函数(MAC)。
ECC 是椭圆加密算法，主要讲述了按照公私钥怎么在椭圆上产生，并且不可逆。 ECDSA 则主要是采用ECC算法怎么来做签名， ECDH 则是采用ECC算法怎么生成对称秘钥。以上三者都是对ECC加密算法的应用。而现实场景中，我们往往会采用混合加密(对称加密，非对称加密结合使用，签名技术等一起使用)。 ECIES 就是底层利用ECC算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非对称加密，对称加密和签名的功能。
ECC 是 Elliptic Curve Cryptography的简称。那么什么是椭圆加密曲线呢？Wolfram MathWorld 给出了很标准的定义： 一条椭圆曲线就是一组被 定义的且满足 的点集。
这个先订条件是为了保证曲线不包含奇点。
所以，随着曲线参数a和b的不断变化，曲线也呈现出了不同的形状。比如:
所有的非对称加密的基本原理基本都是基于一个公式 K = k*G。其中K代表公钥，k代表私钥，G代表某一个选取的基点。非对称加密的算法 就是要保证 该公式 不可进行逆运算( 也就是说G/K是无法计算的 )。
ECC是如何计算出公私钥呢？这里我按照我自己的理解来描述。
我理解，ECC的核心思想就是：选择曲线上的一个基点G，之后随机在ECC曲线上取一个点k(作为私钥)，然后根据k*G计算出我们的公钥K。并且保证公钥K也要在曲线上。
那么k*G怎么计算呢？如何计算k*G才能保证最后的结果不可逆呢？这就是ECC算法要解决的。
首先，我们先随便选择一条ECC曲线，a = -3, b = 7 得到如下曲线：
在这个曲线上，我随机选取两个点，这两个点的乘法怎么算呢？我们可以简化下问题，乘法是都可以用加法表示的，比如2*2 = 2+2，3*5 = 5+5+5。 那么我们只要能在曲线上计算出加法，理论上就能算乘法。所以，只要能在这个曲线上进行加法计算，理论上就可以来计算乘法，理论上也就可以计算k*G这种表达式的值。
曲线上两点的加法又怎么算呢？这里ECC为了保证不可逆性，在曲线上自定义了加法体系。
现实中，1+1=2，2+2=4，但在ECC算法里，我们理解的这种加法体系是不可能。故需要自定义一套适用于该曲线的加法体系。
ECC定义，在图形中随机找一条直线，与ECC曲线相交于三个点(也有可能是两个点)，这三点分别是P、Q、R。
那么P+Q+R = 0。其中0 不是坐标轴上的0点，而是ECC中的无穷远点。也就是说定义了无穷远点为0点。
同样，我们就能得出 P+Q = -R。 由于R 与-R是关于X轴对称的，所以我们就能在曲线上找到其坐标。
P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上图。
以上就描述了ECC曲线的世界里是如何进行加法运算的。
从上图可看出，直线与曲线只有两个交点，也就是说 直线是曲线的切线。此时P,R 重合了。
也就是P = R, 根据上述ECC的加法体系，P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0
于是乎得到 2*P = -Q (是不是与我们非对称算法的公式 K = k*G 越来越近了)。
于是我们得出一个结论，可以算乘法，不过只有在切点的时候才能算乘法，而且只能算2的乘法。
假若 2 可以变成任意个数进行想乘，那么就能代表在ECC曲线里可以进行乘法运算，那么ECC算法就能满足非对称加密算法的要求了。
那么我们是不是可以随机任何一个数的乘法都可以算呢？ 答案是肯定的。 也就是点倍积 计算方式。
选一个随机数 k, 那么k * P等于多少呢？
我们知道在计算机的世界里，所有的都是二进制的，ECC既然能算2的乘法，那么我们可以将随机数k描 述成二进制然后计算。假若k = 151 = 10010111
由于2*P = -Q 所以 这样就计算出了k*P。 这就是点倍积算法 。所以在ECC的曲线体系下是可以来计算乘法，那么以为这非对称加密的方式是可行的。
至于为什么这样计算 是不可逆的。这需要大量的推演，我也不了解。但是我觉得可以这样理解：
我们的手表上，一般都有时间刻度。现在如果把1990年01月01日0点0分0秒作为起始点，如果告诉你至起始点为止时间流逝了 整1年，那么我们是可以计算出现在的时间的，也就是能在手表上将时分秒指针应该指向00：00：00。但是反过来，我说现在手表上的时分秒指针指向了00：00：00,你能告诉我至起始点算过了有几年了么？
ECDSA签名算法和其他DSA、RSA基本相似，都是采用私钥签名，公钥验证。只不过算法体系采用的是ECC的算法。交互的双方要采用同一套参数体系。签名原理如下：
在曲线上选取一个无穷远点为基点 G = (x,y)。随机在曲线上取一点k 作为私钥， K = k*G 计算出公钥。
签名过程：
生成随机数R, 计算出RG.
根据随机数R,消息M的HASH值H,以及私钥k, 计算出签名S = (H+kx)/R.
将消息M,RG,S发送给接收方。
签名验证过程：
接收到消息M, RG,S
根据消息计算出HASH值H
根据发送方的公钥K,计算 HG/S + xK/S, 将计算的结果与 RG比较。如果相等则验证成功。
公式推论：
HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG
在介绍原理前，说明一下ECC是满足结合律和交换律的，也就是说A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。
这里举一个WIKI上的例子说明如何生成共享秘钥，也可以参考 Alice And Bob 的例子。
Alice 与Bob 要进行通信，双方前提都是基于 同一参数体系的ECC生成的 公钥和私钥。所以有ECC有共同的基点G。
生成秘钥阶段：
Alice 采用公钥算法 KA = ka * G ，生成了公钥KA和私钥ka, 并公开公钥KA。
Bob 采用公钥算法 KB = kb * G ，生成了公钥KB和私钥 kb, 并公开公钥KB。
计算ECDH阶段：
Alice 利用计算公式 Q = ka * KB 计算出一个秘钥Q。
Bob 利用计算公式 Q' = kb * KA 计算出一个秘钥Q'。
共享秘钥验证：
Q = ka KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'
故 双方分别计算出的共享秘钥不需要进行公开就可采用Q进行加密。我们将Q称为共享秘钥。
在以太坊中，采用的ECIEC的加密套件中的其他内容：
1、其中HASH算法采用的是最安全的SHA3算法 Keccak 。
2、签名算法采用的是 ECDSA
3、认证方式采用的是 H-MAC
4、ECC的参数体系采用了secp256k1, 其他参数体系 参考这里
H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下：
在 以太坊 的 UDP通信时(RPC通信加密方式不同)，则采用了以上的实现方式，并扩展化了。
首先，以太坊的UDP通信的结构如下：
其中，sig是 经过 私钥加密的签名信息。mac是可以理解为整个消息的摘要， ptype是消息的事件类型，data则是经过RLP编码后的传输数据。
其UDP的整个的加密，认证，签名模型如下：
研究他做什么，学会用就行了，手机你也在用，为什么不研究gsm协议，mp3你也听为什么不研究mp3编码，衣服一直在穿，为什么不去了解生产制作过程，知道用就行了，没有必要纠结是怎么来的，DES算法是 未加密字符串通过key 这个key也有书里说是因子，加密成另一种字符的编码方式，还原必须有key 算法是逆向的，具体我也不知道，不过我懂得如何使用。一般DES算法用在需要安全的数据传输方面比较多。我的项目中也会经常用到。
OpenSSL初接触的人恐怕最难的在于先理解各种概念
公钥/私钥/签名/验证签名/加密/解密/非对称加密
我们一般的加密是用一个密码加密文件,然后解密也用同样的密码.这很好理解,这个是对称加密.而有些加密时,加密用的一个密码,而解密用另外一组密码,这个叫非对称加密,意思就是加密解密的密码不一样.初次接触的人恐怕无论如何都理解不了.其实这是数学上的一个素数积求因子的原理的应用,如果你一定要搞懂,百度有大把大把的资料可以看,其结果就是用这一组密钥中的一个来加密数据,可以用另一个解开.是的没错,公钥和私钥都可以用来加密数据,相反用另一个解开,公钥加密数据,然后私钥解密的情况被称为加密解密,私钥加密数据,公钥解密一般被称为签名和验证签名.
因为公钥加密的数据只有它相对应的私钥可以解开,所以你可以把公钥给人和人,让他加密他想要传送给你的数据,这个数据只有到了有私钥的你这里,才可以解开成有用的数据,其他人就是得到了,也看懂内容.同理,如果你用你的私钥对数据进行签名,那这个数据就只有配对的公钥可以解开,有这个私钥的只有你,所以如果配对的公钥解开了数据,就说明这数据是你发的,相反,则不是.这个被称为签名.
实际应用中,一般都是和对方交换公钥,然后你要发给对方的数据,用他的公钥加密,他得到后用他的私钥解密,他要发给你的数据,用你的公钥加密,你得到后用你的私钥解密,这样最大程度保证了安全性.
RSA/DSA/SHA/MD5
非对称加密的算法有很多,比较著名的有RSA/DSA ,不同的是RSA可以用于加/解密,也可以用于签名验签,DSA则只能用于签名.至于SHA则是一种和md5相同的算法,它不是用于加密解密或者签名的,它被称为摘要算法.就是通过一种算法,依据数据内容生成一种固定长度的摘要,这串摘要值与原数据存在对应关系,就是原数据会生成这个摘要,但是,这个摘要是不能还原成原数据的,嗯....,正常情况下是这样的,这个算法起的作用就是,如果你把原数据修改一点点,那么生成的摘要都会不同,传输过程中把原数据给你再给你一个摘要,你把得到的原数据同样做一次摘要算法,与给你的摘要相比较就可以知道这个数据有没有在传输过程中被修改了.
实际应用过程中,因为需要加密的数据可能会很大,进行加密费时费力,所以一般都会把原数据先进行摘要,然后对这个摘要值进行加密,将原数据的明文和加密后的摘要值一起传给你.这样你解开加密后的摘要值,再和你得到的数据进行的摘要值对应一下就可以知道数据有没有被修改了,而且,因为私钥只有你有,只有你能解密摘要值,所以别人就算把原数据做了修改,然后生成一个假的摘要给你也是不行的,你这边用密钥也根本解不开.
CA/PEM/DER/X509/PKCS
一般的公钥不会用明文传输给别人的,正常情况下都会生成一个文件,这个文件就是公钥文件,然后这个文件可以交给其他人用于加密,但是传输过程中如果有人恶意破坏,将你的公钥换成了他的公钥,然后得到公钥的一方加密数据,不是他就可以用他自己的密钥解密看到数据了吗,为了解决这个问题,需要一个公证方来做这个事,任何人都可以找它来确认公钥是谁发的.这就是CA,CA确认公钥的原理也很简单,它将它自己的公钥发布给所有人,然后一个想要发布自己公钥的人可以将自己的公钥和一些身份信息发给CA,CA用自己的密钥进行加密,这里也可以称为签名.然后这个包含了你的公钥和你的信息的文件就可以称为证书文件了.这样一来所有得到一些公钥文件的人,通过CA的公钥解密了文件,如果正常解密那么机密后里面的信息一定是真的,因为加密方只可能是CA,其他人没它的密钥啊.这样你解开公钥文件,看看里面的信息就知道这个是不是那个你需要用来加密的公钥了.
实际应用中,一般人都不会找CA去签名,因为那是收钱的,所以可以自己做一个自签名的证书文件,就是自己生成一对密钥,然后再用自己生成的另外一对密钥对这对密钥进行签名,这个只用于真正需要签名证书的人,普通的加密解密数据,直接用公钥和私钥来做就可以了.
密钥文件的格式用OpenSSL生成的就只有PEM和DER两种格式,PEM的是将密钥用base64编码表示出来的,直接打开你能看到一串的英文字母,DER格式是二进制的密钥文件,直接打开,你可以看到........你什么也看不懂!.X509是通用的证书文件格式定义.pkcs的一系列标准是指定的存放密钥的文件标准,你只要知道PEM DER X509 PKCS这几种格式是可以互相转化的.
== End ==
为了方便理解，我画了一个图，如下：
使用 openssl 生成证书（含openssl详解）
一、openssl 简介
openssl 是目前最流行的 SSL 密码库工具，其提供了一个通用、健壮、功能完备的工具套件，用以支持SSL/TLS 协议的实现。
官网：
构成部分
密码算法库
密钥和证书封装管理功能
SSL通信API接口
用途
建立 RSA、DH、DSA key 参数
建立 X.509 证书、证书签名请求(CSR)和CRLs(证书回收列表)
计算消息摘要
使用各种 Cipher加密/解密
SSL/TLS 客户端以及服务器的测试
处理S/MIME 或者加密邮件
二、RSA密钥操作
默认情况下，openssl 输出格式为 PKCS#1-PEM
生成RSA私钥(无加密)
openssl genrsa -out rsa_private.key 2048
生成RSA公钥
openssl rsa -in rsa_private.key -pubout -out rsa_public.key
生成RSA私钥(使用aes256加密)
openssl genrsa -aes256 -passout pass:111111 -out rsa_aes_private.key 2048
其中 passout 代替shell 进行密码输入，否则会提示输入密码；
生成加密后的内容如：
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
Proc-Type: 4,ENCRYPTED
DEK-Info: aes-256-CBC,5584D000DDDD53DD5B12AE935F05A007
Base64 Encoded
Data-----END RSA PRIVATE KEY-----
此时若生成公钥，需要提供密码
openssl rsa -in rsa_aes_private.key -passin pass:111111 -pubout -out rsa_public.key
其中 passout 代替shell 进行密码输入，否则会提示输入密码；
转换命令
私钥转非加密
openssl rsa -in rsa_aes_private.key -passin pass:111111 -out rsa_private.key
私钥转加密
openssl rsa -in rsa_private.key -aes256 -passout pass:111111 -out rsa_aes_private.key
私钥PEM转DER
openssl rsa -in rsa_private.key -outform der-out rsa_aes_private.der
-inform和-outform 参数制定输入输出格式，由der转pem格式同理
查看私钥明细
openssl rsa -in rsa_private.key -noout -text
使用-pubin参数可查看公钥明细
私钥PKCS#1转PKCS#8
openssl pkcs8 -topk8 -in rsa_private.key -passout pass:111111 -out pkcs8_private.key
其中-passout指定了密码，输出的pkcs8格式密钥为加密形式，pkcs8默认采用des3 加密算法，内容如下：
-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
Base64 Encoded Data
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
使用-nocrypt参数可以输出无加密的pkcs8密钥，如下：
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
Base64 Encoded Data
-----END PRIVATE KEY-----
三、生成CA自签名证书和RSA私钥(测试场景步骤)
测试场景步骤1：生成 RSA 私钥和自签名证书：
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout rsa_private.key -x509 -days 36500 -out cert.crt
注释：
操作步骤如下：提示填写过程中如果想删除填写的内容，用ctrl+Backspace删除前面的字符
[root@szxelab01-web-100 cert]# openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout rsa_private.key -x509 -days 36500 -out cert.crt
Generating a 2048 bit RSA private key
.............+++
........................+++
writing new private key to 'rsa_private.key'
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:GuangDong
Locality Name (eg, city) [Default City]:ShenZhen
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:SunFoBank
Organizational Unit Name (eg, section) []:IT Dept
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:sunfobank.com
Email Address [] :admin@sunfobank.com
[root@szxjdwins01-web-27 cert]# ll
total 8
-rw-r--r--. 1 root root 1452 Jun 22 14:29 cert.crt
-rw-r--r--. 1 root root 1708 Jun 22 14:29 rsa_private.key
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout rsa_private.key -x509 -days 36500 -out cert.crt -subj "/C=CN/ST=GuangDong/L=ShenZhen/O=SunFoBank/OU=IT Dept/CN= sunfobank.com/emailAddress=admin@sunfobank.com "
openssl req -new -x509 -days 36500 -key rsa_private.key -out cert.crt
四、生成服务器签名请求文件及CA 签名颁发服务器证书（）
server.key建议不要加密码，如果加密码，重启nginx的时候每次都需要密码才可以启动nginx影响效率。
nginx配置只需要server.key和server.crt两个文件。
openssl genrsa -aes256 -passout pass:111111 -out server.key 2048
openssl req -new -key server.key -out server.csr
[root@szxjdwins01-web-27 cert]# openssl genrsa -aes256 -passout pass:111111 -out server.key 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
............................+++
.......+++
e is 65537 (0x10001)
[root@szxjdwins01-web-27 cert]# openssl genrsa -aes256 -out server.key 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
.............................................+++
........................................................+++
e is 65537 (0x10001)
Enter pass phrase for server.key: 111111手动输入密码
Verifying - Enter pass phrase for server.key: 111111手动输入密码
[root@szxelab01-web-27 cert]# openssl req -new -key server.key -out server.csr
Enter pass phrase for server.key:
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:GuangDong
Locality Name (eg, city) [Default City]:ShenZhen
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:SunFoBank
Organizational Unit Name (eg, section) []:IT Dept
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:sunfobank.com
Email Address [] :admin@sunfobank.com
Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []: 不输入密码
An optional company name []: 不输入密码
此后输入密码、server证书信息完成，也可以命令行指定各类参数
openssl req -new -key server.key -passin pass:111111 -out server.csr -subj "/C=CN/ST=GuangDong/L=ShenZhen/O=SunFoBank/OU=IT Dept/CN= sunfobank.com/emailAddress=admin@sunfobank.com "
*** 此时生成的 csr签名请求文件可提交至 CA进行签发 ***
cat server.csr
-----BEGIN CERTIFICATE REQUEST-----
Base64EncodedData
-----END CERTIFICATE REQUEST-----
openssl req -noout -text -in server.csr
openssl x509 -req -days 365000 -in server.csr -CA cert.crt -CAkey rsa_private.key -passin pass:111111 -CAcreateserial -out server.crt
[root@szxelab01-web-27 cert]# openssl x509 -req -days 365000 -in server.csr -CA cert.crt -CAkey rsa_private.key -passin pass:111111 -CAcreateserial -out server.crt
Signature ok
subject=/C=CN/ST=GuangDong/L=ShenZhen/O=SunFoBank/OU=IT Dept/CN= sunfobank.com/emailAddress=admin@sunfobank.com
Getting CA Private Key
其中 CAxxx 选项用于指定CA 参数输入
[root@szxelab01-web-27 cert]# ll
total 24
-rw-r--r--. 1 root root 1452 Jun 22 14:29 cert.crt
-rw-r--r--. 1 root root 17 Jun 22 15:07 cert.srl
-rw-r--r--. 1 root root 1708 Jun 22 14:29 rsa_private.key
-rw-r--r--. 1 root root 1334 Jun 22 15:07 server.crt
-rw-r--r--. 1 root root 1070 Jun 22 15:04 server.csr
-rw-r--r--. 1 root root 1766 Jun 22 14:54 server.key
此时对nginx任何操作，都需要提示输入server.key的密码才可以执行。
[root@szxelab01-web-27 nginx]# /application/nginx/sbin/nginx -t
Enter PEM pass phrase: 输入密码111111
nginx: the configuration file /application/nginx-1.12.2//conf/nginx.conf syntax is ok
为例不输入密码，需要把加密server.key转换成不加密的server.key
[root@szxelab01-web-27 cert]# openssl rsa -in server.key -passin pass:111111 -out server.key
writing RSA key
此时nginx操作就不提示输入密码了：
[root@szxelab01-web-27 cert]# /application/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /application/nginx-1.12.2//conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /application/nginx-1.12.2//conf/nginx.conf test is successful
证书位置：
[root@szxelab01-web-27 cert]# pwd
/application/nginx/cert
[root@szxelab01-web-27 cert]# ll
total 24
-rw-r--r--. 1 root root 1452 Jun 22 14:29 cert.crt
-rw-r--r--. 1 root root 17 Jun 22 15:07 cert.srl
-rw-r--r--. 1 root root 1708 Jun 22 14:29 rsa_private.key
-rw-r--r--. 1 root root 1334 Jun 22 15:07 server.crt
-rw-r--r--. 1 root root 1070 Jun 22 15:04 server.csr
-rw-r--r--. 1 root root 1679 Jun 22 15:19 server.key
至此测试场景私有证书配置完成
五、证书查看及转换
查看证书细节
openssl x509 -in cert.crt -noout -text
转换证书编码格式
openssl x509 -in cert.cer -inform DER -outform PEM -out cert.pem
合成 pkcs#12 证书(含私钥)
** 将 pem 证书和私钥转 pkcs#12 证书 **
openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -passin pass:111111 -password pass:111111 -out server.p12
其中-export指导出pkcs#12 证书，-inkey 指定了私钥文件，-passin 为私钥(文件)密码(nodes为无加密)，-password 指定 p12文件的密码(导入导出)
** 将 pem 证书和私钥/CA 证书 合成pkcs#12 证书**
openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -passin pass:111111 \ -chain -CAfile ca.crt -password pass:111111 -out server-all.p12
其中-chain指示同时添加证书链，-CAfile 指定了CA证书，导出的p12文件将包含多个证书。(其他选项：-name可用于指定server证书别名；-caname用于指定ca证书别名)
** pcks#12 提取PEM文件(含私钥) **
openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -passout pass:111111 -out out/server.pem
其中-password 指定 p12文件的密码(导入导出)，-passout指输出私钥的加密密码(nodes为无加密)
导出的文件为pem格式，同时包含证书和私钥(pkcs#8)：
Bag Attributes
localKeyID: 97 DD 46 3D 1E 91 EF 01 3B 2E 4A 75 81 4F 11 A6 E7 1F 79 40 subject=/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=vihoo/OU=dev/CN= vihoo.com/emailAddress=yy@vihoo.com
issuer=/C=CN/ST=GD/L=SZ/O=viroot/OU=dev/CN= viroot.com/emailAddress=yy@viroot.com-----BEGIN CERTIFICATE-----MIIDazCCAlMCCQCIOlA9/dcfEjANBgkqhkiG9w0BAQUFADB5MQswCQYDVQQGEwJD
1LpQCA+2B6dn4scZwaCD-----END CERTIFICATE-----Bag Attributes
localKeyID: 97 DD 46 3D 1E 91 EF 01 3B 2E 4A 75 81 4F 11 A6 E7 1F 79 40 Key Attributes: No Attributes
-----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----MIIEvAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCBKYwggSiAgEAAoIBAQDC/6rAc1YaPRNf
K9ZLHbyBTKVaxehjxzJHHw==
-----END ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
仅提取私钥
openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -passout pass:111111 -nocerts -out out/key.pem
仅提取证书(所有证书)
openssl pkcs12 -in server.p12 -password pass:111111 -nokeys -out out/key.pem
仅提取ca证书
openssl pkcs12 -in server-all.p12 -password pass:111111 -nokeys -cacerts -out out/cacert.pem
仅提取server证书
openssl pkcs12 -in server-all.p12 -password pass:111111 -nokeys -clcerts -out out/cert.pem
六、openssl 命令参考
一、对称密码
1、定义：采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
2、特点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
3、应用领域：由于其速度快，对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。
二、非对密码
1、定义：非对称密码指的是非对称密码体制中使用的密码。
2、特点：
（1）是加密密钥和解密密钥不同 ，并且难以互推 。
（2）是有一个密钥是公开的 ，即公钥 ，而另一个密钥是保密的 ，即私钥。
3、应用领域：很好的解决了密钥的分发和管理的问题 ，并且它还能够实现数字签名。
扩展资料
对称加密算法特征
1、加密方和解密方使用同一个密钥；
2、加密解密的速度比较快，适合数据比较长时的使用；
3、密钥传输的过程不安全，且容易被破解，密钥管理也比较麻烦
参考资料来源：百度百科——非对称密码
参考资料来源：百度百科——对称加密
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