非对称密码的两种典型使用场景

目录

• 加密
• 签名
• 扩展

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公开密钥密码学（英语：Public-key cryptography）也称非对称式密码学（英语：Asymmetric cryptography）是密码学的一种算法，它需要两个密钥，一个是公开密钥，另一个是私有密钥。

公私秘钥对的两个典型使用场景：

1. 加密
2. 签名

总结就是：
公钥加密、私钥解密。
私钥签名、公钥验签。

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加密

公钥加密、私钥解密流程：

1. 准备阶段——初始化秘钥对
   生成一对公、私密钥，

   公钥用作加密，私钥则用作解密，公钥可以公开，可任意向外发布；私钥不可以公开，必须由用户自行严格秘密保管，绝不透过任何途径向任何人提供，也不会透露给被信任的要通信的另一方。

   公钥分给A，私钥分给B。

2. 加密流程
   A拿着公钥对消息进行加密，加密后的信息为密文，密文可以在任意地方传输，并且这是安全的。

3. 解密流程
   B拿到密文，使用私钥解密，得到明文。

签名

物理签名，主要是用来确认这个文件是谁签署的。
数字签名过文件，1是可以保证完整性，2是数字签名具有不可抵赖性（即不可否认性）。

在数字签名中，则将上述加密反过来，使用私钥加密（相当于生成签名），公钥解密（相当于验证签名）。

签名流程：

1. 准备阶段——初始化秘钥对
   生成一对公、私密钥，

   • 私钥（Private Key）：由用户秘密保存，用于生成签名，私钥不可泄露！
   • 公钥（Public Key）：公钥可以公开发布，供他人验证签名。

   公钥分给Bob（接受方），私钥给Alice（发送方）。
   Alice用私钥签名一份合同，Bob 用 Alice 的公钥验证签名，确认合同未被修改且是Alice签署的。

2. 签名生成（发送方操作）

   1. 计算数据哈希
      对原始数据（如文件、消息）进行哈希运算（如 SHA-256），生成固定长度的摘要（Digest）。
   2. 私钥加密摘要
      用发送方的私钥对摘要进行加密，生成数字签名（Signature）。
   3. 发送数据与签名
      将原始数据和签名一起发送给接收方。

3. 签名验证（接收方操作）

   1. 接收数据与签名
      获取发送方的原始数据和签名。

   2. 重新计算数据哈希
      对收到的原始数据使用相同的哈希算法，生成新的摘要。

   3. 解密签名
      用发送方的公钥解密签名，得到发送方生成的原始摘要。

   4. 比对摘要

      • 一致：验证成功，说明数据未被篡改且由私钥持有者签发。
      • 不一致：验证失败，数据可能被篡改或签名无效。

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扩展

公开密钥基础建设通过信任数字证书认证机构的根证书、及其使用公开密钥加密作数字签名核发的公开密钥认证，形成信任链架构，这些后续文章讲解。