证书认证是怎么回事

前言

如何证明「我爸是我爸」这种问题非常扯，但是在互联网中，我们需要一个基本的信任关系，来证明「你是你」。

就像我们在访问 HTTPS 网站的时候，如何证明对方服务器就是我们想要访问的目标呢？答案就是靠权威机构和信任链机制

信任链和证书认证

类比一下我们生活中的信任关系，我们都有自己信任的朋友，假设我信任 A，然后 A 信任 B，那么我们通常能够将这个信任链条延伸，也就是我可以相信 B。

证书的信任链也是基于这样一种基础的信任链模型实现的。

关键点

信任链 & 传递信任机制。

比如：我信任 Bob，Bob 信任 Alice，那么我就能信任 Alice。只要这条信任链中没有人受影响，那么我们就能不断扩大这条信任链。

Web 中的应用

浏览器是如何决定应该信任谁的呢？

至少有三种方式：

手动指定证书每个浏览器和操作系统都提供一个机制，让你手动导入任何你信任的证书。你如何获得证书并验证其完整性，完全取决于你。

证书颁发机构证书颁发机构（CA）是一个受信任的第三方，它受到证书主体（所有者）和依赖该证书的一方的信任。

浏览器和操作系统每个操作系统和大多数浏览器都有一个知名的证书颁发机构的列表。因此，你也相信这个软件的供应商会提供并维护一个受信任方的名单。

在实践中，为每个网站存储和手动验证每一个密钥是不切实际的（尽管你可以，如果你有这样的倾向）。因此，最常见的解决方案是使用证书颁发机构（CA）来为我们做这项工作：浏览器指定信任哪些 CA（根 CA），然后由 CA 来验证他们签署的每个网站，并审计和验证这些证书没有被滥用或破坏。如果任何持有该 CA 证书的网站的安全性被破坏，那么该 CA 也有责任撤销被破坏的证书。

每个浏览器都允许你检查安全连接的信任链，通常可以通过点击URL旁边的锁图标进行访问。

*Certificate chain of trust for igvita.com*

如上图所示，

igvita.com证书是由StartCom Class 1 Primary Intermediate Server签署的。

StartCom Class 1 Primary Intermediate Server证书是由StartCom认证机构签署的。

StartCom认证机构是一个公认的根证书机构。

整个链条的 "信任锚 "是根证书颁发机构，在刚才的例子中，它是StartCom认证机构。每个浏览器都有一个预先初始化的受信任的证书颁发机构（"根"）列表，在这种情况下，浏览器信任并能够验证StartCom根证书。因此，通过对浏览器、浏览器供应商和StartCom证书颁发机构的横向信任链，我们将信任扩展到我们的目标网站。如下图所示：

flowchart TD
	id1(root CA) --信任--> id2(中间 CA 服务器) --信任--> id3(目标网站)

术语 & 概念

了解了证书的这套信任机制后，我们还需要再深入以下概念。

信息摘要

一段信息，经过摘要算法得到一串哈希值，就是摘要(digest)。

常见的摘要算法有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等。

主要是用于「校验信息的完整性」。

数字签名

摘要经过私钥的加密后，便有了一个新的名字 -- 「数字签名」。

❓

问：有了信息摘要，为何还要有数字签名?

答：信息摘要，虽然也不可逆，但却容易却被伪造。所以信息摘要只用于校验完整性，而要保证信息摘要的正确性，就要依靠数字签名啦。

❓

问：为什么不对内容直接加密，而是对摘要进行加密。

答：由上面我们知道了非对称加密的速度非常慢，如果传输的数据量非常大，那这个加密再解密的时间要远比网络传输的时间来得长，这样反而会得不偿失。

如果我们对传输的内容只有完整性要求，而安全性没有要求(意思是传输的内容被人知道了也没关系)。那就可以对摘要进行加密，到客户端这里解密后得到摘要明文，再用这个摘要明文与传输的数据二次计算的摘要进行比较，若一致，则说明传输的内容是完整的，没有被篡改。

数字证书

flowchart LR
	idcert([数字证书])
	id1(服务器公钥) --哈希算法--> id2(信息摘要)
	id2 --用 CA 的私钥加密--> id3(数字签名)

数字证书是什么东西?

其实它就是一个 .crt 文件

数字证书是谁颁发的?

由权威证书认证机构颁发，一般我们简称为 CA 机构

数字证书如何申请的?或者说如何颁发的?

见下图 👇：

OpenSSL 生成密钥对

使用「公钥+申请者信息+域名」生成证书签名请求文件 .csr ，发送到 CA 机构

CA 机构使用哈希算法对这个证书生成摘要

CA 机构使用 CA 的私钥对证书摘要进行加密，得到签名，附带到证书上，证书文件以 .crt 结尾

CA 机构再将 .crt 证书返还给申请者