小菜学编程
上一小节，我们学习了非对称加密，掌握了密钥协商，数据签名等典型应用场景。现在，我们继续讨论身份认证话题，学习 数字证书（ certificate ）的工作原理。
概念回顾
- 信息摘要（ digest ），数据经过哈希算法得到的一串哈希值，代表数据的特征，也称为数据指纹；
- 摘要算法 ，可以把任意长度的数据，映射成一个定长的字符串（哈希值）；
- 由于哈希冲突的存在，两份不同的数据，有可能算出相同的摘要值；
- 摘要算法无法用于数据加密，通常用来校验数据完整性，即 数据防伪 ；
- 常见的摘要算法有：MD5 、SHA1 、SHA256 、SHA512 。
- 数字签名（ signature ），摘要由私钥加密后，得到的摘要密文就是数字签名；
- 签名，由数据发送方生成，这是一个 加密 过程（使用私钥）；
- 验签，由数据接收方校验，这是一个 解密 过程（使用公钥）；
- 数字签名只能由私钥生成，因此第三方无法伪造；
数字证书
在介绍密钥协商时，我们提到服务器先将公钥发给客户端，用公钥保护对称加密密钥，确保通信内容不会被第三方获悉。但如果客户端连接的服务器是假的呢？如果用户对假网站信以为真，输入了账号密码，那么这些敏感信息都会被假网站窃取！
这种假网站被叫做 钓鱼网站（ phishing site ），它们高仿原网站，以假乱真。用户仅凭外观通常难以区分，因此信以为真。在钓鱼网站上输入的账号密码，最终都会被架设网站的黑客收集到。
那么，客户端应该如何判断服务器真伪呢？如何识别钓鱼站点呢？
上节我们也讨论了数字签名，通过它可以实现数据防伪。那么，我们是不是可以利用这项技术来甄别仿冒站点呢？显然，若有权威机构（如政府）担起站点信息签名的责任，即可轻松识别仿冒站点！
- 权威机构生成一对密钥，并提供站点认证审核和数字签名颁发服务；
- 站点管理员将站点信息，包括域名、运营单位、公钥等信息发给权威机构审核；
- 权威机构对提交上来的站点信息进行审核，审核通过则用私钥签名后返回给站点管理员；
- 客户端（浏览器）连接站点服务器，服务器将站点信息以及对应的数字签名发给客户端；
- 客户端用权威机构提供的公钥来校验数字签名，即可判断站点信息的真伪性；
- 签名验证通过，客户端从站点信息中取出公钥，与服务端协商密钥，发起加密通信；
- 由于签名用的私钥只有权威机构掌握，黑客无法伪造数字签名，也就无法架设仿冒站点；
- 权威机构必须由可信的单位运营；
你可能会觉得，黑客直接盗用站点信息和签名不就可以伪造原站点了嘛？此言差矣！因为公钥属于站点信息的一部分，也会参与签名！客户端和服务端协商密钥时，会使用这个公钥加密密钥。由于黑客不掌握站点私钥，因此加密连接无法建立！黑客把公钥替换成自己的吧，签名就不对，肯定会被验出来！
由域名、运营单位以及公钥等组成的站点信息，加上权威机构生成的数字签名，就构成了本节的主角—— 数字证书（ certificate ）。HTTPS 协议正是利用数字证书技术，来实现站点身份验证的。
您可能会说，如果权威机构的公钥被人调包，那数字证书也就不起保护作用了。确实如此！不过，权威机构的公钥通常以根证书的形式预装在操作系统里面，黑客很难对它做手脚。这也从层面说明使用正版系统的重要性，因为盗版系统很有可能会被人做手脚。
证书签发实验
CA权威机构
首先，权威机构需要生成一对密钥，对应图中红色那对（ pem 文件 ）：
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然后，生成根证书签发申请文件（ csr 文件）：
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证书申请文件包含权威机构的信息，包括机构信息（ Subject ）和公钥（ Public Key 部分 ）：
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最后，自签根证书（ cer 文件 ）：
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这一步生成的 cer 文件就是根证书文件，它的主要作用是承载权威机构公钥，以便预装在操作系统或者其他终端。它同样会包含权威机构的信息，公钥，以及对应的签名。
商业站点（服务端）
首先，站点管理员生成一对密钥，对应图中黄色那对：
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然后，生成证书签发申请文件（ csr 文件）：
openssl req -new -key sitekey.pem -out site.csr -subj '/C=CN/ST=Guangdong/L=Guangzhou/O=fasionchan/OU=website/CN=fasionchan.com'
同样，证书申请文件包含站点信息和公钥，不再赘述。站点管理员将证书申请文件发给权威机构审核，对应图示中的步骤②。
权威机构对申请进行审核，审核通过则用自己的私钥对它进行签名，生成证书（ cer 文件 ）：
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证书中保存着包括公钥在内的站点信息，以及权威机构对这些信息的签名（图示步骤③）。管理员接到权威机构颁发的证书，就可以部署网站了。
浏览器（客户端）
客户端浏览器访问站点，服务端会将其证书发给客户端。客户端先对证书签名进行验证，步骤如下：
- 重新对证书中的站点信息计算 摘要值 ；
- 用公钥对证书中的签名进行解密，得到证书的原始摘要值；
- 公钥通常由根证书提供，根证书通常预装在系统里；
- 对比两个摘要值看是否一致；
调用 openssl 工具，一行命令即可完成签名验证：
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总结
数字证书是支撑互联网身份认证的重要技术手段，可以简单理解成经过 CA 权威结构签名认证过的站点信息。由于经过 CA 签名，第三方无法通过伪造手段冒充身份。
- 证书由站点信息和 CA 签名组成，站点信息包含站点公钥，公钥用于协商对称加密密钥；
- 证书由 CA 权威机构审核签发，签名用的是 CA 的私钥；
- CA 公钥通常以根证书形式预装在系统内，客户端通过它来验证证书签名；
- 有了数字签名，黑客无法对证书进行篡改，也无法伪造证书，因此无法部署仿冒站点；
- 若只窃取原站点证书，不做篡改，客户端使用真实站点的公钥，而黑客无法掌握站点私钥，因此加密连接无法建立；
- 如果篡改原站点证书，换上自己的公钥，但因为没有 CA 私钥无法生成合法签名，也会被识别出来；
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