密码系统常识

加密保证了数据的安全，就算加密的数据本身被窃取（无论是通过侵入主机复制数据，还是通过窃听网络数据传输），在密钥不丢失的情况下，无法从加密的数据中获取原始数据。这是加密系统最古老的应用，有对称加密和非对称加密。

现代密码系统的一大原则是，数据安全不依赖于加密算法，而是依赖于密钥。算法都是公开的，但是只要密钥不丢失，数据就是安全的。所以密钥的妥善保存和安全传输至关重要。

数据的完整性指“数据接受方”收到的数据就是“数据发送方”发送的数据，数据在传送过程中没有被篡改。这通常依赖于一个单向函数，可以根据数据计算出一个“摘要”，不同数据计算出的“摘要”不同，并且根据“摘要”无法还原原来的数据。

常见的“摘要”算法，有CRC32，MD5，SHA1，SHA256等。值得注意的是，CRC32的冲突率很高（不同数据生成相同“摘要”几率很高），MD5也不十分靠谱，通过巧妙构造数据，两份不同的数据可以生成相同“摘要”

需要注意的是，如果传输信道不安全，那么攻击者既然可以攻击（伪造）数据，那么也可以攻击（伪造）“摘要”，所以要确“摘要”（传输）安全。

加密系统可以用于身份认证

用于确认某条消息的确是某人发送的，该人没法抵赖说这个消息不是他发送的，别人也不能伪造他发送这样的消息。

数据加密了，就算数据被窃听，数据也不会丢失。

窃听者可以篡改窃听到的数据，如果提前知道消息”摘要“，那么可以知道数据被篡改了。

攻击者伪装成某个真实的用户

劫持连接，用自己的数据，替换掉用户的数据。

攻击者截获传输的数据，然后用传输的数据“伪装”成真正的用户，发起请求。

对称加密的特点是，加密密钥和解密密钥是同一个。对称加密速度快，但是密钥传输比较麻烦。双方需要安全的途径传送密钥。对称加密的安全性取决于加密算法和密钥长度，某些算法具有更好的安全性（加解密也更慢）。在加密算法确定的情况下，密钥越长，安全性越高。另外，密钥的有效期也很重要，如果密钥使用时间很长，就算不能解密数据，在有大量加密数据的情况下，通过分析加密数据，也可能获取重要信息。所以，最安全的情况是，每次数据交互都使用不同的密钥。

常见的算法有，DES，3DES，AES，RC4等。

其实叫非对称加密更合适，它的特点是加密密钥和解密密钥不一样。之所以叫公钥加密，是因为通常使用公钥加密，私钥解密。但是使用私钥加密，公钥解密也是完全可以的。私钥持有人保存好自己的私钥，公开自己的公钥。耳熟能详的是RSA算法，它的主要作用：

哈希函数是单向函数，用于计算“摘要”。“摘要”可以用于保证消息的完整性，但是“摘要”的可靠性是个问题。一种解决办法是，通信双方约定一个“密码”，对数据+“密码”做摘要。这样保证“摘要”不会被中间人伪造。HMAC是常见的算法。

哈希函数和消息认证码，在密码存储和用户认证场合用的很多。

利用哈希函数的单向性，可以计算密码的哈希值，然后存储该哈希值，避免存放真正的密码，这样即使密码文件被盗，也不会丢失真正的密码。这对于长度较短的密码并不适用，因为现在的CPU/GPU很强劲，遍历所有密码生成密码表并不困难，和现在用的密码文件比对，还是可以找出密码。选择比较耗时的哈希函数和长的密码是稳妥的方法。

借助HTTPS或者SSL，直接传输用户名/密码到服务器端做认证，通常不会有什么安全隐患。但是如果是HTTP或者TCP，则传输明文密码，有密码泄漏的危险。此时可以借助HMAC。通过传送HMAC（对请求做HMAC），而不是密码，然后再服务端用相同的规则计算HMAC，如果HMAC的值相同，则说明密码正确。HMAC可以防止密码泄漏，但不能防止重放攻击。使用HTTPS或者SSL仍是最稳妥的办法。