【IoT】加密与安全：非对称加密算法 RSA CA 证书与哈希算法签名

1、RSA 证书与 CA

1.1、CA 证书发放

CA 在证书的末尾会添加一段签名，让用证明该 CERT 是 CA 发放的。

- 证书
- 对证书的签名

证书体：

typedef struct
{
  uint8 cert[CERT_LEN];
  uint8 certSign[CERT_SIGN_SIZE];
} CERT;

CA 用自己的私钥对这一段证书 ( cert[CERT_LEN] ) 进行签名，CA 本身会出一个证书，叫做根证书，把公钥放在里面。

根证书体：

typedef struct
{
  uint8 root_cert[ROOT_CERT_LEN];  // 根证书公钥
  uint8 root_certSign[ROOT_CERT_SIGN_SIZE];
} CA_CERT;

1.2、校验

客户端在接收到一个证书 CERT 时，首先要做的工作是检验该证书是否有效，也就是说，看这张证书是不是 CA 发出来的。

具体步骤:

1) 向 CA 要一张根证书 ( CA_CERT )

2) 用根证书里的公钥对 CERT 里的签名进行校验，如果校验成功，说明该 CERT 是由 CA 签发的，可以信任

2、签名与加密安全技术基础之哈希算法

MD5 和 SHA1 是目前应用最广泛的 Hash 算法，而它们都是以 MD4 为基础设计的。

哈希算法有如下特性：

1) 不可以从消息摘要中复原信息

2) 两个不同的消息不会产生同样的消息摘要

如何保证数据完整性呢？

2.1、MD5 算法

MD5 是 RSA 数据安全公司开发的一种单向散列算法。

MD5 全称是报文摘要算法（Message-Digest Algorithm 5），此算法对任意长度的信息逐位进行计算，产生一个二进制长度为128位（十六进制长度就是32位）的“指纹”（或称“报文摘要”），不同的文件产生相同的报文摘要的可能性是非常非常之小的。

MD5 算法常常被用来验证网络文件传输的完整性，防止文件被人篡改。

md5sum filename.zip

"file_md5": "b1f37a708c8ed2dea463d77cce154a8b",

MD5 严格来说不是加密算法，因此他产生的数据不能叫“密文”。但是它经常被归为“不可逆的加密算法”，一般用作数据库用户密码的保存。

MD5 是一种消息摘要算法，他产生的数据称为“消息摘要值”，MD5 码可以唯一地代表原信息的特征，通常用于密码的加密存储，数字签名，文件完整性验证等。

1) 用作数据库用户密码的加密

Android 数据库存储加密，比如用户名的密码，密码通常采用的就是 md5 哈希值，长度固定，只需要固定 32 个字节属性。

不需要还原明文信息，登录比较，md5(“明文密码”) = 数据库密码 md5 hash 值。

也即对用户输入的密码做 MD5 hash 处理后再与数据库存储的密码 hash 数据对比，即使数据库密码被盗取也无法还原实际密码。

2) 用于文件的完整性检验，比如广升OTA升级包 package.zip 中加入md5哈希序列；

3) 用于数字签名，对重要内容生成 md5 哈希序列，再利用非对称算法 RSA 私钥对 md5 哈希序列加密。

2.2、安全哈希算法 SHA（Secure Hash Algorithm）

主要适用于数字签名标准 ( Digital Signature Standard DSS ) 里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。

SHA-1: 对于长度小于 2^64 位的消息 (2,097,152TB)，SHA-1 会产生一个 160 位的消息摘要，因此抗穷举 (brute-force) 性更好，当接收到消息的时候，这个消息摘要可以用来验证数据的完整性。

在传输的过程中，数据很可能会发生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。

SHA-1 在许多安全协议中广为使用，包括 TLS 和 SSL、PGP、SSH、S/MIME 和 IPsec，曾被视为是 MD5（更早之前被广为使用的散列函数）的后继者。

2.3、签名与加密的核心区别
 
签名并不改变主体信息内容，并不对信息本身加密。

而加密改变了加密对象原有的数据组织形式、内容，使原有内容变得不可读。 

私钥对信息摘要进行加密，这个过程叫签名；

对生成摘要信息的原始内容重新生成摘要，并用公钥对加密的信息摘要进行解密，两者比对的过程，叫签名验证。

refer：

https://blog.csdn.net/kieven2008/article/details/45166327

https://blog.csdn.net/iamshaofa/article/details/7703425