[iOS笔记] 网络通信安全与证书

非对称加密算法 RSA

介绍

1977年，三位数学家Rivest、Shamir 和 Adleman 设计了一种算法，可以实现非对称加密。

算法原理:

https://zh.wikipedia.org/wiki/RSA加密演算法

流程

• 消息发送方A在本地构建密钥对，公钥和私钥；

• 消息发送方A将产生的公钥发送给消息接收方B；

• B向A发送数据时，通过公钥进行加密，A接收到数据后通过私钥进行解密，完成一次通信；

• 反之，A向B发送数据时，通过私钥对数据进行加密，B接收到数据后通过公钥进行解密。

DH密钥交换算法

介绍

1976年，两位美国计算机学家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman，提出了一种崭新构思，可以在不直接传递密钥的情况下，完成解密。

DH算法是一种密钥协商算法，只用于密钥的分配，不用于消息的加解密。

它提供了一种安全的交换密钥的方式，通过交换的密钥进行数据的加解密。

通信流程

• 首先A、B双方，在通信前构建专属于自己的密钥对，假设分别是公钥A，私钥A，公钥B，私钥B；

• A将自己的公钥A暴露给B，B通过私钥B和公钥A经过一定的运算产生出本地的密钥B；

• 同样，B将自己的公钥B暴露给A，A通过私钥A和公钥B经过一定的运算产生出本地的密钥A；

• 最后，这个算法有意思的一点就是，密钥A和密钥B是一致的，这样A、B双方就拥有了一个属于双方的“秘密”口令；

资料

http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/06/rsa_algorithm_part_one.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/02/seven_myths_about_https.html

HTTPS

HTTP的风险

• 窃听风险：第三方可以获知通信内容。
• 冒充风险：第三方可以冒充他人身份参与通信。
• 篡改风险：第三方可以修改通信内容。

SSL/TLS

介绍

安全套接字（Secure Socket Layer，SSL）

安全传输层协议 (Transport Layer Security Protocol, TLS)

介于应用层和TCP层之间

特性

• 保密: 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听
• 鉴别: 配备身份证书，防止身份被冒充。
• 完整性: 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。

密码套件格式: SSL_DHE_RSA_WITH_DES_CBC_SHA

工作原理

协议

• 握手协议（Handshake protocol）
• 记录协议（Record protocol）
• 警报协议（Alert protocol）

解决的问题

• 如何保证公钥不被篡改？

  将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的，公钥就是可信的。

• 公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？

  "对话密钥"是对称加密，所以运算速度非常快，而服务器公钥只用于加密"对话密钥"本身，这样就减少了加密运算的消耗时间。

对称和非对称加密的应用:Secure Shell (SSH 安全壳协议)

介绍

专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议

一般我们现在用的是OpenSSH框架

OSI的7层:
7 应用层  HTTP FTP
6 表示层 
5 会话层  SSH
4 传输层  TCP UDP
3 网络层  IP
2 数据链路层 
1 物理层

主要协议

• 传输层协议（The Transport Layer Protocol）
• 用户认证协议（The User Authentication Protocol）
• 连接协议（The Connection Protocol）

SSH提供两种认证方式：

password认证：

客户端向服务器发出 password认证请求，将用户名和密码加密后发送给服务器；

服务器将该信息解密后得到用户名和密码的明文，与设备上保存的用户名和密码进行比较，并返回认证成功或失败的消息。

publickey 认证：

采用数字签名的方法来认证客户端。目前，设备上可以利用RSA和 DSA两种公共密钥算法实现数字签名。

客户端发送包含用户名、公共密钥和公共密钥算法的 publickey 认证请求给服务器端。

服务器对公钥进行合法性检查，如果不合法，则直接发送失败消息；否则，服务器利用数字签名对客户端进行认证，并返回认证成功或失败的消息

通信流程

• 首先服务端会通过非对称加密，产生一个公钥和私钥；

• 在客户端发起请求时，服务端将公钥暴露给客户端，这个公钥可以被任意暴露；

• 客户端在获取公钥后，会先产生一个由256位随机数字组成的会话密钥，这里称为口令；

• 客户端通过公钥将这个口令加密，发送给服务器端；

• 服务器端通过私钥进行解密，获取到通讯口令；

• 之后，客户端和服务端的信息传递，都通过这个口令进行对称的加密。 //对称加密

资料

http://www.cnblogs.com/zmlctt/p/3946860.html

证书 certificate

介绍

证书实际是由证书签证机关（CA）签发的对用户的公钥的认证。

证书的内容包括：

• 电子签证机关的信息
• 公钥用户信息
• 公钥
• 权威机构的签字
• 有效期
• ...

证书中心 （certificate authority，简称CA）

受信任的根证书颁发机构, 如: 微软, Apple

证书中心用自己的私钥，对颁发的公钥和一些相关信息一起加密，生成"数字证书"（Digital Certificate）

证书链

Web 浏览器已预先配置了一组浏览器自动信任的根 CA 证书。
来自其他证书授权机构的所有证书都必须附带证书链，以检验这些证书的有效性。
证书链是由一系列 CA 证书发出的证书序列，最终以根 CA 证书结束。

根证书

CA用自己的私钥为公钥签名,用于验证自己的公钥

根证书是一份特殊的证书，它的签发者是它本身，下载根证书就表明对该根证书以下所签发的证书都表示信任

证书请求过程

1. 生成非对称加密的公钥和私钥
2. 生成证书请求文件 (csr: CertificateSigningRequest),其中包含公钥和与用户信息
3. 在 CA 网站上传CSR文件
4. CA 使用其 private key 对 CSR 中的 public key 和身份信息进行加密签名生成数字证书（Digital Certificate）并保存
5. 从 CA 网站下载证书并安装

数字签名

数位签名不是指将签名扫描成数字图像，或者用触摸板获取的签名，更不是落款。

将数据按约定的HASH算法计算得到一个固定位数的摘要并用私钥加密

证书和签名的应用

证书在iOS开发中的应用

• development

  • iOS App development

  • Apple Push Notification service SSL(Sandbox)

• Production

  • App Store and Ad Hoc

  • Apple Push Notification service SSL(Sandbox & Production)

  • Pass Type ID Certificate

Provisioning Profiles

包含:

• APP ID
• 证书
• Device UUID

作用

资料

https://developer.apple.com/library/ios/documentation/IDEs/Conceptual/AppDistributionGuide/MaintainingCertificates/MaintainingCertificates.html

https://developer.apple.com/library/ios/documentation/IDEs/Conceptual/AppDistributionGuide/Introduction/Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40012582-CH1-SW1

http://blog.csdn.net/holydancer/article/details/9219333