[iOS筆記] 網路通信安全與證書

非對稱加密演算法 RSA

介紹

1977年，三位數學家Rivest、Shamir 和 Adleman 設計了一種演算法，可以實現非對稱加密。

演算法原理:

https://zh.wikipedia.org/wiki/RSA%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95

流程

• 消息發送方A在本地構建密鑰對，公鑰和私鑰；

• 消息發送方A將產生的公鑰發送給消息接收方B；

• B向A發送數據時，通過公鑰進行加密，A接收到數據後通過私鑰進行解密，完成一次通信；

• 反之，A向B發送數據時，通過私鑰對數據進行加密，B接收到數據後通過公鑰進行解密。

DH密鑰交換演算法

介紹

1976年，兩位美國電腦學家Whitfield Diffie 和 Martin Hellman，提出了一種嶄新構思，可以在不直接傳遞密鑰的情況下，完成解密。

DH演算法是一種密鑰協商演算法，只用於密鑰的分配，不用於消息的加解密。

它提供了一種安全的交換密鑰的方式，通過交換的密鑰進行數據的加解密。

通信流程

• 首先A、B雙方，在通信前構建專屬於自己的密鑰對，假設分別是公鑰A，私鑰A，公鑰B，私鑰B；

• A將自己的公鑰A暴露給B，B通過私鑰B和公鑰A經過一定的運算產生出本地的密鑰B；

• 同樣，B將自己的公鑰B暴露給A，A通過私鑰A和公鑰B經過一定的運算產生出本地的密鑰A；

• 最後，這個演算法有意思的一點就是，密鑰A和密鑰B是一致的，這樣A、B雙方就擁有了一個屬於雙方的“秘密”口令；

資料

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的風險

• 竊聽風險：第三方可以獲知通信內容。
• 冒充風險：第三方可以冒充他人身份參與通信。
• 篡改風險：第三方可以修改通信內容。

SSL/TLS

介紹

安全套接字（Secure Socket Layer，SSL）

安全傳輸層協議 (Transport Layer Security Protocol, TLS)

介於應用層和TCP層之間

特性

• 保密: 所有信息都是加密傳播，第三方無法竊聽
• 鑒別: 配備身份證書，防止身份被冒充。
• 完整性: 具有校驗機制，一旦被篡改，通信雙方會立刻發現。

密碼套件格式: SSL_DHE_RSA_WITH_DES_CBC_SHA

工作原理

協議

• 握手協議（Handshake protocol）
• 記錄協議（Record protocol）
• 警報協議（Alert protocol）

解決的問題

• 如何保證公鑰不被篡改？

  將公鑰放在數字證書中。只要證書是可信的，公鑰就是可信的。

• 公鑰加密計算量太大，如何減少耗用的時間？

"對話密鑰"是對稱加密，所以運算速度非常快，而伺服器公鑰只用於加密"對話密鑰"本身，這樣就減少了加密運算的消耗時間。

對稱和非對稱加密的應用:Secure Shell (SSH 安全殼協議)

介紹

專為遠程登錄會話和其他網路服務提供安全性的協議

一般我們現在用的是OpenSSH框架

OSI的7層:
7 應用層  HTTP FTP
6 表示層 
5 會話層  SSH
4 傳輸層  TCP UDP
3 網路層  IP
2 數據鏈路層 
1 物理層

主要協議

• 傳輸層協議（The Transport Layer Protocol）
• 用戶認證協議（The User Authentication Protocol）
• 連接協議（The Connection Protocol）

SSH提供兩種認證方式：

password認證：

客戶端向伺服器發出 password認證請求，將用戶名和密碼加密後發送給伺服器；

伺服器將該信息解密後得到用戶名和密碼的明文，與設備上保存的用戶名和密碼進行比較，並返回認證成功或失敗的消息。

publickey 認證：

採用數字簽名的方法來認證客戶端。目前，設備上可以利用RSA和 DSA兩種公共密鑰演算法實現數字簽名。

客戶端發送包含用戶名、公共密鑰和公共密鑰演算法的 publickey 認證請求給伺服器端。

伺服器對公鑰進行合法性檢查，如果不合法，則直接發送失敗消息；否則，伺服器利用數字簽名對客戶端進行認證，並返回認證成功或失敗的消息

通信流程

• 首先服務端會通過非對稱加密，產生一個公鑰和私鑰；

• 在客戶端發起請求時，服務端將公鑰暴露給客戶端，這個公鑰可以被任意暴露；

• 客戶端在獲取公鑰後，會先產生一個由256位隨機數字組成的會話密鑰，這裡稱為口令；

• 客戶端通過公鑰將這個口令加密，發送給伺服器端；

• 伺服器端通過私鑰進行解密，獲取到通訊口令；

• 之後，客戶端和服務端的信息傳遞，都通過這個口令進行對稱的加密。 //對稱加密

資料

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

證書 certificate

介紹

證書實際是由證書簽證機關（CA）簽發的對用戶的公鑰的認證。

證書的內容包括：

• 電子簽證機關的信息
• 公鑰用戶信息
• 公鑰
• 權威機構的簽字
• 有效期
• ...

證書中心 （certificate authority，簡稱CA）

受信任的根證書頒發機構, 如: 微軟, Apple

證書中心用自己的私鑰，對頒發的公鑰和一些相關信息一起加密，生成"數字證書"（Digital Certificate）

證書鏈

Web 瀏覽器已預先配置了一組瀏覽器自動信任的根 CA 證書。
來自其他證書授權機構的所有證書都必須附帶證書鏈，以檢驗這些證書的有效性。
證書鏈是由一系列 CA 證書發出的證書序列，最終以根 CA 證書結束。

根證書

CA用自己的私鑰為公鑰簽名,用於驗證自己的公鑰

根證書是一份特殊的證書，它的簽發者是它本身，下載根證書就表明對該根證書以下所簽發的證書都表示信任

證書請求過程

1. 生成非對稱加密的公鑰和私鑰
2. 生成證書請求文件 (csr: CertificateSigningRequest),其中包含公鑰和與用戶信息
3. 在 CA 網站上傳CSR文件
4. CA 使用其 private key 對 CSR 中的 public key 和身份信息進行加密簽名生成數字證書（Digital Certificate）並保存
5. 從 CA 網站下載證書並安裝

數字簽名

數位簽名不是指將簽名掃描成數字圖像，或者用觸摸板獲取的簽名，更不是落款。

將數據按約定的HASH演算法計算得到一個固定位數的摘要並用私鑰加密

證書和簽名的應用

證書在iOS開發中的應用

• 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
• 證書
• Device UUID

作用

資料

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