开放网络中数据传输的安全性一直是一个热门的话题，特别是电子商务兴起的今天，各种攻击欺骗手段更是层出不穷，安全的网络传输需求愈显重要。互联网发展至今天，已经有比较成熟的解决方案了，最典型的就是HTTPS(安全套接层超文本传输协议), 它通过在应用层和传输层之间的安全套接层进行加密和解密，以保证信息不被第三方知晓和篡改，如下图
说到信息加密，就不得不说到几种加密方式，对称加密、非对称加密和哈希算法:
1， 对称加密(Symmetric-key algorithm)：采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。常见的对称加密算法有DES、3DES等。
2， 非对称加密(asymmetric cryptographic algorithm):采用互成一对的公开密钥和私有密钥，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。常见的非对称加密算法有RSA,ECC等。
3， 哈希算法(Secure Hash Algorithm):又称安全散列算法，将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。这个算法具有不可逆，碰撞低等特性。常见的哈希算法有MD5,sha1等。
无论有多少种算法，最终要解决的问题只有两个，防止信息在不可信网络上传输时被窃听和篡改。那么这几种算法是如何法治信息被窃听或者被篡改的呢，各自又有什么优缺点？对称加密中，加密和解密的双方使用相同的密钥，只要相关实现的算法足够完美，那么基本上信息被破解的可能性就会非常小，但是，由于双方密钥是相同的，密钥的分发就成了一个非常大的问题，一但加密的密钥被获取，整个信息就毫无安全性可言了。非对称加密就是为了解决对称加密中遇到的问题而生的，它采用公钥和私钥的机制，由于公钥是公开的，所有就不存在保密的问题，但是这会产生第二个问题，第三方可能冒充公钥分发机构让用户更新公钥，以达到窃听的目的，如下图:
当A和B通过非对称加密传递信息时，可能会出现中间人C, 他自己产生一对公钥和私钥，然后冒充A把自己公钥传递给B，B会认为A的公钥更新了，接下来传递消息就会变成B用C的公钥加密，C用自己的私钥解密，查看信息，然后用A的公钥进行加密传递给A，由于C加密信息的公钥用的是A的，所有最终A能用自己的私钥解密。整个过程中，看起来A和B组建了一条安全的通道，其实上加密的信息已经被窃听了。
为了解决信息被篡改，数字签名出现了。和现实中的签名一样，数字签名也是在原文的基础上附上签名, 普遍的做法是先用哈希算法生成信息指纹，然后用私钥对指纹进行加密，最后附到信息最后，当另一方接受到信息时，先用哈希算法计算出信息指纹，然后用公钥解密加过密的信息指纹，如果两个指纹一样，则证明信息没有被篡改。如下:
虽然有数字签名，但是还是不能避免上面所说的“中间人攻击”，因为整个密钥管理体系是不完整的，无法确认收到的公钥是否是第三方伪造的。最后就变成了对公钥是否合法的认证，这时候，数字证书就出现了。数字证书不是数字身份证，而是身份认证机构盖在数字身份证上的一个章或印（或者说加在数字身份证上的一个签名），这一行为表示身份认证机构已认定这个持证人。CA是证书的签发机构，它负责签发证书、认证证书、管理已颁发证书的机关。它要制定政策和具体步骤来验证、识别用户身份，并对用户证书进行签名，以确保证书持有者的身份和公钥的拥有权。说了这么多，其实原理很简单，增加一个管理机构(CA)专门来管理公钥。数字证书最常见的是x509标准，包括版本，序列号，算法标识，颁发者，使用者，有效期，使用者的公钥，第三方的签名等信息。它究竟是如何做到不能被伪造的呢？答案就在于数字签名。当需要时，第三方机构可以向CA提供申请, CA作出审核之后，CA用自己的私钥给第三方的公钥生成数字签名，这就形成一个数字证书。当用户获取到这个数字证书的时候，就会利用事先安装的CA机构的公钥解密证书上的数字签名，计算证书里第三方公钥的哈希值，如果两个值相同，则这个证书就是真实的。下图描述了这一过程:
通过CA和数字证书，解决了信息可能被篡改和监听的问题。具体的HTTPS的实现和数据传输会更加的细化，将在以后做深入的研究。
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