用信鴿解釋 HTTPS：愛麗絲的故事
21CTO社群導讀：
密碼與加密技術，在一般人的眼裡是一個比較難理解的話題。它有不少數學公式，證明。除非我們是去開發密碼學系統，其實大部分的複雜性沒有必要去證明和理解。
如果你想建立下一代HTTPS協議，希望在本文中獲得靈感，那我很抱歉的說，鴿子的故事還遠遠不夠。看來您已做好心理準備了，來衝一杯咖啡，一起享用文章吧~
愛麗絲，鮑勃與信鴿
您在網際網路上做任何的行為，包括閱讀本篇文章，在Amazon上買東西，上傳寵物貓圖片等，歸根結底都是傳送與接送來自伺服器的訊息。
這似乎有些抽象，我們把這些資訊想象是由信鴿來傳遞的。HTTPS的工作方式也和這一樣，雖然速度要快很多。
我們不談伺服器，客戶端和黑客，我們一起來討論三個人：愛麗絲、鮑勃和馬洛裡的故事。如果你不是第一次理解密碼學概念，那麼我們將會一起認識和了解這些名字，因為它們在技術文獻中被廣泛使用。
第一次通訊
如果愛麗絲希望發訊息給鮑勃先生，她將寫好的信綁在信鴿的腿上，讓它帶給鮑勃。鮑勃收到信，開啟信很開心，這一切是多麼美好！
但是馬洛裡是個好奇分子，在鴿子飛行過程攔截了它，拆開了信，看完還篡改了內容。鮑勃收到的信，也許五味雜陳，他不知道愛麗絲的信已經在中途被人為修改。
這個故事映射了HTTP 協議的工作原理，是不是有點可怕的許可權？ 我肯定不會通過HTTP傳送我的銀行帳號，也不應該如此。
加密演算法
如今，愛麗絲與鮑勃聰明瞭很多。
他們之間彼此同意使用密碼來寫資訊。他們將每個英文字元在字母表後移3位。例如 D→A，E→B，F→C，例如“secret message”按此規則寫就的內容就是：“pbzobq jbppxdb”。
現在，馬洛裡這個傢伙再次攔截信鴿，他看不懂文中的內容，也就沒辦法來篡改成其他文字。
鮑勃同學知道加密規則，可以非常容易的將程式碼反向解密，A→D，B→E，C→F，密文被解密為“secret message”。
成功了！
這就是我們常說的“對稱金鑰”加密，即我們知道如何加密一個資訊，也知道如何解密它。
我在上面描述的程式碼，通常被稱為凱撒密碼（Caesar cipher）。在現實生活中，我們使用更復雜的程式碼，但思想是一致的。
我們如何確定金鑰
如果除了傳送者和接收者之外，沒有其它人知道使用了什麼金鑰，那麼，對稱金鑰和密碼是非常安全的。在凱撒密碼中， 關鍵是我們將每個字母移動了多少個字母。 在我們的例子中，我們使用了3個字元的偏移量，當然也可以使用4或12位。
如果愛麗絲和鮑勃同學在用信使之前並沒有見過面，彼此並不認識，他們之間就無法安全建立金鑰。 如果把金鑰放在訊息信體中，馬洛裡攔截後會發現這個金鑰，他就可以順利解密，閱讀完資訊，按照自己的意願篡改訊息中的內容。
這種情況被稱為中間人攻擊的典型例子，避免被攻擊的唯一方法就是把加密系統全部重寫。
信鴿攜帶 一隻盒子
愛麗絲和鮑勃同學一起重構了新的通訊系統。 當愛立絲想要給鮑勃發訊息時，她們按照下列步驟操作：
第一. 愛麗絲不發任何訊息，只向鮑勃放飛信鴿；
第二. 鮑勃見到鴿子，再把一個已經開啟的盒子交給鴿子帶回給愛麗絲，但是盒子的鑰匙在自己的手裡；
第三. 愛麗絲收到開鎖的箱子，把資訊放在盒子裡，鎖上箱子，叫信鴿帶給鮑勃；
第四. 鮑勃收到盒子，用鑰匙開鎖後閱讀愛麗絲的信件。
這樣，馬洛裡這個傢伙再攔截鴿子，第一次毫無所獲，第二次是個加鎖的盒子，他也沒辦法開啟，因為他沒有鑰匙。
當鮑勃想給愛麗絲髮信的時候，也遵循同樣的過程。
愛麗絲和鮑勃就是使用了密碼學中所說的“不對稱金鑰”加密技術。
為什麼叫不對稱？ 就是即使你加密了一個訊息（給盒子加鎖），你也不能解密它（打不開一個已經上鎖的盒子）。
在技術術語中，這個箱子被稱為“公鑰”，開啟它的鑰匙被稱為“私鑰”。
我如何信任這個盒子
可能你也注意到，這套系統仍然存在安全問題。
當鮑勃收到那個開放的盒子時，他怎麼確定它一定來自愛麗絲。馬洛裡在攔截時，可以把盒子替換成自己的，返給鮑勃的信也可以被馬洛裡所篡改。
於是，愛麗絲決定在盒子上加上自己的簽名，這樣鮑勃在收到盒子時，先檢查簽名，確定是愛麗絲髮送了盒子。
各位看官中一些人可能會想到，鮑勃如何識別愛麗絲的簽名？ 這是個好問題。
愛麗絲和鮑勃也意識到這個情況，於是他們決定，不再使用愛麗絲簽名的盒子，而轉而使用泰德簽名的盒子。
泰德是何方神聖？ 這是一位非常有名，值得依賴的長者。 泰德先生為每個人提供簽名服務，人們都相信他只會給正直合法的人簽名。
泰德確定愛麗絲要求籤名，他只簽署一個愛麗絲的盒子。 馬洛裡這廝如果替換由泰德簽名的艾麗絲盒子，鮑勃會知道這是一個欺詐的盒子。泰德先生會驗證兩個人的身份才會給他們提供簽名。
泰德長者在技術上通常被稱為“證書頒發機構”，各位正在閱讀本文的瀏覽器就附帶著很多證書頒發機構的簽名。
盒子有點重
現在，愛麗絲和鮑勃正在用一個可靠的系統進行通訊。但是，他們發現攜帶盒子的信鴿比只攜帶資訊的信鴿慢了不少。
於是他們決定將使用盒子的方法（非對稱加密）換成選擇一個金鑰來使用對稱加密訊息（凱撒密碼）。
這樣，他們得到了兩全齊美的收穫：非對稱加密的可靠性與對稱加密的效率。
小結
在現實世界中，鴿子的速度並不會特別慢，使用非對稱加密訊息比用對稱加密要慢，因此我們只有它來交換加密金鑰。
現在，各位應該已經清晰HTTPS是如何工作的了。您的咖啡也應該準備好了，去喝吧，享受我們的美好生活 。
作者：Andrea Zanin。一名自學成長的程式員和數學愛好者。
編譯：21CTO
來源： ofollow,noindex" target="_blank">https://medium.freecodecamp.or ... 93351