09-尚硅谷-微信支付-支付安全-数字签名

现在Bob决定给pet写一封信，信件的内容不需要加密，但是要保证pet收到信之后呢，能够确认这封信是没有被篡改过的，也就是说需要保证信息的完整性。那我们应该如何做呢？实现信息完整性的主要的手段呢是摘要算法dIgEst，也就是摘要的意思，也就是我们常说的哈希函数，它是一种数据映射关系。为了方便举例，我们假设一个任意长度的字符串数据Z，经过哈希运算之后呢，会得到固定长度的字符串数据H，那么我们说H就是Z的哈希结果，又称数据指纹或者是摘要。你可能听说过MD5，其实MD5呢，就是一个非常典型的摘要算法，例如我们这里面有两个字符串A和AAA，那经过MD5运算之后得到的哈希结果虽然是不同的，但是他们的度是一样的，所以呢，我们说有任意长度的Z，经过哈希运算之后，可以生成一个固定长度的H。

那摘要算法呢？需要有以下的四种特性，第一是不可逆。我们可以把摘要算法理解成单向的加密算法，它只有算法，没有密钥。我们把摘要算法和前面我们提到过的AE以及RA做个比较，那AES算法呢，属于对称加密的一种，因为它需要一个密钥去加密和解密，而r sa算法呢，是非对称加密的典型算法，它需要两把钥匙，公钥和私钥，那在加密和解密的过程当中呢，都需要用到这两把钥匙，因此呢，无论是对称加密还是非对称加密。那么我们解密的时候都是需要钥匙的，但是我们现在看到的这个摘要算法，它只有算法，没有密钥，加密后的数据呢，是没有办法解密的，不能从摘要逆推出原文，也就是只能把Z加密成H，但是呢，不能从H解密出Z。

第二呢，是难题友好性，通俗的理解呢，就是要得到难题的答案，我们只能暴力枚举，也就是说，如果想要从H破解出Z，只能一个一个的去试验，用Z进行摘要运算，看一看运算后的结果是否和H一致，如果一致就破解成功，如果不一致，那么就再试下一个。那第三呢是发散性，意思就是只要原文Z有一点点的改动，哪怕只是一个标点符号，那么摘要运算后的结果就会大相迳庭，所以呢，我们也称这种现象为雪崩效应。第四个呢，是抗碰撞性，经过摘要运算后的数据长度呢，它是固定的，尤其是原始数据非常多的时候，经过摘要计算，那么原始数据的长度呢，可能会被缩短，这就相当于把数据从一个大空间映射到了小空间，所以呢就存在冲突，也叫做碰撞的可能性，简单点理解呢，就是经过摘要运算之后呢。

可能会有两份不同的原文对应同一份摘要，两个不同的Z对应同一个H，那么好的摘要算法呢？必须能够抵抗冲突，抗碰撞，让这种可能性尽量的小。原文不同，计算后的摘要也要不同。那目前为止流行的摘要算法呢？包括MD5以及二等。际上是系的法的统。常见的二二。意思就是能够生成28个字节、32个字节以及48个字节的摘要。

那我们再回到前面的话题，现在Bob呢，决定给pat写一封信，信的内容是不需要加密的，但是呢，要保证pet收到信之后能够确认信的内容是没有被篡改过的，也就是需要保证信息的完整性。我们呢，可以利用刚才我们提到的摘要运算，具体的流程是这样的。第一步，鲍B写完信之后，先用摘要算法生成信件原文的摘要，也就是message dIgEst。第二步，鲍B将摘要附在信件原文的下面，一起呢发送给pet。那派收到信之后呢，也是两个步骤，第一个步骤，Pet使用和Bob一样的摘要算法，加密信件的原文，得到信件的摘要。第二个步骤，将加密后的摘要和Bob在原文中附加的摘要做一下对比，如果一致，说明信件呢，是没有被篡改过的。这种方式呢，看似好像是解决了我们数据完整性的问题。

但是有一个致命的漏洞就是如果信件被黑客截获，并且黑客直接修改了原文，并且根据原文直接生成了新的摘要，然后附加在原文的下面，伪装成Bob将信件发送给pet，那么pet接收后呢，是完全察觉不出来信件其实已经被篡改了，所以说摘要算法不具有机密性，如果明文传输，那么黑客可以修改了原文之后呢，把摘要也一起改了，那我们说还是没有办法鉴别出信息传输的完整性，我们可以结合前面学过的知识思考一下。如何才能真正的保证数据无法被篡改呢？答案就是一定要加入密钥，确保我们信息的机密性。那么具体的流程是这样的，第一个步骤呢？鲍B写完信之后，先用摘要算法生成信件的摘要，第二个步骤，鲍B使用自己的私钥将摘要加密，加密后的结果我们称之为数字签名。第三个步骤，B将数字签名附在信的原文下面，一起发给pet。

Pet授信之后呢，也是三个步骤，第一个步骤，Pet取下数字签名，用Bob的公钥解密，得到信件的摘要，第二个步骤，Pet使用和Bob一样的摘要算法加密信件的原文，得到信件的摘要。那第三个步骤。派呢，将前面两步得到的摘要进行比对，如果一致信件就是报不发的，并且呢是没有经过篡改的，这个过程我们管它叫做验签，也就是验证签名的意思。那么通过Bob的签名流程和pet的验签流程，我们发现。即使黑客修改了信件的原文，即使黑客能够通过摘要算法生成新的摘要，但是因为它没有Bob的私钥，因此呢，就无法对摘要进行加密，无法生成只能有Bob才能生成的签名，所以呢，这个信也就没有办法被篡改了。

那微信支付中的签名和验签的过程呢？就是这个原理，那么经过以上的步骤呢，就可以将信件的原文取出来了。那刚刚我们讲的这个流程呢，主要是针对数字签名，数字签名可以保证信息传递的过程当中不可以被篡改，以及信息传递者的身份的认证。