我們有這樣的一個場景，有傳送方，接收方，第三方。傳送方想要傳送訊息給接收方，第三方想要擷取消並篡改訊息，然後再轉發給接收方。

怎樣才能襯得上是安全的交流方式呢？一般來說需要滿足下面的三個條件：

完整性（訊息不被篡改），保密性（第三方無法解密），可認證性（接收方知道訊息是由誰傳送的）。

首先，我們來講下MD5加密，嚴格來說，MD5並不能稱為加密，它只是一種雜湊運算，對訊息進行雜湊運算，可以獲得訊息的摘要（Digest，指紋）。

MD5演算法有三個特點，

1. 雜湊演算法是不可逆的，可以將雜湊運算理解為單向的加密：根據原訊息運算得到摘要，根據摘要，無法推匯出原訊息。比如只要有一個完整的人，就可以獲取它的指紋；但是如果只有指紋，是無法獲取這個人的全部資訊的。

2.任何不同的檔案，哪怕只有一個位元組的細微差別，得到的摘要都是完全不同的。

3.無論原始訊息的大小如何，運算得到的摘要資訊是固定長度的。

下面是判斷訊息是否被篡改的流程。

傳送方對訊息進行雜湊運算，得到訊息摘要，傳送訊息摘要和訊息，並說明摘要所使用的雜湊演算法，如MD5。

接收方獲得訊息和摘要，使用相同的雜湊演算法對收到的訊息進行雜湊運算，獲得新的摘要

接收方判斷髮送方的摘要和自己生成的摘要是否相同，相同則認為訊息沒有被篡改，否則就被篡改了。

但是這個不能保證第三方擷取訊息，篡改訊息，重新生成摘要，再轉發。

對稱加密

對稱加密表示加密解密使用相同的金鑰，對稱加密演算法DES（資料加密標準），AES（高階加密標準）等。

對稱加密需要雙方都持有金鑰，並保證金鑰不被洩露。但是傳送至和接受者總要有一次初始的通訊，用來傳遞金鑰，此時如何保證安全。

非對稱加密

非對稱加密有一組金鑰對，一個是對外公開的，任何人都可以獲取，稱為公鑰。一個是自行保管並嚴格保密的，稱為私鑰。訊息由公鑰加密則只能由私鑰解密，由私鑰加密只能由公鑰解密。通過RSA演算法加密解密。

這種加密方式，第三方沒有私鑰，是無法解密的。但是公鑰是任何人都可以獲得，任何人都可以用公鑰來加密併發送給接收者，因此它無法滿足條件可認證性。

認證模式

在認證模式中，有訊息的傳送方釋出公鑰，持有私鑰，步驟如下

1.傳送方公佈自己的公鑰，任何人都可以獲得

2.傳送發使用自己的私鑰對訊息進行加密，然後傳送

3.接收方使用傳送方的公鑰對訊息進行解密。

在這種模式下，假如傳送方A，接收方B，因為B持有A的公鑰，所以B能夠解密並且知道訊息是由A傳送過來的。這樣就滿足了可認證性的條件

但是因為A的公鑰是公開的，所以第三方截取了訊息都能通過公鑰解密，訊息相當於是公開的。不滿足保密性

非對稱加密運算過程相對耗時，不適合大資料。因此，對它的認證模式進行了改進，形成一種新的加密方式，叫做數字簽名。

數字簽名

數字簽名和認證模式很相似，只不過加入了雜湊演算法。步驟如下

1.傳送方對訊息進行雜湊運算，得到原始訊息摘要。

2.傳送方使用自己的私鑰對訊息摘要進行加密，該過程也叫作簽名。

3.接收方使用傳送方的公鑰對收到的訊息進行解密，得到摘要。

4.接收方對訊息進行雜湊運算，得到本地摘要。

5.判斷髮送方的摘要和本地摘要是否相等，以判斷訊息是否被篡改。

數字簽名同時滿足了完整性和可認證性。但是沒有對訊息本身進行加密，第三方如果截獲訊息，就能看到訊息的內容。如果傳遞的是保密性不高的非敏感資料，那麼數字簽名將是非常好的選擇。

綜合實現

傳送方步驟

1.將訊息進行雜湊運算，得到訊息摘要。

2.使用傳送方的私鑰對訊息摘要加密（認證模式，確保了接收方能夠確認自己）

3.使用接收方的公鑰對訊息進行加密（加密模式，確保了訊息只能由期望的接收方解密）

4.傳送訊息和訊息摘要

接收方步驟

1.使用傳送方的公鑰對訊息摘要進行解密（認證模式：確認訊息是由誰傳送的），獲取原始訊息摘要

2.使用自己的私鑰對訊息進行解密（加密模式：安全地獲得訊息內容）

3.將訊息進行雜湊運算，獲取本地訊息摘要。

4.將原始訊息摘要和本地訊息摘要進行對比，確認訊息是否被篡改。

可以看到，通過上面的方式，綜合使用了接收方，傳送方全部的四個金鑰，再配合使用雜湊演算法，是的前面提出的三個安全條件都滿足了。但是非對稱加密演算法是一種相對耗時的操作，這個方案對於大資料來說是低效的。但是實際上，可以通過它來解決對稱加密中的金鑰傳遞問題，也就是說，金鑰傳遞使用這種綜合的方式來加密，之後採用對稱加密，因為現在這樣已經安全了。

證書機制

與數字簽名相關的一個概念就是證書機制，證書用來做什麼呢？在上面的各種模式中，一直存在這樣的一個假設：就是接收方或傳送方所持有的，對方的公鑰總是正確的。可實際上除非對方當面交接公鑰，否則在傳遞公鑰的時候，一樣有可能被篡改。那怎麼解決這個問題呢？這是就需要證書機制了：可以引入一個公正的第三方機構，當某一方想要釋出公鑰時，它將自身的身份資訊及公鑰提交給第三方，第三方對其身份進行證實，如果沒有問題，則將其資訊和公鑰打包成證書。當需要獲取公鑰時，只需要獲取其證書，就可以從中提取出公鑰了。