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CPU卡基础知识及认证方法
详解公钥、私钥、数字证书的概念
加密和认证
首先我们需要区分加密和认证这两个基本概念。
加密是将数据资料加密，使得非法用户即使取得加密过的资料，也无法获取正确的资料内容，所以数据加密可以保护数据，防止监听攻击。其重点在于数据的安全性。身份认证是用来判断某个身份的真实性，确认身份后，系统才可以依不同的身份给予不同的权限。其重点在于用户的真实性。两者的侧重点是不同的。
公钥和私钥
公钥和私钥就是俗称的不对称加密方式，是从以前的对称加密（使用用户名与密码）方式的提高。
在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是非对称密钥密码系统，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。
公钥私钥的原则：
- 一个公钥对应一个私钥。
- 密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。
- 如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。
- 如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。
用电子邮件的方式说明一下原理。
使用公钥与私钥的目的就是实现安全的电子邮件，必须实现如下目的：
1. 我发送给你的内容必须加密，在邮件的传输过程中不能被别人看到。
2. 必须保证是我发送的邮件，不是别人冒充我的。
要达到这样的目标必须发送邮件的两人都有公钥和私钥。
公钥，就是给大家用的，你可以通过电子邮件发布，可以通过网站让别人下载，公钥其实是用来加密/验章用的。私钥，就是自己的，必须非常小心保存，最好加上 密码，私钥是用来解密/签章，首先就Key的所有权来说，私钥只有个人拥有。公钥与私钥的作用是：用公钥加密的内容只能用私钥解密，用私钥加密的内容只能 用公钥解密。
比如说，我要给你发送一个加密的邮件。首先，我必须拥有你的公钥，你也必须拥有我的公钥。
首先，我用你的公钥给这个邮件加密，这样就保证这个邮件不被别人看到，而且保证这个邮件在传送过程中没有被修改。你收到邮件后，用你的私钥就可以解密，就能看到内容。
其次我用我的私钥给这个邮件加密，发送到你手里后，你可以用我的公钥解密。因为私钥只有我手里有，这样就保证了这个邮件是我发送的。
非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的，下面我就详细讲解一下两者的区别。
基于公开密钥的加密过程
比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：
- Bob将他的公开密钥传送给Alice。
- Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。
- Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。
Alice使用Bob的公钥进行加密，Bob用自己的私钥进行解密。
基于公开密钥的认证过程
身份认证和加密就不同了，主要用户鉴别用户的真伪。这里我们只要能够鉴别一个用户的私钥是正确的，就可以鉴别这个用户的真伪。
还是Alice和Bob这两个用户，Alice想让Bob知道自己是真实的Alice，而不是假冒的，因此Alice只要使用公钥密码学对文件签名发送给Bob，Bob使用Alice的公钥对文件进行解密，如果可以解密成功，则证明Alice的私钥是正确的，因而就完成了对Alice的身份鉴别。整个身份认证的过程如下：
- Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。
- Alice将签名的文件传送给Bob。
- Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。
Alice使用自己的私钥加密，Bob用Alice的公钥进行解密。
根证书
根证书是CA认证中心给自己颁发的证书,是信任链的起始点。安装根证书意味着对这个CA认证中心的信任。
总结
根据非对称密码学的原理，每个证书持有人都有一对公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要保密，而私钥是由证书持人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。
数字证书则是由证书认证机构（CA）对证书申请者真实身份验证之后，用CA的根证书对申请人的一些基本信息以及申请人的公钥进行签名（相当于加盖发证书机构的公章）后形成的一个数字文件。CA完成签发证书后，会将证书发布在CA的证书库（目录服务器）中，任何人都可以查询和下载，因此数字证书和公钥一样是公开的。
可以这样说，数字证书就是经过CA认证过的公钥，而私钥一般情况都是由证书持有者在自己本地生成的，由证书持有者自己负责保管。具体使用时，签名操作是发送方用私钥进行签名，接受方用发送方证书来验证签名；加密操作则是用接受方的证书进行加密，接受方用自己的私钥进行解密。