HTTPS 与信鸽
本文翻译自国外的技术文章，原文链接。
密码学是一门很复杂的学科，全是数学证明。除非你要开发加密相关的系统，不然没有必要了深解的太深入。
如果你想通过这篇文章，来创建下一代 HTTPS 协议，这是远远不够的。若你有了觉悟，泡杯茶，然后开始学习鸽子通信。
Alice, Bob and … pigeons
作者声明：关于 Alice 和 Bob 等名称未做本土化翻译处理，目的是让读者能够在脑海中将密码学和前面的名称联系起来。
你在网上的做的任何操作（阅读文章，逛淘宝，分享宠物照片），本质上是向服务器发送消息，和接收服务器发来的消息。
这似乎有点抽象，我们假设消息都使用信鸽传输。这个比喻可能有点随意，但是 HTTPS 的原理就和信鸽一样，只不过比信鸽传输消息更快。
我们使用 Alice、Bob 和 Mallory 来代指服务器、客户端和黑客。如果你不是第一次学加密相关的知识，那么你应该对这些名称很熟悉，因为它们在技术文献中被广泛使用（译者注：技术文献中出现 Alice、Bob，就像高中英语作文中的「李华」一样）。
第一次简单的交流
Alice 向 Bob 发送消息，她需要把写好的信绑在鸽腿上。Bob 收到 Alice 的信，一次简单的交流就完成了。
假如鸽子飞行过程中，被一个叫 Mallory 的坏逼抓住并篡改了信息呢？Bob 是不可能知道消息被篡改了。
这就是 HTTP 的工作原理。很可怕吧？我不会通过 HTTP 来发送我的私密数据，你也不应该。
加密交流
Alice 和 Bob 很聪明，他们协商用密码写信。他们将在字母表中将每个字母移动3个位置。例如 D → A，E → B，F → C。纯文本消息 “ secret message” 应该是 “pbzobq jbppxdb”。
现在 Mallory 抓住了鸽子，但由于他不知道密码，因此并不理解信的内容，他也不能把消息篡改成有意义的东西。但是 Bob 可以反推出消息内容，在 A →D，B → E，C → F 的地方解密消息。密码文本 “pbzobq jbppxdb” 将被解密回 “secret message”。
成功了！
这就是所谓的对称密钥加密，即如果你知道如何加密消息，你也知道如何解密它。
上面描述的加密方法通常被称为凯撒密码。在现实生活中，我们使用更复杂的加密方法，但主要思想是一样的。
如何商定加密方法
如果除了发送方和接收方之外没有人知道使用了什么密钥，那么对称加密是非常安全的。在凯撒密码中，密钥是我们移动每个字母的数量的偏移量。在上面的示例中，我们使用了 3 的偏移量，但也可以使用 4 或 12。
问题是，如果 Alice 和 Bob 在开始用鸽子发送消息之前没有见面，他们就没有办法安全地商定一个密钥。如果他们把钥匙放进信封里 Mallory 就会拦截信息并找到钥匙。然后通过钥匙获取消息内容，再篡改消息，发给 Bob。
这就是一个典型的中间人攻击例子，唯一避免方法是改变现在的加密方式。
信鸽带盒子
所以 Alice 和 Bob 想出了一个更好的办法。 当 Bob 想向 Alice 发送消息，应该遵从以下原则：
- Bob 放飞一只鸽子给到 Alice。
- Alice 在鸽子腿上绑一个盒子和一个打开的锁，然后自己留着钥匙。
- Bob 把消息放到盒子里，并用锁锁住盒子，发给 Alice。
- Alice 收到盒子，用钥匙打开盒子，读到 Bob 发的消息。
由于 Mallory 没有钥匙，就算抓到了鸽子，也无法打开盒子篡改消息。Alice 向 Bob 发送消息也遵循相同的原则。
Alice 和 Bob 通信使用了非对称密钥加密。顾名思义，它是非对称，即使你可以加密一条消息（锁上盒子） ，你也不能解开它（打开盒子）。在技术语言中，盒子被称为公钥，打开它的钥匙被称为私钥。
盒子值的相信吗？
如果足够细心，你可能已经注意到通信过程仍有一个问题。因为 Mallory 可以拦截鸽子，并把盒子换成自己的，当 Bob 收到那个打开的盒子时，他无法确定是 Alice 的盒子，还是 Mallory 的。
Alice 决定在盒子上签名，当 Bob 收到盒子并检查签名，就知道是 Alice 发来的。
有人可能在想，Bob 一开始是怎么认出爱丽丝的签名的？好问题，Alice 和 Bob 当然知道这个问题，所以他们决定，让 Ted 代替 Alice 签名。
Ted 是谁？Ted 是一个非常有名，且值得信赖的人。Ted 会给每个合法的人签名，大家都相信他。
Ted 会先确定要签名的人是 Alice，才会给 Alice 盒子签名。Mallory 无法让 Ted 签 Alice 的盒子，Bob 会知道盒子不是 Alice 的，因为 Ted 只有在验证了身份之后，才会在盒子上签名。
Ted 在技术术语中被称为证书颁发机构，您正在阅读本文的浏览器附带了各种证书颁发机构的签名。
因此，当你访问一个网站时，你会相信它的输入框，因为你相信 Ted，并且 Ted 告诉你这个输入框是合法的。
盒子太笨重了
现在 Alice 和 Bob 可以安全可靠的交流了，但同时他们也意识到鸽子带着盒子传消息比只带信封慢很多。
他们协商一个对称加密秘钥（还记得上面的凯撒密码吗?），并把它放进盒子里。另一方收到消息后，就知道对方要用什么加密方法，加密接下来的消息。
在现实世界中没有一直绑盒子的鸽子，使用非对称加密技术加密消息比使用对称加密技术加密消息要慢，所以我们只使用它来交换对称加密密钥。
现在你知道 HTTPS 是如何工作的了，你的咖啡也应该准备好了，尽情享受吧。