数字证书原理介绍
1.相关概念
1.1 公钥与私钥
公钥（Public Key）与私钥（Private Key）是非对称加密算法中的一个密钥对。
公钥可对会话进行加密(以及借此验证数字签名)，只有使用对应的私钥才能解密会话数据。
公钥和私钥的使用：发送一份保密文件时，发送方使用接收方的公钥对数据加密，而接收方则使用自己的私钥解密。
公钥使用中面临的问题：公钥替换。在非对称加密中，客户端需要获取服务端的公钥信息。如果请求被第三方拦截的话，公钥信息就可能被替换，会导致客户端用第三方的公钥进行加密，交互信息存在泄露的风险。
1.2 证书
证书将持有者的身份信息与公钥关联，保证公钥确实是这个证书持有者的（关键作用），通过证书就可以确认持有者身份。
通信中引入证书，用于鉴别服务端的身份。如果服务端的身份鉴定失败，就终止请求。
1.3 CA
证书由权威的、公正的、可信任的第三方机构颁发，我们把证书的颁发机构称为CA（Certificate Authority）。
2.数字证书签发、验签
数字证书采用公钥密码体制，即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。
每个用户拥有一把仅为本人所掌握的私有密钥（私钥），用它进行解密和签名；同时拥有一把公共密钥（公钥）并可以对外公开，用于加密和验证签名。
2.1 数字证书格式
X.509，也被称为Digital Certificate（RFC5280定义的一种公钥证书格式）。
一张X.509包含一个Public Key和一个身份信息。X.509证书要么是自签发，要么是被CA签发。
把版本、序列号、发行方、过期时间、域名、公钥、证书签名等信息合成在一个文件内，就叫数字证书。
2.2 证书签发
证书签名的加密解密与数据加密传输相反：证书签名是私钥加密、公钥解密。
加密的过程就是对证书中包含的所有其他信息（不包括证书签名）进行Hash计算，得到一个Hash值，签发的CA机构使用自己的私钥将Hash值加密得到证书签名，一起放到证书文件里。证书里同时提供了证书持有者用于通信的公钥。
（如果是CA签发，就CA使用自己的私钥来生成证书签名。客户端使用CA公钥来解密证书签名。对于一个特定的CA机构，它的公钥是可以公开获取得到的。而证书中的公钥则是证书持有者的公钥，不是CA机构的那个验签的公钥）
2.3 证书验签
客户端从接收到的服务端的证书得到证书信息和证书签名2部分内容。
客户端会使用与服务端同样的Hash算法，获取证书信息的Hash值H1。
客户端（例如浏览器）使用签发证书的CA机构的公钥，对证书签名解密，得到H2。
比较 H1 和 H2，如果值相同，则为可信赖的证书，否则则认为证书不可信。
2.4 防止篡改逻辑
假设中间人篡改了证书的原文，由于他没有CA机构的私钥，所以无法得到此时加密后签名，无法相应地篡改签名。客户端（例如浏览器）依旧会使用CA机构的公钥来解密，会发现证书原文和签名解密后的值不一致。以下2点保证了证书不能被篡改：
- 由于中间人没有CA机构的私钥来伪造证书签名，任何原文的篡改都会被发现。
- 如果中间人使用自己的私钥来生成证书签名，客户端使用的公钥又不是中间人提供的公钥，解密证书签名后无法与证书信息的原文匹配，也不可行。
假设证书被劫持，整个证书被替换证另一个服务器的完整的证书，这是客户端就无法通过验签发现问题，因为证书能通过验签。这时候客户端会不会错误地使用这个顶替证书中的公钥呢？由于证书中包含了证书持有者的域名等信息，这些信息与客户端要请求的服务端信息不一致，因此也能识别这是一个被掉包的证书。
2.5 CA机构的公钥获取
证书的验签需要用到CA机构的公钥，那从哪里获取这些机构的公钥呢？
操作系统、浏览器本身会预装一些它们信任的根证书，如果其中会有CA机构的根证书，这样就可以拿到它对应的可信公钥了。
3.证书链
CA签发：上述证书签发过程中，如果证书中的发行方是一个权威的、公正的、可信任的第三方机构颁发机构，则证书是可信赖，因为机构本身权威、公正和可信（这种情况称为CA的根证书签发）。
如果证书中的发行方不是一个权威的、公正的、可信任的第三方机构，比如是自签发，则不一定可信。
实际上证书之间的认证也可以不止一层，可以A信任B，B信任C，以此类推，我们把它叫做信任链或数字证书链。如果通过数字证书链可以反推到可信任的CA机构的根证书，那这个签发机构也可以认为是可信的。
如果数字证书不是有CA机构直接签发，则验签证书的公钥就不是CA机构的公钥，而是这个签发机构的公钥。这个公钥存在该签发机构自己的数字证书里，它由上一级机构颁发。
中间证书的获取
首先，服务商要先向 CA 提出申请，这一流程往往是线下的商务流程，CA 会确认服务商的身份，若通过审核则为服务商颁发公钥，并将公钥信息与用户身份信息绑定；最后，CA 为绑定身份的公钥信息进行签名，签名结果即是证书，返还给申请者。