关于公钥私钥是否可以互相加解密的理解（附苹果开发者证书配置时非对称加密算法的应用）

Posted 2022-01-08 zzx-hjl

查资料的时候发现很多人有疑惑，公钥和私钥到底哪个是用来加密，哪个是用来解密的，是否可以公钥加密私钥解密，同时也可以私钥加密公钥解密呢？针对这一问题，说下自己的理解。

首先要明确两个问题：（1）既可以公钥加密私钥解密，也可以私钥加密公钥解密；（2）加密解密和签名验证是两个不同的概念。

（一）先来说加密解密：需要同时使用公钥和私钥的加密算法是非对称加密，最常见的便是RSA。
举例说明非对称加密：如果A想要给B秘密的发一条信息，只需要B创建一套公钥（盒子）和私钥（钥匙），盒子可以随意分发，但是钥匙只能B自己所有，当A想要给B发信息时，只需要把信息（纸条）通过B的公钥加密（放入盒子里锁上），再由B用私钥（钥匙）进行解密（打开盒子），即可获取A发送的信息。此时如果C想要截取信息，但是由于没有B的私钥，C即使拿到了信息也无法解密（只有盒子没有钥匙），从而保证了数据的安全性。
那么B是否可以通过私钥加密信息，然后由A使用公钥解密信息呢？从原理上讲，是可以的。 非对称密钥是可以用于双向加解密的。但是我们为什么不这么用呢，很好理解，因为所谓公钥，是公开的，不只A一个人拥有，因此虽然A能够正常读取到信息，但是其他人也可以解密该条信息，从而无法保证信息的安全性。但是签名验证就不同了。

（二）签名验证：用私钥进行签名，用公钥进行验证，从而保证信息来源是私钥拥有者。
举例说明：A想要让B确认某条信息是由自己发出的，先将自己的公钥发送给B，然后用自己的私钥对信息进行签名并发送给B（比如将字符串X用A的私钥加密生成Y，将X和Y以及信息都发送给B），B收到信息后用A的公钥对签名进行验证，用A的公钥解密Y得到Z，如果Z=X，则验证成功，说明信息是由A发布的。

（三）最后借用百度百科的例子来说明加密和签名的结合应用：

假如现在 Alice 向 Bob 传送数字信息，为了保证信息传送的保密性、真实性、完整性和不可否认性，需要对传送的信息进行数字加密和签名，其传送过程为：
1.Alice 准备好要传送的数字信息（明文）；
2.Alice 对数字信息进行哈希运算，得到一个信息摘要；
3.Alice 用自己的私钥对信息摘要进行加密得到 Alice 的数字签名，并将其附在数字信息上；
4.Alice 随机产生一个加密密钥，并用此密码对要发送的信息进行加密，形成密文；
5.Alice 用 Bob 的公钥对刚才随机产生的加密密钥进行加密，将加密后的 DES 密钥连同密文一起传送给Bob；
6.Bob 收到 Alice 传送来的密文和加密过的 DES 密钥，先用自己的私钥对加密的 DES 密钥进行解密，得到 Alice随机产生的加密密钥；
7.Bob 然后用随机密钥对收到的密文进行解密，得到明文的数字信息，然后将随机密钥抛弃；
8.Bob 用 Alice 的公钥对 Alice 的数字签名进行解密，得到信息摘要；
9.Bob 用相同的哈希算法对收到的明文再进行一次哈希运算，得到一个新的信息摘要；
10.Bob 将收到的信息摘要和新产生的信息摘要进行比较，如果一致，说明收到的信息没有被修改过。

（四）苹果开发者证书配置时非对称加密算法的应用
我们在进行ios开发时，配置证书的过程其实也是使用了非对称加密算法：
我们在配置证书前，需要先在MAC上通过keychain生成CSR（Certificate Signing Requese）文件，该文件包含开发者身份信息和开发者电脑的公钥，而私钥始终保存在MAC中，用于签名本机对外发布的APP
接下来将该CSR文件上传至APPLE DEVELOPER网站，苹果会用苹果的私钥对其进行签名（授权），从而生成证书
我们在进行APP打包时，会使用开发者的私钥对应用进行签名
同时被苹果签名的证书（经过苹果私钥签名、并含有开发者公钥）会包含在描述文件（Provisioning File）中，并在应用被安装时拷贝到IOS设备中
IOS设备中含有苹果的公钥，可以对证书进行验证，证明该应用得到了苹果的授权
接下来IOS设备会通过证书中开发者的公钥对APP的签名进行验证

但是我认为苹果对于APP的签名和验证不止于此，因为我们之前的APP存在着一台电脑打包的IPA在另一台电脑使用同样证书发布过IPA后就不能使用的情况。如果对签名的验证都是在IOS设备本地执行的，即使APPLE DEVELOPER上的证书发生了变化，也不应该影响到APP的使用。因此我认为苹果还会在打开APP时将本地的签名使用网站证书中的公钥进行验证，如果失败则会闪退。