原文链接：HTTPS explained with carrier pigeons
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密码学是一门比较难以理解的学科，因为它充满了一系列的数学证明。但如果你不是在开发一个加密系统的话，我想你其实是没必要了解那么高深的东西。
要是你希望通过这篇文章来创造出下一代的HTTPS协议，那我只能说只靠我这只信鸽是不够的。如果不是这样想的话，那就冲杯咖啡，然后好好来看下这篇文章吧。
信鸽">小红，小明和…信鸽？
你在互联网上的任何一个活动（阅读文章，在淘宝买东西，上传照片等），其实都是在跟服务器进行消息的发送和接收。
这么说可能有点抽象，或者我们可以发挥想象力，比如想象这些消息是通过信鸽来传递的。虽然听上去有点乱来，但相信我，HTTPS的工作原理跟这个一样，只是速度上快了不少而已。
那么我们就不提服务器，客户端和黑客这些了，我们就用小红，小明和韩梅梅来代替。所以即使你一开始不理解密码学的相关概念也没关系，你只要能记得这几个人的名字就可以了。
一次天真的沟通
好，那么现在小红想要发一条信息给小明，她会把信息绑在信鸽的腿上，然后发给小明。小明收到了这只信鸽就可以看这条信息了，整个过程都是很顺利的。
但现在有个问题，如果韩梅梅在信鸽送信的途中把它拦下来，然后改了里面的信息怎么办？这样小明即使收到了信，也不知道这个内容是不是被改过。
而这就是我们平时HTTP的工作原理，是不是很可怕？所以我们都不应该通过HTTP发送自己的银行凭证。
密码
现在我们假设小红和小明很学聪明了，他们决定在他们写信息的时候，使用一种加密手段。于是他们将每个字母都移动三个位置，即D->A，E->B，F->C这样。那么如果一段文字是“secret message”就会变成“pbzobq jbppxdb”。
那么现在除非韩梅梅知道这段话的意思，不然她就算把信鸽中途拦下来，她也无法把信息改成另外一段有意义的内容。但对小明来说，把这段文字解密回去就简单多了，他只要把这些字母的位置退回三个位置，就知道原来的意思了，即“pbzobq jbppxdb”就变成了“secret message”。
这种方法在密码学里叫“对称密钥加密”，因为你自己既知道如何加密，也知道如何解密。
它还有个更为广为熟知的名字，叫“凯撒密码”。在现实生活里，我们当然是使用比这更复杂的加密方式，但其实它们的主要原理还是一样的。
我们如何选择密钥？
如果没有人知道发送方和接收方使用了什么密钥，那么对称密钥加密是很安全的。在凯撒密码里，我们使用字母的位置偏移量来作为我们的密钥，我们刚才举的例子里是3，当然我们也可以用4，12之类的。
但现在有个问题，如果小明和小红两个人之前从未见过面，那么他们就没办法安全地事先建立这么一个密钥。如果他们一开始把密钥放在信息里发送出去，那么韩梅梅就可以拦截到这条信息，发现这个密钥。这样即使小红和小明之后使用这个密钥对信息进行加密，韩梅梅还是照样可以获取并修改信息。
这就是一个典型的“中间人攻击”的例子，而要避免这种攻击的唯一方法，就是双方都一起修改加密系统。
信鸽携带盒子">让信鸽携带盒子
于是小红和小明想出了一个更好的系统，当小明想要和小红发信息的时候，需要遵循以下的几个步骤：
- 小明送一只没有携带任何信息的信鸽给小红
- 小红让信鸽带着一个盒子回去，这个盒子带着一个锁但没有锁上，钥匙还是在小红手上
- 小明将信息放进盒子里，然后把盒子锁上，发回给小红
- 小红收到了盒子，用自己的钥匙打开盒子就可以看到信息了
这种方法就让韩梅梅即使拦下信鸽也无法改变信息的内容了，因为她没有开锁的钥匙。同样的如果小红想要和小明通信，也是使用同样的流程。
小明和小红使用的这种方法，就是我们所说的“非对称密钥加密”。之所以叫非对称，是因为即使你能加密信息（锁上盒子），你也不能解密（打开已经锁上的盒子）。行话里我们管这个盒子叫公钥，打开盒子的钥匙叫私钥。
我要如何相信这个盒子？
不过你可能会注意到一个问题，当小明收到这个开着的盒子的时候，他怎么能确信这个盒子是真的来自小红，而不是被韩梅梅中途调换过的呢？
于是小红决定在这个盒子上签名，这样当小明收到这个盒子的时候，检查上面的签名就知道这个盒子是小红的了。
那么这个时候你可能又会想，但小明在第一次的时候怎么知道这个签名就是来自小红的呢？这问题非常好，因为他们两边都有同样的问题，于是他们决定找第三个人来签名，而不是小红，这个人就是老王。
老王是谁？老王是一个很出名的，人人都相信他的人，他会把自己的签名给所有的人，并且大家都相信他只会为合法的人的盒子签名。
那么现在老王会首先确认索要他签名的人是小红，然后在小红的盒子签名，而韩梅梅也无法在半途把这个盒子调换，因为小明只要验证了上面的签名人的身份，就知道这个盒子是不是假的了。
老王这个角色在术语里叫认证机构（CA，Certification Authority ），比方说你现在阅读这篇文章所使用的浏览器里，就装着来自不同认证机构的签名。
所以当你访问一个网站的时候，你之所以认为这个网站可信，是因为你信任这个认证机构和它告诉你这个网站是可信的的保证。
沉重的盒子
现在小明和小红拥有了一个可信赖的系统进行沟通，但他们也开始意识到，让鸽子带着这些盒子比只带信息要沉重得多。
所以他们决定只有在对信息进行对称密钥加密之前，即选择密钥的时候，才使用非对称加密。
如此一来，就皆大欢喜。既使用了可信赖的非对称加密又使用了高效的对称加密。
虽然现实情况下，我们的消息传送的速度不是像信鸽那样慢的速度，但无论如何使用非对称加密信息的速度总是慢于使用对称加密的。所以我们只是用非对称加密来交换密钥而已。
现在你已经了解了HTTPS是如何工作了，我想你的咖啡也差不多了，那么辛苦你看到了这里，好好去喝一杯吧。
