JAD证书认证原理解析

首先，我们必须了解一些准备知识。大家不急，我一个一个解释。
准备知识一：
MD5算法与SHA－1算法
这两种算法的本质一样，所以一起讲。
这一类算法的用处就是生成一个文件或者一个字符串的摘要。我们可以假设其为函数F(x)（数学都忘了我就没办法了）。这个函数有以下特点：
1，不可逆性。也就是说，已知一个X，可以推出F(X)＝Y。但是如果我只告诉你Y，你却很难推出X。具体举个例子。比如F(reizhi)=540392D9DCDB0E778851A8124DC44B03，那么，如果你知道reizhi，你就一定能推出540392D9DCDB0E778851A8124DC44B03，但是如果你只知道540392D9DCDB0E778851A8124DC44B03，你就很难推出reizhi。这一点尚无人能证明，但是尚无人能反推。
2，唯一性
这就是说，每一个X，有且仅有一个Y=F(X)与之对应。而且一个Y，最多只有一个X与之对应（可能没有）。
3，无序性
     X与Y之间没有任何明显或暗藏的关系。X增大，Y不一定增大，也不一定减小。否则，将不会有不可逆性。这一点，尚无人能证明。
MD5和SHA－1都是满足上述要求的算法。只需要将X换成一个字符串或一个文件，使用以上算法就能得到一个散列（十六进程字符串，例如07BA657A5A60C3FF13E1D0871CE4695B）。不同是，前者得到一个32位的散列，而后者是40位。上面的例子就是32位的。由于两种算法由不同公司开发，所以同一个文件的MD5与SHA－1之间无任何关系。
      这种特性使得它常用做防篡改。比如我要把信息“IT’S A TEST.”（引号内，下同）发给C，为了防止纂改，我和C约定一个密码“123456”。我将“IT’S A TEST.”写在纸上，然后把数据和密码串起来，就是“IT’S A TEST.123456”。再用MD5加密刚刚串起来的新数据，得到一个散列，假设是23AF83E37C5FA7176DEC01D2A55233F7，也写在纸上。转交给B，让他给C。B把上面的“IT’S A TEST.”改成了“IT’S A TEXT.”。C版收到后，按约定好的检查是否被篡改，他不知道被改过了，所以用收到的数据和密码串在一起，即“IT’S A TEXT.123456”，再用MD5加密。根据唯一性，C不可能得出是23AF83E37C5FA7176DEC01D2A55233F7，他一比较自己算出的散列，就知道有人改了。那如果B改了纸上的散列呢？没关系，B改了信息，故对应的散列也变了。刚好碰中的可能性太小，三十二位啊！根据不可逆性，他也不可能推出密码。

有关MD5的详细信息，可以参见这里。

有关SHA-1的详细信息，可以参见这里。

（笔者注：截至目前为止，MD5已经变得不那么安全了。已经有来自中国的专家提出了MD5碰撞的算法，并且已经实现。相关内容，之后将会介绍）

准备知识二：
RSA算法
这也是一种加密算法，由美国RSA公司开发。这是一种非对称性加密算法。也就是说，加密和解密的密码不一样。举个例子，RSA加密就像一把奇特的锁。这把锁有两片钥匙，分别为PR（私钥）和PQ（公钥），而且是配对的，但两片不同。当你用PR把锁锁上时，只有用PQ才能打开；反之当你用PQ把锁锁上时，只有用PR才能打开。
RSA算法具有以下特征：
一，每一对PR和PU都将影响加密。PR,PU中任何一个改变都对加密有影响。
二，已知PR和PU中的一个，不能推出另一个。
三，PR和PU配对才能加解密。假设PR=123456  PU=654321那么用123456加密过的信息只有654321才能解密，例如用6543210则不能解密。反之也成立
RSA可用于加密或签名。
例一，加密
假设我要告诉一个机密给C，那么我们可以事先约定PR和PU。并且一人用一个。例如PR=1231   PU=7897，且我用PR，C用PU（反之也可）。那么我把信息“IT’S A TEST.”用PR加密。那么假设加密后成了“GDWjg46p548t6MJ22A800”，我把它告诉B，让B转告C。于是B想知道，但它没有PU，根本解不开。C收到后，用PU解开信息，发现是“IT’S A TEST.”。
例二，签名。
假设我设定一对PR=7777   PU=8888，并且将PU告诉第三方组织（叫做CA，证书管理机构），以便所有人都能查到我的PU。现在我要发一条信息“IT’S A TEST.”，为了让别人知道这是我发的，我将它用PR加密。假设加密后是“48GA02PV41e38j57bw78913”，然后声称是我发布的。将原文，密文和声名发布。有人看见后，想证实是不是真的是我发布，就去第三方组织查询我的PU，然后用PU来解密。结果得到了“IT’S A TEST.”，那么就能确定是我发布的。因为别人不知道我的PR＝7777，那么别人用其它PR加密原文后，用我的PU自然不能解密。这也具有不可抵赖性。如果我不承认是我发布的，别人就可以说，明明用你的PU能够正确解密，怎么不是你发布的？因为用我的PU=8888只能解开用我的PR=7777加密过的东西。
RSA的安全性取决于大数的分解难度，也就是说，RSA的安全性不能够证明。但目前来看，不必担心。
目前几乎所有网上金融机构均使用了RSA、SHA－1或者它们的变种，但原理一样。

有关RSA的详细信息，可以参见这里。

（笔者注：目前SHA-1也出现了一些危机，虽然未被完全破解，但是已经不再那么安全了。）

下面正式开始讲解。
首先，在手机中要预置很多第三方的根证书。这个第三方就是第二帖中提到的那个。我们把他叫做可信第三方（CA）。这不是一般人能开的。同时，手机生产商也只会找大型CA要根证书。
那么，根证书里都有什么？
一，说明了该CA使用的算法。只有两种情况：RSA和MD5与SHA－1中的一个。现在基本都使用SHA-1。
二，含有该CA的RSA的PU（公钥）。
三，有效期。一定时间后，为了安全，该CA将会更改PU和PR。到时手机内置根证书自动作废。不过一般都有十年以上。
下面，我将模拟整个签名过程。
1，我来到叫AB的CA公司，拿出我写的JAR。然后交钱。AB把我的软件放进电脑，做如下处理：
A.用MD5（或SHA－1，由公司决定）对我的JAR运算，取摘要。
B.将摘要和一些东西串起来（通常是这个软件的一些信息，例如作者，版本等在普通JAD中能看到的东西，还有有效期），再用该公司的PR（私钥）来加密，生成最终密文。
C.将普通JAD中该有的东西，刚刚串上去的东西，密文，CA公司名称写入证书JAD。
最后，我用U盘把证书带走。
现在，我发布JAR和JAD。C下载安装。以下将模拟手机认证。
一，分析JAD。发现这是一个证书。首先，手机在其中读取CA名称，然后在预置根证书中寻找是否有此公司的根证书。如无，终止，报错。如有，进下一步。
二，在根证书中读取有效期，如果根证书已过期，终止。如没有，读取该CA使用的算法，假设是RSA和MD5。进下一步
三，读取根证书中该CA提供的PU。用该PU去解密JAD中的密文。如果是真证书，则应该能够正确解密。现在手机得到了摘要和基本信息。
四，基本信息中包括了JAD的有效期，如果过期，终止。如没有，核对解密得到的信息（作者，版本等）与JAD中的明文信息。不一致则终止，一致则下一步。
五，按照根证书中该公司规定的算法（例如MD5）计算JAR的摘要。将计算所得摘要与解密所得摘要对比，不一致终止，一致继续。
六，打开该软件的“从不询问”选项，开始安装。
由此可见，一个软件对一个证书。至于签名时要不要检查你的JAR有无恶意功能，我就不清楚了。
你无法仿冒其它CA的证书，因为你没有它们的PR。在第二步RSA加密后的密文，手机根本解不开。如果你换了一个JAR，手机计算所得摘要与解密所得不一致，同样无效。已说过，只要PR足够大，PU是推不出PR的。

实际上，SHA－1比MD5更强（40位与32位），所以CA多用前者。这一点，用索机可以看得到JAR的签名的算法和PU。

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