摘要：很明顯，非對(duì)稱加密的極大的消耗成了一種瓶頸。其中，利用非對(duì)稱加密的方案大概就是我前面說的那樣，偽代碼已經(jīng)展示過了。

其實(shí)，前面兩篇翻來覆去只為叨逼叨叨逼叨兩件事情：

對(duì)稱加解密，典型算法有AES、DES、3DES等等

非對(duì)稱加解密，典型的算法有RSA、DSA、ECDH等等

但是，我知道大家最討厭在看這種文章的時(shí)候冒出來的一坨“橢圓曲線”、“素?cái)?shù)”、“質(zhì)數(shù)”等等這樣的玩意，反正看也看不懂，理解也理解不了，背也背不過，所以我索性就不寫這些玩意，一點(diǎn)兒都不寫，不裝任何逼（然而實(shí)際上我背過了，我最近一直在搞線性代數(shù)，所以對(duì)數(shù)學(xué)比原來稍微敏感了一些）。

寫到這里后，就有刁民、php泥腿子自以為已經(jīng)掌握了高科技，隨便從github上扒兩個(gè)庫(kù)下來跑了跑test就開始四處裝逼，聲稱自己精通對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法，尤其是在面試的時(shí)候，上去就是跟面試官一頓糊弄，糊弄住了就要5萬(wàn)，糊弄不了要5千。然而我要告訴你的是，你應(yīng)該接繼續(xù)往下看，這樣的話你在面試的時(shí)候，糊弄住了就可以張口要8萬(wàn)，糊弄不了也能最低要8千！比原來要5000整整多了3000！而且我提供的這份裝逼指南還是免費(fèi)的！

今天我們從一個(gè)實(shí)際需求作為出發(fā)點(diǎn)，比如你是API開發(fā)人員（當(dāng)然了，作為只有十來個(gè)人的小公司，你還得兼職運(yùn)維，不過工資只按開發(fā)算，運(yùn)維的活兒算是你友情贊助給老板的），然后老板兼PM向你提出了一個(gè)比較嚴(yán)峻的問題，大概意思就是“公司的項(xiàng)目是個(gè)非常牛逼的項(xiàng)目，一年后公司是要上市的，你必須要加密了數(shù)據(jù)，讓BAT和TMD都無法抄襲我們！然后你就能買車買房！”，你表示十分認(rèn)可。由于你已經(jīng)看過了我前面兩篇文章，再加上老板一再?gòu)?qiáng)調(diào)“我們這個(gè)是牛逼的項(xiàng)目，遲早要上市”，所以你就準(zhǔn)備用高安全性的非對(duì)稱加密來解決這個(gè)問題。

具體做法就是服務(wù)器生成一對(duì)公私鑰，然后再生成一對(duì)公私鑰給所有客戶端公用。比如用戶登陸API，接口文檔大概如下：

API : https://www.so.com/api/user/login
METHOD : POST
PROTOCOL : 將數(shù)據(jù)以JSON形式，全部放入到http body體中，key叫做mzip
DATA : {
  "username" => "xitele",
  "password" => "qiangdadaoniyongyuancaibuchulaishiduoshao"
}

然后客戶端執(zhí)行登陸的偽代碼如下：

var username string = "xitele"
var password string = md5("123456")
// 將數(shù)據(jù)生成json
var data = jsonize( hashMap(
  "username" : username,
  "password" : password
) )
// 用服務(wù)器公鑰，將數(shù)據(jù)加密
var encryptData = RSA.encrypt( "服務(wù)端的公鑰", data )
// 再次封裝數(shù)據(jù)為json
var lastJson = jsonize( hashMap(
  "mzip" => encryptData
) )
// 提交數(shù)據(jù)
http.post( "https://www.so.com/api/user/login", lastJson, function() {
  // ... ... do something ...
} )

服務(wù)器端使用世界上最好的語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)的，所以代碼你會(huì)覺得十分眼熟：

prepare( "select * from user where username=:username" );
$sth->bindParam( ":username", $aDecryptData["username"], PARAM_STR );
$pdo->execute();
$aUser = $pdo->fetch();
if ( $aUser["password"] != $aDecryptData["password"] ) {
  echo json_encode( array(
    "code" => 0,
    "msg" => "登陸成功"
  ) );
}
else {
  echo json_encode( array(
    "code" => 10002,
    "msg" => "登陸失敗"
  ) );
}

上線后，發(fā)現(xiàn)倒也沒啥大問題了，就是明顯服務(wù)器CPU負(fù)載特別高，客戶端也感覺有點(diǎn)兒卡。很明顯，非對(duì)稱加密的CPU極大的消耗成了一種瓶頸。于是你找老板申請(qǐng)服務(wù)區(qū)費(fèi)用，老板當(dāng)場(chǎng)表示非常理解，大手一揮就給你批了300塊錢并表示隨意揮霍，把服務(wù)器升級(jí)成最牛逼的服務(wù)器。

當(dāng)然了，都跟我學(xué)習(xí)了這么久了你應(yīng)該馬上就意味到300塊代表著什么，300塊頂多代表能組兩個(gè)局兒... ...

當(dāng)然了，API那里也好交代，全線降級(jí)為AES對(duì)稱，CPU瞬間就下來了，又不是不能用.. ...

當(dāng)然了，300塊組個(gè)五人局兒應(yīng)該還是可以的，除了你和我，再拉上柱子跟老趙，最后再帶上陳旭，局兒上除了吃飯，就額外討論一下關(guān)于這個(gè)問題的解決方案。

局兒后，我神神秘秘地告訴你說“這特么簡(jiǎn)單，我給你講，你服務(wù)器先隨機(jī)生成一個(gè)AES對(duì)稱加密用的密鑰，然后利用客戶端的RSA公鑰加密后傳給客戶端，客戶端再通過自己的RSA私鑰解密得到這個(gè)AES對(duì)稱密鑰，然后再用這個(gè)AES對(duì)稱密鑰進(jìn)行后續(xù)的加解密即可，然后你可以給這個(gè)AES密鑰設(shè)定一個(gè)有效期，比如五分鐘，當(dāng)過期后，就再次利用上面的流程申請(qǐng)新的AES密鑰即可！這樣，不僅保證了AES密鑰的安全，還能解決了性能問題！”

鋪墊這么長(zhǎng)，終于能扯出來今天的討論關(guān)鍵點(diǎn)了：密鑰協(xié)商/交換！這就是我們今天的核心話題了。

先說下為什么會(huì)出現(xiàn)密鑰協(xié)商和交換這種玩意，其實(shí)就是為了避免密鑰在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸被劫持導(dǎo)致的安全問題，前兩句話的潛臺(tái)詞就是“這個(gè)世界上存在著一種即便我不告訴你，你也能知道我想告訴你什么的心有靈犀解決方案”。

密鑰協(xié)商交換一般常用的有如下幾種方案：

利用RSA等非對(duì)稱加密技術(shù)進(jìn)行交換，也就是300塊的局兒上那個(gè)方案

利用專門伺候密鑰交換需求的交換算法，比如DH算法，全稱叫做Diffie-Hellman密鑰交換。Diffie和Hellman分別是兩個(gè)大叔的名字（注意，此二位是數(shù)學(xué)家），是他們合伙搞出來的這個(gè)算法，DH算法先于RSA出現(xiàn)。

其中，利用非對(duì)稱加密的方案大概就是我前面說的那樣，偽代碼已經(jīng)展示過了。那么DH到底是個(gè)什么玩意呢？

下面我們玩一個(gè)比較簡(jiǎn)單的數(shù)字游戲：

1、元首和古德里安都同時(shí)選擇100這個(gè)數(shù)字，其他人知不知道無所謂
2、元首隨機(jī)出了一個(gè)數(shù)字9，然后將9乘以數(shù)字100，得到900，其他人能不能知道無所謂
3、古德里安隨機(jī)出了一個(gè)數(shù)3，然后將3乘以數(shù)字100，得到300，其他人能不能知道無所謂
4、元首將900扔給古德里安
5、古德里安將300扔給元首
到這里后，元首手里有的數(shù)據(jù)有100、9、300，古德里安手里的數(shù)據(jù)有100、3、900，然后兩個(gè)人此時(shí)只需要默默地做下面這一步：
元首：9 * 300 = 2700
古德里安：3 * 900 = 2700
OK了，就2700了

雙方都在僅僅是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地確認(rèn)了一下眼神，說了一句話（彼此交換300和900），就已經(jīng)同時(shí)得到2700這個(gè)相同的數(shù)字。辣么，2700就是雙方后面進(jìn)行通信時(shí)候?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行加密的密鑰了。同樣，雙方可以為這個(gè)密鑰算一個(gè)過期時(shí)間，比如五分鐘后，然后過期后重新協(xié)商出一個(gè)新的即可！而且，即便有其他人知道了雙方選擇的是100，也知道了元首給古德里安傳了900，也知道了古德里安給元首穿了300，然而并沒有什么卵用，因?yàn)樗€是不知道對(duì)方最終使用的密鑰（也就是2700）是多少。

當(dāng)然了，現(xiàn)實(shí)中真正的DH算法選擇公共數(shù)字、隨機(jī)數(shù)字可不是這么簡(jiǎn)單的，而且雙方最終計(jì)算這個(gè)密鑰的時(shí)候也不會(huì)像上面那個(gè)例子中那么輕松簡(jiǎn)單做一下乘法而已。

具體人家怎么算得，我就不寫了，反正網(wǎng)上到處都有，而且無論我寫出來還是不寫出來，反正你們都不看，畢竟，這玩意是數(shù)學(xué)家要搞的玩意。

RSA的庫(kù)前面我從github上扒過，也test過了，所以RSA就不演示了。然而，DH的咱們一起從github上扒一個(gè)下來玩玩來驗(yàn)證一下我們剛才講的簡(jiǎn)單理論。

PHP的一個(gè)DH庫(kù)，GITHUB鏈接：https://github.com/jcink/diff...

將上述代碼保存為index.php，然后php index.php 32執(zhí)行一下，結(jié)果如下，你們感受一下：

我們看到這個(gè)庫(kù)順帶打印了一坨log，作為從來不研究底層的廣大泥腿子來說，我們只需要關(guān)注最后一行“Shared Key ： 101451040”，這個(gè)就是服務(wù)端和客戶端協(xié)商出來的密鑰了，也就是意味著后面API的通信過程中使用101451040對(duì)數(shù)據(jù)加解密即可。
好了，以上是DH算法。其實(shí)，圈里那些仁兄在看到今天標(biāo)題中含有DH的時(shí)候心里就應(yīng)該有數(shù)了，這傻逼天天在微信群里安利ECDH，今兒特么終于看到DH兩個(gè)字母了，總算有點(diǎn)兒眉毛了。辣么，我天天在群里安利的ECDH到底是什么玩意。
具體原理怎么回事，反正我這次是真是連背都背不過了，不過，你可以簡(jiǎn)單認(rèn)為ECDH是DH的升級(jí)版本，畢竟多了兩個(gè)字母。其實(shí)ECDH是ECC算法和DH算法二合一體，媽蛋，又特么冒出來一個(gè)ECC，好了好了，就當(dāng)我沒說。
然后還是老套路，我們從github上扒一個(gè)庫(kù)下來簡(jiǎn)單跑一下test，這樣以后就可以出去裝逼要8萬(wàn)工資了，傳送門：https://github.com/Querdos/EC...
computeSecret( $gudelian->getPublic() );
$gudelian->computeSecret( $xitele->getPublic() );

// shareKey1 和 shareKey2 就是協(xié)商出來的密鑰
$shareKey1 = $xitele->getSecret();
echo $shareKey1.PHP_EOL;
$shareKey2 = $gudelian->getSecret();
echo $shareKey2.PHP_EOL;

// 我們用gmp cmp來對(duì)比是否為同一個(gè)密鑰
if ( 0 == gmp_cmp( $shareKey1, $shareKey2 ) ) {
  echo "一樣".PHP_EOL;
}
else {
  echo "不一樣".PHP_EOL;
}

// 除此之外，這個(gè)ecdh庫(kù)比dh那個(gè)庫(kù)多了一個(gè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)簽名驗(yàn)證，可以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否被篡改！
$msg = "hello world";
$signature = $xitele->signMessage( $msg );
if ( $gudelian->verifySignature( $signature, $xitele->getPublic(), $msg ) ) {
  echo "驗(yàn)證數(shù)據(jù)簽名成功".PHP_EOL;
}
else {
  echo "驗(yàn)證數(shù)據(jù)簽名失敗".PHP_EOL;
}
exit;

將代碼保存為index.php，然后php index.php執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

通過上面代碼我們可以看出來，可以直接背誦一個(gè)結(jié)論，就是DH和ECDH都可以實(shí)現(xiàn)密鑰協(xié)商交換，但是ECDH還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，另一方可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)簽，從而可以判斷出數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否被篡改！
好了，念念已久的ECDH終于入講了！以后我不會(huì)再在群里再叨叨這個(gè)了，祝你們幸福。
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