对称性密码，也叫共享密钥密码，顾名思义，这种加密方式用相同的密钥进行加密和解密。
举例一种最简单的对称加密的方法：生成一个长度和原始信息一样的随机比特0/1序列作为密钥，用它对原始信息做异或运算就生成了密文， 再用该密钥对密文做一次异或运算就可以恢复原始信息
存在问题：密钥的长度和原始信息完全一致，如果原始信息很大，密钥也会一样大，而且生成大量真随机比特序列的计算开销也比较大（Rijndael 算法、三重 DES 算法等等有效解决了这些问题。它们从算法上是无懈可击的，也就是拥有巨大的密钥空间，基本无法暴力破解，而且加密过程相对快速）
但是，一切对称加密算法的软肋在于密钥的配送：加密和解密用同一个密钥，发送方必须设法把密钥发送给接收方。如果窃听者有能力窃取密文，肯定也可以窃取密钥；
解决密钥配送问题最常见的算法：Diffie-Hellman 密钥交换算法和非对称加密算法。
二、密钥交换算法我们所说的密钥一般就是一个很大的数字，算法用这个数加密、解密。问题在于，信道是不安全的，所有发出的数据都会被窃取。换句话说，有没有一种办法，能够让两个人在ldtd，光明正大地交换一个秘密，把对称性密钥安全地送到接收方的手中？
Diffie-Hellman 密钥交换算法可以做到。准确的说，该算法并不是把一个秘密安全地「送给」对方，而是通过一些共享的数字，双方「心中」各自「生成」了一个相同的秘密，而且双方的这个秘密，是第三方窃听者无法生成的。
并不是所有运算都有逆运算：单向散列函数，给一个数字 a 和一个散列函数 f，你可以很快计算出 f(a)，但是如果给你 f(a) 和 f，推出 a 是一件基本做不到的事。密钥交换算法之所以看起来如此玄幻，就是利用了这种不可逆的性质。
下面，看下密钥交换算法的流程是什么，按照命名惯例，准备执行密钥交换算法的双方称为 苹果菠萝 和 清脆的云朵，在网络中企图窃取他俩通信内容的坏人称为 Hack 吧。
首先，苹果菠萝 和 清脆的云朵 协商出两个数字 N 和 G 作为生成元，当然协商过程可以被窃听者 Hack 窃取，所以我把这两个数画到中间，代表三方都知道：
现在 苹果菠萝 和 清脆的云朵 心中各自想一个数字出来，分别称为 A 和 B 吧：
现在 苹果菠萝 将自己心里的这个数字 A 和 G 通过某些运算得出一个数 AG，然后发给 清脆的云朵；清脆的云朵 将自己心里的数 B 和 G 通过相同的运算得出一个数 BG，然后发给 苹果菠萝：
现在的情况变成这样了：
注意，类似刚才举的散列函数的例子，知道 AG 和 G，并不能反推出 A 是多少，BG 同理。
那么，苹果菠萝 可以通过 BG 和自己的 A 通过某些运算得到一个数 ABG，清脆的云朵 也可以通过 AG 和自己的 B 通过某些运算得到 ABG，这个数就是 苹果菠萝 和 清脆的云朵 共有的秘密。
而对于 Hack，可以窃取传输过程中的 G，AG，BG，但是由于计算不可逆，怎么都无法结合出 ABG 这个数字。
以上就是基本流程，至于具体的数字取值是有讲究的
该算法可以在第三者窃听的前提下，算出一个别人无法算出的秘密作为对称性加密算法的密钥，开始对称加密的通信。
但是，对于该算法，Hack 又想到一种破解方法，不是窃听 苹果菠萝 和 清脆的云朵 的通信数据，而是直接同时冒充 苹果菠萝 和 清脆的云朵 的身份，也就是我们说的「中间人攻击」：
这样，双方根本无法察觉在和 Hack 共享秘密，后果就是 Hack 可以解密甚至修改数据。
可见，密钥交换算法也不算完全解决了密钥配送问题，缺陷在于无法核实对方身份。所以密钥交换算法之前一般要核实对方身份，比如使用数字签名。
非对称加密的思路：把加密密钥和解密密钥分开，公钥用于加密，私钥用于解密。只把公钥传送给对方，然后对方开始给我发送加密的数据，我用私钥就可以解密。至于窃听者，拿到公钥和加密数据也没用，因为只有我手上的私钥才能解密。
可以这样想，私钥是钥匙，而公钥是锁，可以把锁公开出去，让别人把数据锁起来发给我；而钥匙一定要留在自己手里，用于解锁。我们常见的 RSA 算法就是典型的非对称加密算法；
非对称性加密的运算速度要比对称性加密慢很多的，所以传输大量数据时，一般不会用公钥直接加密数据，而是加密对称性加密的密钥，传输给对方，然后双方使用对称性加密算法传输数据。
类似 Diffie-Hellman 算法，非对称加密算法也无法确定通信双方的身份，依然会遭到中间人攻击。比如 Hack 拦截 清脆的云朵 发出的公钥，然后冒充 清脆的云朵 的身份给 苹果菠萝 发送自己的公钥，那么不知情的 苹果菠萝 就会把私密数据用 Hack 的公钥加密，Hack 可以通过私钥解密窃取
如果双方有一个对称加密方案，希望加密通信，而且不能让别人得到钥匙，那么可以使用 Diffie-Hellman 算法交换密钥。
如果你希望任何人都可以对信息加密，而只有你能够解密，那么就使用 RSA 非对称加密算法，公布公钥。
刚才说非对称加密，把公钥公开用于他人对数据加密然后发给你，只有用你手上对应的私钥才能将密文解密。其实，私钥也可用用来加密数据的，对于 RSA 算法，私钥加密的数据只有公钥才能解开。
数字签名也是利用了非对称性密钥的特性，但是和公钥加密完全颠倒过来：仍然公布公钥，但是用你的私钥加密数据，然后把加密的数据公布出去，这就是数字签名。
数字签名的作用本来就不是保证数据的机密性，而是证明你的身份，证明这些数据确实是由你本人发出的。
你的私钥加密的数据，只有你的公钥才能解开，那么如果一份加密数据能够被你的公钥解开，不就说明这份数据是你（私钥持有者）本人发布的吗？
当然，加密数据仅仅是一个签名，签名应该和数据一同发出，具体流程应该是：
1、清脆的云朵 生成公钥和私钥，然后把公钥公布出去，私钥自己保留。
2、用私钥加密数据作为签名，然后将数据附带着签名一同发布出去。
3、苹果菠萝 收到数据和签名，需要检查此份数据是否是 清脆的云朵 所发出，于是用 清脆的云朵 之前发出的公钥尝试解密签名，将收到的数据和签名解密后的结果作对比，如果完全相同，说明数据没被篡改，且确实由 清脆的云朵 发出。
为什么 苹果菠萝 这么肯定呢，毕竟数据和签名是两部分，都可以被掉包呀？原因如下：
1、如果有人修改了数据，那么 苹果菠萝 解密签名之后，对比发现二者不一致，察觉出异常。
2、如果有人替换了签名，那么 苹果菠萝 用 清脆的云朵 的公钥只能解出一串乱码，显然和数据不一致。
3、也许有人企图修改数据，然后将修改之后的数据制成签名，使得 苹果菠萝 的对比无法发现不一致；但是一旦解开签名，就不可能再重新生成 清脆的云朵 的签名了，因为没有 清脆的云朵 的私钥。
综上，数字签名可以一定程度上认证数据的来源。之所以说是一定程度上，是因为这种方式依然可能受到中间人攻击。一旦涉及公钥的发布，接收方就可能收到中间人的假公钥，进行错误的认证，这个问题始终避免不了。
说来可笑，数字签名就是验证对方身份的一种方式，但是前提是对方的身份必须是真的… 这似乎陷入一个先有鸡还是先有蛋的死循环，要想确定对方的身份，必须有一个信任的源头，否则的话，再多的流程也只是在转移问题，而不是真正解决问题。
证书其实就是公钥 + 签名，由第三方认证机构颁发。引入可信任的第三方，是终结信任循环的一种可行方案。
证书认证的流程大致如下：
1、清脆的云朵 去可信任的认证机构证实本人真实身份，并提供自己的公钥。
2、苹果菠萝 想跟 清脆的云朵 通信，首先向认证机构请求 清脆的云朵 的公钥，认证机构会把一张证书（清脆的云朵 的公钥以及自己对其公钥的签名）发送给 苹果菠萝。
3、苹果菠萝 检查签名，确定该公钥确实由这家认证机构发送，中途未被篡改。
4、苹果菠萝 通过这个公钥加密数据，开始和 清脆的云朵 通信。
以上只是为了说明，证书只需要安装一次，并不需要每次都向认证机构请求；一般是服务器直接给客户端发送证书，而不是认证机构。
也许有人问，苹果菠萝 要想通过数字签名确定证书的有效性，前提是要有该机构的（认证）公钥，这不是又回到刚才的死循环了吗？
我们安装的正规浏览器中都预存了正规认证机构的证书（包含其公钥），用于确认机构身份，所以说证书的认证是可信的。
清脆的云朵 向机构提供公钥的过程中，需要提供很多个人信息进行身份验证，比较严格，所以说也算是可靠的。
获得了 清脆的云朵 的可信公钥，苹果菠萝 和 清脆的云朵 之间的通信基于加密算法的保护，是完全无懈可击的。
现在的正规网站，大都使用 HTTPS 协议，就是在 HTTP 协议和 TCP 协议之间加了一个 SSL/TLS 安全层。在你的浏览器和网站服务器完成 TCP 握手后，SSL 协议层也会进行 SSL 握手交换安全参数，其中就包含该网站的证书，以便浏览器验证站点身份。SSL 安全层验证完成之后，上层的 HTTP 协议内容都会被加密，保证数据的安全传输。