Exchange 证书基础知识SSL

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对称加密

特点：对称加密的特点是加密和解密通过一个相同的密钥。

比如，我们要加密一组数字

一组数字：12345

密钥：10

算法：原数字乘于密钥

加密后的结果：123450

解密的人也是通过密钥 10，拿123450除以10 就得到了原来的数字 12345，当然算法和密钥都不会这么简单。

缺点：对称加密的一个不便之处就是密钥的分发，因为当A发一封加密的信给B的时候，B要想读这封信，就必须知道密钥，但是怎么传递密钥呢？如果通过一封没有加密的信传递密钥，那么很容易就被截取了。

常见的对成加密算法: DES ,3DES, RC5

非对称加密

非对成加密有一对密钥，私钥和公钥，当使用其中一个来加密的时候，必须用另外一个来解密。这样就把密钥分发的问题解决了，公钥可以随便分发，公钥是大家都知道的，私钥只有私钥持有人才有。

当 A 需要发信给 B 的时候，就使用 B 的公钥把这封信加密，然后发送给B，只有B有私钥，所以只有B能够读取这封信。这样即使别人也知道公钥，但是却看不到信的内容。

但是非对称加密有个缺点，就是需要复杂的计算，这要耗费很多CPU，并且一般非对称加密的密钥都很长，1024 bit 或者 2048 bit。所以一般不会用非对称加密算法来数据，只用来加密密钥（对称加密的密钥），实际的加密过程还是使用对称加密。

常见的对成加密算法：Diffie-Hellman，RSA

RSA算法是很常用的算法，硬件解码的话，DES对称算法要比RSA 快1000倍。

在 Exchange 2007 中，当使用 New-ExchangeCertificate 来申请证书的时候，可以使用参数 KeySize, 这个参数可以指定与要创建的证书关联的 RSA 公钥的大小（位）。

可接受的值是 4096、2048 和 1024。默认值为 2048。





下图中可以看到，证书的公钥使用RSA算法，公钥长度1024 bits来进行加密的





哈希

哈希是用来保证一段数据不被更改，保证数据的完整性。由于哈希得到的重复值的可能性非常小，可以认为，对一段数据进行哈希得到的结果是一个唯一的结果，不会有另外的数据哈希值和它重复。

比如A发送一封信给B， 那么为了保证这封信不被更改，那么A对这封信的数据进行哈希运算，把哈希结果和信一起发送给B，B接受到这封信之后，对信的数据也进行哈希，如果得到和A相同的结果，则说明这封信没有被更改过。

一个好的哈希算法，当一段数据中有改动时，会造成哈希值很大的变动。

常见的哈希算法：MD5 （Message Digest）， SHA 或 SHA1 （Secure Hash Algorithm）

一个证书也是一个文件，一段数据，为了保持证书的完整性，证书也有哈希值。





打开证书，我们可以看到这个证书的哈希算法（Thumbprint Algorithm）和哈希值（Thumbprint），我们也可以使用 Get-ExchangeCertificate 来得到 Thumbprint





微软提供了一个小工具来检验文件的 MD5 和 SHA1 哈希值，详见 KB889768





MS CA申请证书的时候可以选择哈希算法

数字签名

我们可以在一封邮件上加上自己的数字签名，如果你收到一封带有数字签名的邮件，那么数字签名就表明此邮件确实来自于发件人，并且邮件内容没有被更改。

数字签名其实使用自己的私钥加密邮件的哈希值，然后发送给收件人。

这里还是用到非对称加密，因为只有一个人有私钥，当他用私钥加密，而对应的公钥可以解密的时候，这个封邮件就可以证明确实来自于发件人。因为非对称加密很耗资源，所以不能加密邮件的正文，只需要把正文的哈希码加密就可以。

当用户 B 收到 A 发来的带有数字签名的邮件时，B 首先找到 A 的公钥，然后试图用公钥 A 来解开邮件中加密的哈希值，如果解的开，那么就证明邮件确实从 A 发来的。然后对邮件正文进行哈希运算，如果得到的结果和邮件中的哈希值一致，就说明这封邮件没有被更改过。









图：带有数字签名的邮件





图：签名的证书和加密的证书不能相同，签名的证书是使用自己的私钥，而加密的证书是使用对方的公钥。

证书

为什么要使用证书？

比如 B 向 A 传输数据，B 首先使用 A 的公钥来加密数据，然后发送给 A， A 用自己的私钥解密。

但是这样有一个问题，C 是一个坏人，他声称自己是 A，然后把 假A 的公钥发给 B，B 用 假A 的公钥加密数据，然后发送给 假A，毫无疑问，C得到了数据。

现在的问题是，如何防止 C 声称自己是 A，解决的方法就是用证书。

B 信任证书颁发机构 D，D通过验证，证明A的确是A，D 颁发一个证书给 A , 证书中列出了A的名字和它的公钥，B 看到了 A的证书，发现自己信任这个证书颁发机构，那么它就可以使用证书中所示的公钥来加密数据，并且发送给A。

由于C 不能通过证书颁发机构 D 的验证，所以它得不到证书，也就无法冒充 A了。





图：证书用来保证远程计算机的身份

证书[b]创建过程[/b]

1. 首先有应用程序来生成一对密钥：公钥和私钥。

在Exchange 2003 中，我们用 IIS 中的向导申请证书，向导创建了公钥和私钥。在 Exchange 2007 中，我们用 New-ExchangeCertificate 来申请证书，这个命令也创建了公钥和私钥。

2. 发送信息到证书颁发机构 （CA）

证书颁发机构需要一些信息来验证你的身份，或者网站的身份，而且它还需要你生成的公钥，CA是不需要你的私钥的，经过验证，证明了，你的确是真实的身份，或者你的网站名称是真实的，就可以颁发证书了。

3. CA在证书上签名，然后把颁发证书，这样所有信任这个CA的客户端都会认为你的证书是有效的，并且可以使用上面的公钥。

Exchnage 2007 中，经常犯的一个错误就是在 Hub 或者别的机器上运行 New-ExchangeCertificate, 当从CA获得证书的时候，到 Edge 上导入证书 Import-ExchangeCertificate，这个时候就会发生 私钥丢失 的情况。原因就是 Edge 并不是当初运行 New-ExchangeCertificate 命令的那台计算机





图：申请证书的过程创建了公钥和私钥

SSL怎样工作

SSL（Secure Socket Layer ） 是由网景开发的，用于浏览器和Web服务器之间的加密通讯，当你访问一个https的站点，SSL 协议就起作用了。

TLS （Transport Level/Layer Security）是根据 SSL 发展而来的，我们可以理解为TLS 就是用来加密 SMTP 通讯的 SSL。SSL则可以用来加密 HTTP, POP3, IMAP, NTTP and LDAP 等诸多协议。

当你在浏览器中输入 https 开头的URL时，就向 Web 服务器发起了一个 SSL 的请求。

服务器把自己的证书发送给客户端 （记住，证书中包含公钥）

客户端浏览器验证这个证书（看看是不是信任的证书，有没有过期，有没有被吊销，证书上的名字和自己访问的相同吗？）

客户端浏览器生成一个随机的会话密钥（session key），然后使用服务器的公钥加密。

客户端浏览器把加密的会话密钥发送给Web服务器

Web服务器用自己的私钥解密 会话密钥

这样，客户端和服务器都知道了 会话密钥（session key）

以后的通话都用会话密钥（session key）来加密了

当加密 POP3 等服务的时候，也是这个过程。





图：HTTPS 就是 SSL 加密的 http 通讯

TLS 是在SSL 3.0 基础上发展来的，值得注意的是两者虽然过程相似，但却是不相兼容的。当然通讯的过程不只这么简单，一些握手，加密，哈希过程请参考文章

查看没有SSL加密的通讯

如果没有SSL加密，邮件通讯其实很容易被截获，我们可以利用一些嗅探器（sniffer）得到通讯内容

HTTP: Base64

SMTP: Base64

POP3: Plain Text

IMAP: Plain Text





图：POP3 的不加密的话，嗅探器捕捉到的是明文，用户名和密码都可以直接看到。





图：SMTP的明文传送是 base64编码的。

AUTH LOGIN 说明是基本身份验证，密码是明文传送的，我们可以找一个 Base 64 编码的网站，把Base 64编码转换成明文。

比如访问http://www.hcidata.co.uk/base64.htm





图：输入Base64编码 VXNlcm5hbWU6 就可以转化成 ASCII 码：Username:

TLS加密SMTP





在默认的SMTP 虚拟目录上装了证书后，就可以使用加密的连接了, telnet 上去后会发现 TLS 和 STARTTLS 命令。





加密MAPI RPC

加入域中的 Outlook 和 Exchange 进行通讯使用 RPC 协议，RPC有默认的加密机制，我们可以在 Outlook 账户属性中选择加密的通讯。