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1、数据加密
采用单密钥的加密算法，我们称为对称加密。整个系统由如下几部分构成：需要加密的明文、加密算法、密钥。在加密和解密中，使用的密钥只有一个。常见的单密钥加密算法有DES、AES、RC4等。
采用双密钥的加密算法，我们称为非对称加密。整个系统由如下几个部分构成：需要加密的明文、加密算法、私钥和公钥。在该系统中，私钥和公钥都可以被用作加密或者解密，但是用私钥加密的明文，必须要用对应的公钥解密，用公钥加密的明文，必须用对应的私钥解密。常见的双密钥加密算法有RSA等。
在对称加密中，密钥不能暴露，否则在算法公开的情况下，数据等同于明文，而在非对称加密中，公钥是公开的，私钥是保密的。这样任何人都可以把自己的信息通过公钥和算法加密，然后发送给公钥的发布方，只有公钥发布方才能解开密文。
我们看到，在对称加密和非对称加密中，它们有一个共同的特点，即数据可以加密，也可以解密。实际上，我们还有一种加密需求，只需要加密，形成一个密文，而不需要解密，甚至极端地说，要求不可解密。这时候，可以使用哈希算法等。
哈希算法是一种从任意数据中创建固定长度摘要信息的办法。一般我们要求，对于不同的数据，要求产生的摘要信息也是唯一的。常见的哈希算法包括MD5、SHA-1等。
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2、数字签名
数字签名，是指用于标记数字文件拥有者、创造者、分发者身份的字符串。
数字签名拥有标记文件身份、分发的不可抵赖性等作用。
目前，常用的数字签名采用了非对称加密。例如，A公司发布了一个可执行文件，称为AProduct.exe，A在AProduct.exe中加入了A公司的数字签名。A公司的数字签名是用A公司的私钥加密了AProduct.exe文件的哈希值，我们得到打过数字签名的AProduct.exe后，可以查看数字签名。
这个过程实际上是用A公司的公钥解密了文件哈希值，从而可以验证两个问题：AProduct.exe是否由A公司发布，AProduct.exe是否被篡改。
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3、数字证书
假设，我们登录某银行的网站，这时候网站会提示我们下载数字证书，否则将无法正常使用网银等功能。
在我们首次使用U盾的时候，初始化过程即是向U盾中下载数字证书。那么，数字证书中包含什么呢？
数字证书中包含了银行的公钥，有了公钥之后，网银就可以用公钥加密我们提供给银行的信息，这样只有银行才能用对应的私钥得到我们的信息，确保安全。
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4、PKI 体系(Public Key Infrastructure)
PKI，全称公钥基础设施，是使用非对称加密理论，提供数字签名、加密、数字证书等服务的体系，
一般包括权威认证机构（CA）、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口（API）等。
围绕PKI体系，建立了一些权威的、公益的机构。它们提供数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口等具体的服务。比如，企业的数字证书，需要向认证机构申请，以确保数字证书的安全。