我們有這樣的一個場景，有發送方，接收方，第三方。發送方想要發送消息給接收方，第三方想要截取消並篡改消息，然後再轉發給接收方。
怎樣才能襯得上是安全的交流方式呢？一般來說需要滿足下面的三個條件：
完整性（消息不被篡改），保密性（第三方無法解密），可認證性（接收方知道消息是由誰發送的）。
首先，我們來講下MD5加密，嚴格來說，MD5並不能稱爲加密，它只是一種散列運算，對消息進行散列運算，可以獲得消息的摘要（Digest，指紋）。
MD5算法有三個特點，
1. 散列算法是不可逆的，可以將散列運算理解爲單向的加密：根據原消息運算得到摘要，根據摘要，無法推導出原消息。比如只要有一個完整的人，就可以獲取它的指紋；但是如果只有指紋，是無法獲取這個人的全部信息的。
2.任何不同的文件，哪怕只有一個字節的細微差別，得到的摘要都是完全不同的。
3.無論原始消息的大小如何，運算得到的摘要信息是固定長度的。
下面是判斷消息是否被篡改的流程。
發送方對消息進行散列運算，得到消息摘要，發送消息摘要和消息，並說明摘要所使用的散列算法，如MD5。
接收方獲得消息和摘要，使用相同的散列算法對收到的消息進行散列運算，獲得新的摘要
接收方判斷髮送方的摘要和自己生成的摘要是否相同，相同則認爲消息沒有被篡改，否則就被篡改了。
但是這個不能保證第三方截取消息，篡改消息，重新生成摘要，再轉發。
對稱加密
對稱加密表示加密解密使用相同的密鑰，對稱加密算法DES（數據加密標準），AES（高級加密標準）等。
對稱加密需要雙方都持有密鑰，並保證密鑰不被泄露。但是發送至和接受者總要有一次初始的通信，用來傳遞密鑰，此時如何保證安全。
非對稱加密
非對稱加密有一組密鑰對，一個是對外公開的，任何人都可以獲取，稱爲公鑰。一個是自行保管並嚴格保密的，稱爲私鑰。消息由公鑰加密則只能由私鑰解密，由私鑰加密只能由公鑰解密。通過RSA算法加密解密。
這種加密方式，第三方沒有私鑰，是無法解密的。但是公鑰是任何人都可以獲得，任何人都可以用公鑰來加密併發送給接收者，因此它無法滿足條件可認證性。
認證模式
在認證模式中，有消息的發送方發佈公鑰，持有私鑰，步驟如下
1.發送方公佈自己的公鑰，任何人都可以獲得
2.發送發使用自己的私鑰對消息進行加密，然後發送
3.接收方使用發送方的公鑰對消息進行解密。
在這種模式下，假如發送方A，接收方B，因爲B持有A的公鑰，所以B能夠解密並且知道消息是由A發送過來的。這樣就滿足了可認證性的條件
但是因爲A的公鑰是公開的，所以第三方截取了消息都能通過公鑰解密，消息相當於是公開的。不滿足保密性
非對稱加密運算過程相對耗時，不適合大數據。因此，對它的認證模式進行了改進，形成一種新的加密方式，叫做數字簽名。
數字簽名
數字簽名和認證模式很相似，只不過加入了散列算法。步驟如下
1.發送方對消息進行散列運算，得到原始消息摘要。
2.發送方使用自己的私鑰對消息摘要進行加密，該過程也叫作簽名。
3.接收方使用發送方的公鑰對收到的消息進行解密，得到摘要。
4.接收方對消息進行散列運算，得到本地摘要。
5.判斷髮送方的摘要和本地摘要是否相等，以判斷消息是否被篡改。
數字簽名同時滿足了完整性和可認證性。但是沒有對消息本身進行加密，第三方如果截獲消息，就能看到消息的內容。如果傳遞的是保密性不高的非敏感數據，那麼數字簽名將是非常好的選擇。
綜合實現
發送方步驟
1.將消息進行散列運算，得到消息摘要。
2.使用發送方的私鑰對消息摘要加密（認證模式，確保了接收方能夠確認自己）
3.使用接收方的公鑰對消息進行加密（加密模式，確保了消息只能由期望的接收方解密）
4.發送消息和消息摘要
接收方步驟
1.使用發送方的公鑰對消息摘要進行解密（認證模式：確認消息是由誰發送的），獲取原始消息摘要
2.使用自己的私鑰對消息進行解密（加密模式：安全地獲得消息內容）
3.將消息進行散列運算，獲取本地消息摘要。
4.將原始消息摘要和本地消息摘要進行對比，確認消息是否被篡改。
可以看到，通過上面的方式，綜合使用了接收方，發送方全部的四個密鑰，再配合使用散列算法，是的前面提出的三個安全條件都滿足了。但是非對稱加密算法是一種相對耗時的操作，這個方案對於大數據來說是低效的。但是實際上，可以通過它來解決對稱加密中的密鑰傳遞問題，也就是說，密鑰傳遞使用這種綜合的方式來加密，之後採用對稱加密，因爲現在這樣已經安全了。
證書機制
與數字簽名相關的一個概念就是證書機制，證書用來做什麼呢？在上面的各種模式中，一直存在這樣的一個假設：就是接收方或發送方所持有的，對方的公鑰總是正確的。可實際上除非對方當面交接公鑰，否則在傳遞公鑰的時候，一樣有可能被篡改。那怎麼解決這個問題呢？這是就需要證書機制了：可以引入一個公正的第三方機構，當某一方想要發佈公鑰時，它將自身的身份信息及公鑰提交給第三方，第三方對其身份進行證實，如果沒有問題，則將其信息和公鑰打包成證書。當需要獲取公鑰時，只需要獲取其證書，就可以從中提取出公鑰了。