【文章內(nèi)容簡介】 驗(yàn)證獲取證書的用戶是否具有相應(yīng)的私鑰 將策略批準(zhǔn)權(quán)威（ PAA）的公鑰證書通過可認(rèn)證的 將密鑰發(fā)送給用戶 通過安全的途徑將根證書提供給基礎(chǔ)設(shè)施的各個組件 為每個基礎(chǔ)設(shè)施組件提供證書 確保每個基礎(chǔ)設(shè)施組件擁有公鑰對應(yīng)的私鑰 來自 通過安全的方式向基礎(chǔ)設(shè)施組件提供域內(nèi)的加密參 對失效的密鑰提供失效密鑰列表（ CKL） 對處于有效期內(nèi)的證書提供在線認(rèn)證機(jī)制取消所有使用失效的密鑰的密碼設(shè)備修復(fù)一個受到攻擊的目錄提供整個基礎(chǔ)設(shè)施或組件失效或遇到 災(zāi)難后的重建步驟續(xù)表 來自 操作證書（公鑰）管理對稱密鑰管理基礎(chǔ)設(shè)施目錄服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理審計(jì)在密鑰和證書整個生命周期內(nèi)跟蹤其位置和狀態(tài)在密鑰的整個生命周期內(nèi)跟蹤其位置和狀態(tài)記錄何人何時修改目錄中的信息確保對基礎(chǔ)設(shè)施的組件的操作符合 PAA定義的策略和操作流程密鑰恢復(fù)適當(dāng)?shù)拿荑€恢復(fù)機(jī)制 N/AN/A根簽名密鑰可能需要密鑰恢復(fù)密鑰更新新證書 新密鑰密碼設(shè)備的密鑰更新 N/A改變根密鑰的過程銷毀到達(dá)私鑰使用期限后將其置 0達(dá)到密鑰使用期限后將密鑰置 0將信息從目錄中刪除到達(dá)基礎(chǔ)設(shè)施組件的私鑰使用期限后將其置 0管理 N/AN/AN/A安全地使用基礎(chǔ)設(shè)施組件和運(yùn)用系統(tǒng)策略的操作步驟 來自 2. 基礎(chǔ)設(shè)施管理需求 （ 1） 對稱密碼 確保密鑰產(chǎn)生和分發(fā)的請求者經(jīng)過認(rèn)證； 密鑰產(chǎn)生過程是安全、強(qiáng)健的； 在密鑰分發(fā)過程中保證密鑰的安全性； 密鑰只分發(fā)給經(jīng)過認(rèn)證的用戶； 系統(tǒng)要對密鑰整個生命周期進(jìn)行審計(jì)（申請、產(chǎn)生、分發(fā)、使用、更新以及銷毀）； 系統(tǒng)要將失效的密鑰從系統(tǒng)中刪除。 來自 （ 2） 非對稱密碼 確保證書申請的發(fā)起者經(jīng)過認(rèn)證； 產(chǎn)生證書之前確保證書申請中的信息與用戶的實(shí)際情況相符合； CA要保證將正確的公鑰寫入證書中； 如果系統(tǒng)為用戶產(chǎn)生公鑰，則要保證密鑰產(chǎn)生的安全性并安全地傳遞給用戶； 基礎(chǔ)設(shè)施要確保其證書的完整性，并以可鑒別的、不可否認(rèn)的方式傳遞給用戶； 基礎(chǔ)設(shè)施必須周期地為用戶提供證書撤銷信息； 基礎(chǔ)設(shè)施必須保證其組件的高可用性； 來自 系統(tǒng)對密鑰的生命周期進(jìn)行審計(jì)（申請、產(chǎn)生、分發(fā)、應(yīng)用、更新、撤銷和歸檔）； 基礎(chǔ)設(shè)施只對已認(rèn)證的用戶或用戶組織提供私鑰的恢復(fù)機(jī)制； 基礎(chǔ)設(shè)施存儲的密鑰要使用密鑰恢復(fù)機(jī)制保護(hù)密鑰； 保證恢復(fù)的密鑰在分發(fā)給用戶的過程中的安全。 來自 KMI/PKI的一個主要功能就是對使用公鑰的應(yīng)用提供密鑰和證書的產(chǎn)生、分發(fā)和管理服務(wù)。在KMI/PKI的分工中， PKI的目的就是管理密鑰和證書。本節(jié)從用戶的角度出發(fā)介紹 PKI的功能及其體系結(jié)構(gòu)。 證書管理 來自 為了給各種基于公鑰的應(yīng)用提供服務(wù)， PKI的組成包括一系列的軟件、硬件和協(xié)議。 PKI的主要組成部分包括證書授權(quán)（ Certification Authority, CA）、注冊授權(quán)（ Registration Authority, RA）以及證書存儲庫（ Certificate Repository, CR）。 PKI管理的對象有密鑰、證書以及證書撤銷列表（ Certificate Revocation List, CRL）。下面簡要介紹這些組件。 來自 CA。被一個或多個用戶信任并負(fù)責(zé)創(chuàng)建、分發(fā)證書，操作 CA的人稱為管理員。 RA。負(fù)責(zé)認(rèn)證 CA申請證書的用戶身份的實(shí)體。 RA并不簽發(fā)證書，一般位于離用戶比較近的地方。完成 RA認(rèn)證用戶這項(xiàng)任務(wù)的人稱為 RA操作員在大多數(shù)PKI中，完成認(rèn)證用戶身份的任務(wù)一般由分散的、離用戶較近的局域注冊授權(quán)（ Local Registration Authority, LRA）完成。 CR。 CA發(fā)布證書和 CRL的地點(diǎn)。存儲庫有多種實(shí)現(xiàn)方式，包括數(shù)據(jù)庫、 Web服務(wù)器，但一般用戶都使用 LDAP協(xié)議訪問目錄服務(wù)。 來自 非對稱密鑰。非對稱密鑰算法中需要一對密鑰，一個用來加密、簽字，一個用來進(jìn)行解密、驗(yàn)證。密鑰對中有一個是由密鑰擁有者秘密保存的，稱為秘密密鑰，另外一個由密鑰按照一個不可逆的數(shù)字函數(shù)計(jì)算得到，并可公開，稱為公開密鑰。根據(jù)數(shù)學(xué)原理，由公開密鑰不可能推導(dǎo)出秘密密鑰，所以公開密鑰不會影響秘密密鑰的安全性。 證書。將用戶的身份信息及其公鑰用一種可信的方式綁定在一起的一條計(jì)算機(jī)記錄。證書中包括簽發(fā)者名稱、用戶身份信息、用戶公鑰以及 CA對這些信息的簽字。目前多數(shù)證書格式都遵循 ITU 定義的證書格式，凡符合 證書。 來自 CRL。包含尚處于有效期內(nèi)、但證書內(nèi)的用戶身份信息及其公鑰的綁定關(guān)系已經(jīng)失效的證書列表。CRL由 CA簽發(fā)， CRL可以通過多種方式發(fā)布，如發(fā)布到目錄服務(wù)器中，利用 Web方式發(fā)布或通過 Email方式發(fā)布。 來自 同其他 PKI相聯(lián)系的、處于不同保護(hù)地址中的通信實(shí)體，如果信任報(bào)文發(fā)送者的證書簽發(fā)者 CA，那么可以對報(bào)文發(fā)送者的證書進(jìn)行鑒別。如果用戶相信 CA能將用戶身份信息與公鑰正確地綁定在一起，那么用戶可以將該 CA的公鑰裝入到用戶的加密設(shè)備中。可以用用戶信任的 CA公鑰驗(yàn)證其簽字的，并且不在CA簽發(fā)的撤銷列表中的任何證書都是有效證書。這意味著用戶可以從該證書中解析出公鑰，并相信該公鑰確實(shí)屬于證書中標(biāo)明的用戶。 來自 大型公鑰基礎(chǔ)設(shè)施往往包含多個 CA，當(dāng)一個 CA相信其他的公鑰證書時，也就信任該 CA簽發(fā)的所有證書。多數(shù) PKI中的 CA是按照層次結(jié)構(gòu)組織在一起的，在一個 PKI中，只有一個根 CA，在這種方式中，用戶總可能通過根 CA找到一條連接任意一個 CA的信任路徑。 來自 在采用層次結(jié)構(gòu)的組織中，層次結(jié)構(gòu)的 CA組織方式非常有效，但對于內(nèi)部不采用層次結(jié)構(gòu)的組織以及組織之間，則很難使用層次結(jié)構(gòu)的 CA組織方式。解決這個問題的一個很通用的方法是，將多個 CA證書結(jié)構(gòu)內(nèi)受信任的證書安裝到驗(yàn)證證書的應(yīng)用中，大多數(shù)商用瀏覽器中包含有 50個以上的受信任的 CA證書，并且用戶可以向?yàn)g覽器中增加受信任的 CA證書，也可以從中刪除不受信任的證書。當(dāng)接收一個證書時，只要瀏覽器能在待驗(yàn)證證書與其受信任的 CA證書之間建立起一個信任鏈路，瀏覽器就可以驗(yàn)證證書。 來自 另一種方法是雙向地交叉認(rèn)證證書。采用交叉認(rèn)證不像層次結(jié)構(gòu)組織 CA的 PKI那樣，需要在 CA之間建立上下級的信任關(guān)系。為了區(qū)別于層次結(jié)構(gòu)的 PKI，采用雙向交叉認(rèn)證機(jī)制的 PKI稱為網(wǎng)狀 PKI。層次結(jié)構(gòu)的 PKI可以同網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 PKI組合在一起。在層次PKI與網(wǎng)狀 PKI之間進(jìn)行互操作可采用橋 CA的概念，橋 CA為多個 PKI中的關(guān)鍵 CA簽發(fā)交叉認(rèn)證證書。 來自 不論是采用層次結(jié)構(gòu)還是采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的 PKI，簽字的驗(yàn)證者必須建立一條從簽字者到驗(yàn)證者信任的 CA之間的證書鏈，驗(yàn)證者必須驗(yàn)證證書鏈中的每一個證書的簽字，并檢查該證書是否已經(jīng)撤銷，如果證書鏈中的每個證書都是有效的，那么驗(yàn)證者可以確認(rèn)簽字者的公鑰是有效的。 不使用證書鏈對證書進(jìn)行驗(yàn)證的方法稱為在線證書驗(yàn)證。在線證書驗(yàn)證的過程是將證書傳遞給網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，讓該服務(wù)器根據(jù)其驗(yàn)證規(guī)則來實(shí)現(xiàn)對證書有效性的驗(yàn)證。 來自 圖 PKI互操作中的分層信任列表與網(wǎng)狀方法。圖 、橋 CA和在線狀態(tài)檢查互操作模型的 PKI。在多個 PKI間進(jìn)行互操作的方法都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，必須仔細(xì)考慮選用互操作方法，以防降低系統(tǒng)的安全性。 來自 圖 PKI互操作中的分層信任列表與網(wǎng)狀方法 來自 圖 基于雙向交叉認(rèn)證、橋 CA和在線狀態(tài)檢查互操作模型的 PKI 來自 PKI在密鑰和證書的產(chǎn)生、分發(fā)和管理中起著關(guān)鍵作用，密鑰和證書的產(chǎn)生、分發(fā)和管理是實(shí)現(xiàn)基于公鑰的安全服務(wù)所必須的。 PKI本身使用機(jī)密性安全服務(wù)保護(hù)私鑰在存儲和分發(fā)中的安全性，使用完整性安全服務(wù)對公鑰進(jìn)行認(rèn)證， PKI對公鑰的數(shù)字簽名保證了公鑰與證書中的用戶身份信息的綁定關(guān)系，同時確保了證書中公鑰的完整性。 來自 盡管 PKI有很多優(yōu)點(diǎn)，正在得到廣泛應(yīng)用，但在現(xiàn)實(shí)世界中，對稱密鑰管理仍然是一種重要技術(shù)。很多現(xiàn)存的系統(tǒng)惟一地使用對稱密碼。甚至隨著非對稱密碼技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，許多新出現(xiàn)的應(yīng)用，例如多點(diǎn)傳送，將仍然要求安全的對稱密鑰和非對稱密碼系統(tǒng)。 在對稱密碼算法中，加密密鑰可以從解密密鑰求得，反之亦然。這一點(diǎn)和公鑰密碼算法不同，從加密密鑰難以計(jì)算出解密密鑰。在大多數(shù)對稱密碼系統(tǒng)中，加密和解密密鑰是相同的，這要求發(fā)送者和接收者在相互傳送加密報(bào)文時約定一個密鑰。 對稱密鑰管理 來自 如果密鑰系統(tǒng)所用的密鑰管理很脆弱，密碼算法的健壯性就為零。對稱密鑰應(yīng)用要求所有用戶擁有一個共同的安全密鑰，正確安全地分發(fā)、管理密鑰會十分復(fù)雜和昂貴。 來自 對稱密鑰管理的許多方面對于維護(hù)安全都是至關(guān)重要的。對稱密鑰的管理涉及整個的密鑰存活期，必須建立密鑰定購、產(chǎn)生、分配、存儲、記錄、銷毀的可控過程，圖 。必須有檢測受到篡改的密鑰以及使系統(tǒng)恢復(fù)安全的方法和規(guī)定，并能有效地確定受到的危害程度。 對稱密鑰管理的關(guān)鍵因素 來自 圖 對稱密鑰管理活動的關(guān)鍵因素 來自 ① 定購。只有授權(quán)的個體才允許定購密鑰，只有得到明確授權(quán)的密鑰才可以定購。定購者必須具有對通信網(wǎng)絡(luò)管理的訪問權(quán)限，定購密鑰是為了在需要密鑰之前將密鑰分發(fā)給所有的用戶。密鑰管理系統(tǒng)將保證定購者具有定購密鑰的權(quán)限以及接收者具有接收密鑰的權(quán)限。 ② 產(chǎn)生。必須在安全環(huán)境中產(chǎn)生密鑰以防止對密鑰的非授權(quán)訪問。對于特定的加密算法，產(chǎn)生過程將能產(chǎn)生一組可公認(rèn)的密鑰。對稱密鑰通常是隨機(jī)的比特流，因此需要一個性質(zhì)控制過程保證比特流的隨機(jī)性。 來自 ③ 分配。對稱密鑰可以通過可信的人或一些保護(hù)技術(shù)（如抗竄擾裝置），以物理形式進(jìn)行分發(fā)。對一些非常敏感的密鑰，可以使用兩人控制來得到更多的保障。然而，這些技術(shù)只能在密鑰的存活期提供最小的保護(hù)。可以訪問密鑰的人越多，篡改的可能性就越大。因此，安全分配的目標(biāo)是通過良好的分發(fā)技術(shù)將密鑰從產(chǎn)生器通過電子手段傳送到用戶設(shè)備。公鑰技術(shù)可以支持良好的分發(fā)技術(shù)，允許用戶設(shè)備產(chǎn)生一個授權(quán)的會話密鑰，由產(chǎn)生器傳送對稱密鑰。 來自 ④ 存儲。密鑰在等待分發(fā)給用戶或偶然使用時，必須存儲起來。當(dāng)一個連接失敗時，需要有一種機(jī)制來保證恢復(fù)未經(jīng)加密的對稱密鑰的存儲區(qū)。對這些密鑰的保護(hù)十分關(guān)鍵，必須安全地存儲。以物理形式分發(fā)的密鑰只能通過嚴(yán)格的物理和人員安全性進(jìn)行保護(hù)。電子形式的密鑰應(yīng)以加密的形式進(jìn)行存儲，同時應(yīng)采取物理的、人員的和計(jì)算機(jī)的安全機(jī)制來限制對密鑰的加密和訪問。 ⑤ 保密應(yīng)用。在密碼系統(tǒng)的應(yīng)用中注入密碼需要一個保護(hù)接口，在接口處對密鑰進(jìn)行物理保護(hù)，對于防止密鑰的篡改十分關(guān)鍵，因?yàn)榭梢栽诮涌谔帉γ荑€進(jìn)行復(fù)制和替換。盡管注入加密密鑰只需要最少的保護(hù)，但對于相應(yīng)的解密密鑰卻需要非常高的保護(hù)來限制它注入的頻度。 來自 ⑥ 銷毀?？梢杂卸喾N可能的介質(zhì)存放對稱密鑰，包括紙（例如手工代碼本、密鑰帶）和電子器件（例如隨機(jī)訪問存儲器（ RAM）、電子可擦寫可編程只讀存儲器（ EEPROM）、可編程只讀存儲器（ PROM））。由于對稱密鑰篡改具有能夠恢復(fù)以前加密的通信流的特性，所以密鑰的存儲期不能長于必需的任務(wù)執(zhí)行期是十分必要的。在密鑰周期結(jié)束后，安全的密鑰必須在所有位置進(jìn)行銷毀，包括偶然存儲及伴隨的電子存儲等。 來自 ⑦ 篡改。對稱密鑰易受到密鑰篡改的攻擊（例如物理分發(fā)、大規(guī)模加密網(wǎng)、長加密周期），因此密鑰篡改的檢測和恢復(fù)是十分關(guān)鍵的。目前尚無完善的機(jī)制來控制密鑰篡改對網(wǎng)絡(luò)造成的危害。安全密鑰的篡改可能會暴露所有它加密的通信流，使假定的對于未來通信流的認(rèn)證失效。為了恢復(fù)密鑰的篡改，需要通知每一個用戶并提供新的密鑰。但對于大規(guī)模的加密網(wǎng)，這種方法很難做到使用戶同時得到通知和替換密鑰。 ⑧ 審計(jì)。必須采取附加的機(jī)制來跟蹤密鑰的整個存活期。有效的審計(jì)可以改進(jìn)對于密鑰的跟蹤，如誰得到授權(quán)訪問密鑰、密鑰在什么時間分發(fā)到什么地方、密鑰什么時候銷毀。 來自 1. 通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個人可以盡可能長久地使用一個密鑰，在安全策略允許的情況下，可以經(jīng)常或很少改變密鑰； 密鑰在本地產(chǎn)生可以使采購的分發(fā)的問題最小化，不需要和中心權(quán)威機(jī)構(gòu)通信； 對稱密鑰的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，主要是一系列隨機(jī)數(shù)； 對稱密鑰處理通常比非對稱密鑰處理要快得多，在很多情況下，非對稱密鑰用于在網(wǎng)絡(luò)中安全地向其他用戶分發(fā)對稱密鑰； 對稱密鑰技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 來自 支持網(wǎng)狀的點(diǎn)對點(diǎn)的操作； 對稱密鑰限制對特殊密鑰的擁有權(quán)，因而，不需要額外的訪問控制機(jī)制來控制誰和誰通信； 對稱密鑰在使用前不需要廣泛地確認(rèn)； 在采購和分發(fā)路徑中需要信任的人更少； 非授權(quán)密鑰的產(chǎn)生只有當(dāng)攻擊者使某人替代正確密鑰使用時才是危險(xiǎn)的，它自身是沒有危害的。 來自 2. 對稱密鑰技術(shù)的問題 一