身份鉴别与PKI
pki网络安全认证技术
pki网络安全认证技术PKI（公钥基础设施）是一种网络安全认证技术，通过构建一个可信的实体、数字证书和相关的管理系统，来确保网络通信的安全性和可靠性。
PKI技术采用了公钥密码学和数字证书来完成身份认证、数据加密和数据完整性校验等功能，是当今广泛应用于各类网络应用的基础设施。
PKI技术的核心是公钥密码学。
公钥密码学是一种使用非对称密钥对进行加解密的密码学技术，其中包含了公钥和私钥两个密钥。
公钥可以自由传播，而私钥只有密钥的拥有者可以使用。
PKI利用公钥密码学的非对称特性，将公钥存储在数字证书中，通过这些证书来实现身份认证和数据加密。
在PKI网络安全认证技术中，数字证书是重要的组成部分。
数字证书是一种由认证机构（CA）签发的包含了公钥和一些相关信息的电子文档，用于证明一个实体的身份。
数字证书可以用来验证通信双方的身份，确保没有中间人攻击和伪造身份的风险。
CA是PKI系统中的核心机构，负责签发证书、验证身份和管理证书的吊销列表。
PKI技术的应用领域非常广泛。
在企业内部，PKI可以用于实现内部通信的安全性，比如虚拟专用网络（VPN）的建立，远程访问和身份认证等功能。
在电子商务中，PKI可以用于保护网上支付和数据传输的安全，防止用户信息被泄漏和篡改。
在政府和公共服务中，PKI可以用于实现电子邮件签名、电子票据、电子投票等功能。
PKI技术能够提供充分的安全性和可靠性，但也存在一些潜在的问题。
首先，PKI技术的实施和管理比较复杂，需要建立一个完善的证书管理机构和合适的密钥管理策略。
其次，PKI的安全性依赖于私钥的保护，如果私钥被泄漏或者私钥的持有者不安全地使用私钥，将会导致安全风险。
此外，PKI的实施还需要考虑到兼容性和互操作性等问题，因为不同的系统可能使用不同的PKI实现。
总之，PKI网络安全认证技术是一种基于公钥密码学和数字证书的安全机制，能够提供身份认证、数据加密和数据完整性校验等功能。
它在各类网络应用中得到了广泛的应用，但也面临一些挑战和风险。
身份认证标准 pki标准
身份认证标准 pki标准
身份认证标准PKI（公钥基础设施）是一种用于确保通信安全
的技术标准。
PKI标准是建立在公钥加密基础上的一种身份验证机制，它使用了数字证书和公钥加密技术来确认通信双方的身份，并
确保通信数据的机密性和完整性。
PKI标准包括了一系列的技术规
范和流程，用于管理数字证书、密钥和其他安全元素。
首先，让我们从技术角度来看PKI标准。
PKI标准涉及到数字
证书的生成、发布、管理和吊销等方面的技术规范，包括证书格式、密钥长度、加密算法等。
此外，PKI标准还包括了数字证书的验证
和认证流程，以及与证书相关的各种协议和标准，如X.509证书标准、证书颁发机构（CA）的运作规范等。
其次，从安全性角度来看，PKI标准通过使用非对称加密技术，确保了通信数据的机密性和完整性。
数字证书的使用能够有效地防
止身份伪装和中间人攻击，从而保障了通信的安全性。
再者，从管理和运作角度来看，PKI标准还包括了证书颁发机
构（CA）的管理规范、证书吊销列表（CRL）的发布和更新机制、密
钥的管理和分发等方面的规定。
这些规范和流程保证了PKI系统的
可靠性和稳定性。
最后，从应用角度来看，PKI标准被广泛应用于网络通信、电子商务、政府机构和金融行业等领域，为这些领域的安全通信提供了重要保障。
综上所述，PKI标准是一种涵盖技术、安全性、管理和应用等多个方面的身份认证标准，它通过数字证书和公钥加密技术，确保了通信的安全性和可靠性。
基于PKI的身份认证的技术研究
通常而言，认证系统采用常用的验证参数，如口令、标识符、密钥、
指纹、随机数等对被认证对象进行验证。早期的安全系统的认证是口 令认 证机制，是最简单但至今仍在沿用的一种认证手段. 认证系统要求验证的 参数和被认证的对象之间存在严格的对应关系。 认证技术的标准已经发展了若干可鉴别协议。作为协议的双方，如
“ 以信任的CA”名单内 ( 客户端) 存放。 可
2、客户机用自己的私钥对接收到的时间戳和随机数进行签名，将签
名结果传回服务器。
3、服务器接收到签名后进行验证. 因为只有客户自己的私钥能进行
签名，因此服务器知道与它通信的客户是否是合法的。
三、基于pI 的身份认证系统的设计 O
( 一) 墓于数字证书的认证的设计
SIL ICO
信 息 科学
蒙. 瞬
VA L
基于 PKI 的身份认证 的技术研究
田雷年 ( 山东省农村信用社联合社计算机网络中心 山东 济南 2 0 01 5 )
[摘 要] 数字身份是在数字网络等特定的环境下，区别于传统的身份辨识形式，对个人或团体属性独一无二的描述。认证o S 服务器。o S 服务器处理完请求后返回请 T P c P c P 求方 “ 好”、 “ 撤销”、 “ 不知道”的状态，同时返回撤销状态的时候返
证系统中，发送者通过一个公开信道将消息发送给接收者，接收者不仅要 接收消息本身， 而且还要验证消息是否来自 合法的发送者，是否该消息被 篡改过。认证系统的目 的有两个: 第一，信源的识别，即验证发信人确实
密进行身份认证。具体步骤如一 下:
安全连接不能认证数字证书身份，辨别数字证书需要通过数字证书的 认证来完成。配置双向身份认证的安全连接主要是服务器端，服务器要能
Kerberos协议
（0）名词解析1、Authentication：身份鉴别2、TGT：票据(ticket-granting ticket)3、SSO：Single Sign On 单点4、KDC：密钥分发中心5、PKI：Public Key Infrastructure 即"公钥基础设施"6、Kerberors: Network Authentication Protocol7、DES：数据加密标准8、TGS：门票分配服务器（1）Kerberors协议Kerberors协议：Kerberors协议主要用于计算机网络的身份鉴别(Authentication),其特点是用户只需输入一次身份验证信息就可以凭借此验证获得的票据(ticket-granting ticket)访问多个服务，即SSO(Single Sign On)。
由于在每个Client和Service之间建立了共享密钥，使得该协议具有相当的安全性。
条件先来看看Kerberors协议的前提条件：如下图所示，Client与KDC，KDC与Service在协议工作前已经有了各自的共享密钥，并且由于协议中的消息无法穿透防火墙，这些条件就限制了Kerberors协议往往用于一个组织的内部，使其应用场景不同于X.509 PKI。
过程Kerberors协议分为两个部分：1 . Client向KDC发送自己的身份信息，KDC从Ticket Granting Service得到TGT(ticket-granting ticket)，并用协议开始前Client与KDC之间的密钥将TGT加密回复给Client。
此时只有真正的Client才能利用它与KDC之间的密钥将加密后的TGT解密，从而获得TGT。
（此过程避免了Client直接向KDC发送密码，以求通过验证的不安全方式）2. Client利用之前获得的TGT向KDC请求其他Service的Ticket，从而通过其他Service的身份鉴别。
PKI基本知识
HAS H
• 颁发者 (CA) • 实体 (Bob) • 实体公钥
Publi c Bob
Digital Signature
数字证书的种类
• • • • • • 个人证书 设备（服务器&VPN)证书 机构证书 CA证书 无线通信证书 测试证书
非对称加密算法
特性 性能： 效率较慢 – 不适用于 大量的数据加密 密钥管理： 公钥可以公开、分布式存放 常用于： 加密 数字签名 密钥交换 加密算法： RSA、ECC、 Diffie-Hellman、 DSA
非对称算法的问题
速度慢、资源占用明显 不适合做大数据量数据加密处理
什么是数字证书?
一个 数字证书 是 . . . – 一个包含用户身份信息的文件 • CA的名称 （颁发机构） • Bob的名称 （对象）
• Bob的公钥
– 数字签名 • 由可信的第三方进行签名 Certification Authority • 使用CA的私钥 • 保证信息的真实性和完整性 – 遵守X.509标准
Ourjj9r Rr%9$
Hi Bob Alice
数字签名
明文 3
数字签名
明文
四个简单原则
• • • • 先签名，后加密 非对称加密之前先压缩数据 数字签名使用本人的私钥 加密数据使用接收者的公钥
私钥的安全存储
• 基于文件的存储 – 使用基于密码的加密方式 • 基于智能卡的存储
• 硬件加密设备的存储
证书应用系统 e.g. a Web Server
一个PKI系统由以下几部分构成： • 证书签发系统 Certification Authorities (CA)
PKI简介
PKI1.PKI的定义PKI（Public Key Infrastructure ）即"公钥基础设施"，是一种遵循既定标准的密钥管理平台,它能够为所有网络应用提供加密和数字签名等密码服务及所必需的密钥和证书管理体系，即PKI就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。
它是一个使用公钥概念和密码技术实施和提供安全服务的具有普适性的安全基础设施的总称，是生成、管理、存储、颁发和撤销基于公钥密码的数字证书所需要的软硬件、人员和策略和规程的总和。
它以公开密钥密码算法为基础，结合对称密码算法、摘要算法等，通过数字签名、数字证书等技术来保证网络传输数据的机密性、完整性、不可否认性以及身份鉴别等。
2. PKI基础协议PKIX基础协议是以RFC3280（早期的RFC 2459）为核心，详细定义了X.509v3 公钥证书和X.509 v2 CRL 的格式、数据结构及其操作步骤等，来保证PKI功能的实现。
PKI的基础协议有很多，如ITU-T X.680 Abstract Syntax Notation One（语法符号标准ASN.1）、ITU-T X.690 ASN.1 Encoding Rules（数据编码标准）和ITU-T X.500 系列标准等。
而国际电信联盟ITU X.509协议，是PKI技术体系中应用最为广泛、也是最为基础的一个协议。
它主要目的在于定义一个规范的数字证书格式，以便为基于X.500协议的目录服务提供一种认证手段。
2.1X 509证书格式3.PKI的基本构成公钥证书证书作废列表（CRL）策略管理机构（PMA）认证机构（CA）注册机构（RA）证书管理机构（CMA）证书存档(Repository)署名用户（Subscriber）依赖方(Relying party)最终用户（End User）4.PKI的运行1）署名用户向证明机构（CA）提出数字证书申请；2）CA验明署名用户身份，并签发数字证书；3）CA将证书公布到证书库中；4）署名用户对电子信件数字签名作为发送认证，确保信件完整性，不可否认性，并发送给依赖方。
PKI
PKI/CA 技术的介绍∙摘要：PKI 中最基本的元素就是数字证书。
所有安全的操作主要通过证书来实现。
PKI 的硬设备还包括签置这些证书的证书机构(CA) ，登记和批准证书签置的登记机构(RA) ，以及存储和发布这些证书的电子目录。
PKI 中还包括证书策略，证书路径以及证书的使用者。
所有这些都是PKI 的基本元素。
许多这样的基本元素有机地结合在一起就构成了PKI 。
∙标签：PKI CAPKI 就是Public Key Infrastructure 的缩写，翻译过来就是公开密钥基础设施。
它是利用公开密钥技术所构建的，解决网络安全问题的，普遍适用的一种基础设施。
美国政府的一个报告中把PKI 定义为全面解决安全问题的基础结构，从而大大扩展了PKI 的概念。
而我们认为，采用了公开密钥技术的基础设施就可以称为PKI 。
公开密钥技术也就是利用非对称算法的技术。
说PKI 是基础设施，就意味着它对信息网络的重要。
将PKI 在网络信息空间的地位与电力基础设施在工业生活中的地位进行类比非常确切。
电力系统，通过伸到用户的标准插座为用户提供能源。
PKI 通过延伸到用户本地的接口，为各种应用提供安全的服务，如认证、身份识别、数字签名、加密等。
从概念上讲，如果离开使用PKI 的应用系统，PKI 本身没有任何实际的用处，正如电力系统离开电器设备也没有用一样。
有了PKI ，安全应用程序的开发者不用再关心那些复杂的数学运算和模型，而直接按照标准使用一种插座（接口）。
用户也不用关心如何进行对方的身份鉴别而可以直接使用标准的插座，正如在电力基础设施上使用电吹风一样。
PKI 中最基本的元素就是数字证书。
所有安全的操作主要通过证书来实现。
PKI 的硬设备还包括签置这些证书的证书机构(CA) ，登记和批准证书签置的登记机构(RA) ，以及存储和发布这些证书的电子目录。
PKI 中还包括证书策略，证书路径以及证书的使用者。
所有这些都是PKI 的基本元素。
PKI
6）历史数据归档
4. PKI系统的组成（续）
(3)注册机构（RA，Registration Authority）
由于一个 PKI 区域的最终实体数量的增加， RA 可以充当CA和它的最终用户之间的中间实体，辅助 CA来完成一些证书处理功能。RA系统是整个CA中心 得以正常运营不可缺少的一部分。 RA通常提供下列功能： （1）接收和验证新注册用户的注册信息；
解决: 让第三方即 CA 对公钥进行公正. 公正后的 公钥就是证书。
公钥基础设施PKI——问题的提出
怎样才能知道任意一个公开密钥是属于谁的？如 果收到一个自称是某人的公开密钥，能相信它吗？
设用户A希望给用户B 传送一份机密信息。
发送者
H
攻击者
用私钥解密其加密消息 A 请求B的公钥 B
接收者
假冒B发送H的公钥
CA负责证书的颁发和管理，属于可信任的第三方，其 作用类似颁发身份证的机构。 CA 可以具有层次结构，除 直接管理一些具体的证书之外，还管理一些下级 CA，同 时又接受上级CA的管理。 CA 分为两类：公共 CA 通过 Internet 运作，向大众提 供认证服务；这类 CA不仅对最终用户进行认证，而且还 对组织认证。私有CA通常在一个公司的内部或者其他的 封闭的网络内部建立，为它们的网络提供更强的认证和 访问控制。
PKI策略内容一般包括：认证政策的制定、 遵循的技术标准、各 CA 之间的关系、安全策略 、服务对象、管理原则和框架、运作制度、所 涉及的各方法律以及技术的实现。
4. PKI系统的组成（续）
(2)证书机构（CA，Certificate Authority）
又称为证书管理机构、证书颁发机构、证书管理中心。
接收和撤销的，密钥是如何产生、注册和认证
PKI在电子商务中的应用
PKI在电子商务中的应用引言随着互联网的迅猛发展，电子商务已成为全球经济发展的重要组成部分。
然而，电子商务的发展也带来了安全和信任的问题。
为了确保电子商务的安全性和可信度，公钥基础设施（PKI）被广泛应用于电子商务领域。
本文将介绍PKI的概念、原理以及其在电子商务中的应用。
PKI的概念公钥基础设施（Public Key Infrastructure，PKI）是一种密钥管理体系，用于确保在不安全的网络环境下进行安全通信。
PKI通过使用非对称加密算法和数字证书来确保数据的机密性、完整性和可靠性。
PKI的四个基本组成部分包括公钥证书机构（Certificate Authority，CA）、注册机构（Registration Authority，RA）、验证机构（Validation Authority，VA）和验证框架（Validation Framework）。
CA是负责颁发和管理数字证书的机构，RA是CA的辅助机构，负责验证申请者身份，VA负责验证数字证书的有效性，验证框架用于验证数字证书的合法性。
PKI的原理PKI的核心原理是基于非对称加密算法。
非对称加密算法使用两个密钥，即公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
公钥可以公开分享，而私钥必须保密。
使用公钥加密的数据只能使用相应的私钥进行解密，保证了数据的机密性。
在PKI中，数字证书被用于证明实体的身份。
数字证书包含实体的公钥和身份信息等，由CA机构颁发并数字签名。
使用者可以通过验证证书的数字签名和CA的信任关系来验证数字证书的有效性和真实性。
PKI在电子商务中的应用数据加密和机密性保护在电子商务中，数据的机密性至关重要。
通过PKI的非对称加密算法，可以使用公钥加密敏感数据，只有具有相应私钥的实体才能解密数据。
这确保了发送的数据在传输过程中不会被窃取或篡改。
身份验证和数字证书的应用PKI在电子商务中的另一个重要应用是身份验证。
通过使用数字证书，电子商务平台可以验证用户的身份。
PKI简介
PKI简介PKI 介绍1.1 PKI的概念PKI是"Public Key Infrastructure"的缩写，意为"公钥基础设施"，是一个用非对称密码算法原理和技术实现的、具有通用性的安全基础设施。
PKI利用数字证书标识密钥持有人的身份，通过对密钥的规范化管理，为组织机构建立和维护一个可信赖的系统环境，透明地为应用系统提供身份认证、数据保密性和完整性、抗抵赖等各种必要的安全保障，满足各种应用系统的安全需求。
简单的说,PKI是提供公钥加密和数字签名服务的系统，目的是为了自动管理密钥和证书，保证网上数字信息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性。
就像墙上的电源插座和TCP/IP 栈一样,它的"接入点"是统一的。
1.2为什么需要PKI随着网络技术的发展，特别是Internet的全球化，各种基于互联网技术的网上应用，如电子政务、电子商务等得到了迅猛发展。
网络正逐步成为人们工作、生活中不可分割的一部分。
由于互联网的开放性和通用性，网上的所有信息对所有人都是公开的，因此应用系统对信息的安全性提出了更高的要求。
（1）对身份合法性验证的要求以明文方式存储、传送的用户名和口令存在着被截获、破译等诸多安全隐患。
同时，还有维护不便的缺点。
因此，需要一套安全、可靠并易于维护的用户身份管理和合法性验证机制来确保应用系统的安全性。
（2）对数据保密性和完整性的要求企业应用系统中的数据一般都是明文，在基于网络技术的系统中，这种明文数据很容易泄密或被篡改，必须采取有效的措施保证数据的保密性和完整性。
（3）传输安全性要求以明文方式在网上传输的数据，很容易被截获以至泄密，必须对通信通道进行加密保护。
利用通信专线的传统方式已经远远不能满足现代网络应用发展的需求，必须寻求一种新的方法来保证基于互联网技术的传输安全需求。
（4）对数字签名和不可否认的要求不可抵赖性为了防止事件发起者事后抵赖，对于规范业务，避免法律纠纷起着很大的作用。
PKI与身份认证教学课件
PKI的目的
所有提供公钥加密和数字签名服务的系统， 都可归结为PKI系统的一部分 通过自动管理密钥和证书，为用户建立起一 个安全的网络运行环境，使用户可以在多种 应用环境下方便的使用加密和数字签名技术 ，从而保证网上数据的机密性、完整性、有 效性。
PKI的理论基础
公钥密码理论
公钥密钥学(Public
密码学发展历程
密而不宣扮演主要角色 第一次世界大战前，文献中涉及很少，但跟其 他学科一样在发展 1918年，二十世纪最有影响的密码分析文章之 一William F. Friedman的专题论文《重合 指数及其在密码学中的应用》作为私立的“河 岸（Riverbank）实验室”的一份研究报告问世 同年，加州奥克兰的Edward H.Hebern申请了第 一个转轮机专利，这种装置在差不多50年里被 指定为美军的主要密码设备
密码学发展历程
从1949年到1967年，密码学文献近乎空白 在1967年，David Kahn的《破译者》，它没有任 何新的技术思想，但却对以往的密码学历史作了 相当完整的记述，包括提及政府仍然认为是秘密 的一些事情 大约在同一时期，早期为空军研制敌我识别装置 的Horst Feistel在位于纽约约克镇高地的IBM Watson实验室里花费了毕生精力致力于密码学的 研究。在那里他开始着手美国数据加密标准（DES ）的研究 70年代后期和80年代初，当公众在密码学方面的 兴趣显示出来时，国家安全局（NSA）即美国官方 密码机构曾多次试图平息它
密码攻击
被动攻击：非授权者采用电磁侦听、声音 窃听、搭线窃听等方法直接得到未加密的 明文或加密后的密文。 解决方法：使用密码算法进行加密 主动攻击：非授权者采用删除、更改、增 添、伪造等手段主动向系统注入假消息。 解决方法：使用鉴别与认证机制
2024年PKI安全应用产品市场环境分析
2024年PKI安全应用产品市场环境分析概述PKI（Public Key Infrastructure）公钥基础设施是一种安全架构，用于建立和维护公钥加密系统中的身份验证和数据传输的安全性。
PKI安全应用产品市场是指提供与PKI技术相关的产品和服务的市场。
本文将对PKI安全应用产品市场的环境进行分析。
市场概况在过去几年中，PKI安全应用产品市场得到了快速发展。
随着互联网的快速发展和数字化转型的加速，越来越多的企业开始意识到信息安全的重要性，PKI安全应用产品成为了各行各业的必备工具。
PKI安全应用产品市场包括PKI证书颁发机构（CA）、PKI安全硬件设备、PKI安全应用软件等。
市场驱动因素1.信息安全意识增强：随着网络犯罪的频繁发生，企业和个人对信息安全的需求越来越高。
PKI安全应用产品可以提供身份验证、数据传输加密等功能，满足了用户对信息安全的需求。
2.法规合规要求：随着数据保护法规的强化，许多行业要求在数据传输和存储过程中采用安全机制。
PKI安全应用产品可以帮助企业满足法规合规要求。
3.数字化转型的推动：随着数字化转型的加速，越来越多的企业开始使用云计算、物联网等技术，需求安全的身份鉴别和数据传输机制。
PKI安全应用产品可以满足这些需求。
4.移动互联网的普及：随着智能手机和移动互联网的普及，越来越多的人开始使用移动设备进行网上交易和数据传输。
PKI安全应用产品可以提供安全的移动身份验证和数据传输保护。
市场挑战和机遇1.竞争加剧：随着PKI安全应用产品市场的快速发展，市场上的竞争也越来越激烈。
企业需要不断创新，提供更安全、更便捷的解决方案，以保持竞争优势。
2.技术变革：随着技术的不断发展和变革，PKI安全应用产品市场也面临着技术更新的挑战。
企业需要密切关注技术趋势，及时调整产品策略和创新开发。
3.安全性问题：在PKI安全应用产品的开发和部署过程中，安全性问题是一个重要的关注点。
企业需要加大对安全性的投入，保护用户的信息安全。
网络安全数据身份认证
网络安全数据身份认证网络安全是一个重要的话题，身份认证在网络安全中扮演着至关重要的角色。
身份认证是验证用户身份的过程，以确保用户拥有访问资源的合法权限。
数据身份认证是身份认证的一种形式，通过验证数据的来源和真实性，确保数据在传输和存储过程中不被篡改或伪造。
数据身份认证可以防止数据泄露、篡改或未经授权访问等安全风险。
在数据身份认证中，密码是最常用的身份验证方式之一。
用户可以在登录时输入用户名和密码，系统将验证输入的密码是否与存储的密码匹配。
然而，密码容易受到猜测、偷窃或破解的攻击。
因此，为了增加安全性，许多网站和应用程序还引入了多因素身份认证，例如指纹识别、面部识别或一次性密码。
除了密码和多因素认证，还有其他身份认证方法可供选择。
其中一种是公钥基础设施（PKI）。
PKI使用数字证书对用户进行身份验证，数字证书包含公钥和相关信息，可以确保数据的完整性和真实性。
另一种常见的数据身份认证方法是访问控制列表（ACL）。
ACL是一种授权机制，为数据设置权限，只有具有适当权限的用户才能访问数据。
通过ACL，管理员可以设置不同层次的权限，以控制用户对数据的访问。
数据身份认证也面临着一些挑战和安全风险。
例如，黑客可以使用社会工程学攻击或窃听技术获取用户的身份信息。
这些问题可以通过加密通信、强化密码策略和定期更新安全措施来解决。
总之，数据身份认证是保护数据安全的关键步骤。
无论是个人用户还是企业组织，都应重视数据身份认证，采取适当的措施保护数据的安全性。
只有确保身份认证的有效性，才能有效预防网络安全威胁。
pki网络安全认证技术
pki网络安全认证技术PKI（公钥基础设施）是一种网络安全认证技术，通过使用数字证书和公钥加密技术来确保信息的机密性、完整性和身份认证。
PKI技术在今天的网络环境中具有重要的作用，它可以有效地防止恶意攻击和信息泄露。
本文将介绍PKI的基本原理和应用。
PKI基于非对称加密技术，每个用户拥有一对密钥，即公钥和私钥。
公钥用于加密数据和验证数字签名，而私钥用于解密数据和生成数字签名。
公钥可以公开分发，而私钥必须保持机密。
PKI使用数字证书来验证用户的身份和公钥的真实性。
数字证书是由可信的证书颁发机构（CA）签发的，包含用户的公钥和其他相关信息。
通过验证数字证书，可以确保通信双方的身份，并将数据加密以保护其机密性。
PKI的应用广泛，包括安全通信、身份认证和电子签名等方面。
在安全通信中，PKI可以确保数据在传输过程中的保密性和完整性。
通过使用公钥加密，发送方使用接收方的公钥对数据进行加密，只有接收方知道其私钥才能解密数据。
同时，发送方还可以使用自己的私钥对数据进行数字签名，接收方可以使用发送方的公钥验证数字签名的真实性，确保数据的完整性和身份认证。
在身份认证方面，PKI可以有效地验证用户的身份。
用户可以通过向CA申请数字证书来获取其公钥，并使用该证书进行身份认证。
使用数字证书，可以确保用户的真实性，并防止假冒用户进行非法操作。
此外，PKI还可以用于电子签名，通过使用用户的私钥对文档进行数字签名，确保文档的完整性和不可否认性。
然而，PKI技术也面临一些挑战和问题。
首先，PKI的安全性依赖于私钥的保护，一旦私钥泄露，攻击者可以冒充用户进行非法操作。
其次，PKI的部署和管理需要一定的成本和资源，包括建立和维护证书颁发机构和证书撤销列表等。
此外，PKI 在应用过程中还存在一些复杂的技术问题，如证书信任链的建立和证书撤销的处理。
综上所述，PKI是一种重要的网络安全认证技术，可以确保信息的机密性、完整性和身份认证。
通过使用数字证书和公钥加密技术，PKI可以有效地防止恶意攻击和信息泄露。
PKI简介
PKI简介什么是PKIPKI是Public Key Infrastructure的缩写，通常译作公钥基础设施，它是一种运用公钥的概念与技术来实施并提供安全服务的具有普遍适用性的网络安全基础设施。
为什么说PKI是一种“基础设施”？原因很简单，因为它具备了基础设施的主要特征。
让我们将PKI在网络信息空间的地位与电力基础设施在人们生活中的地位进行类比：电力系统通过伸到用户端的标准插座为用户提供能源；PKI通过延伸到用户本地的接口为各种应用提供安全服务，包括身份认证、识别、数字签名、加密等。
一方面，作为基础设施，PKI的主要目标是对应用提供支撑，它与使用PKI的应用系统是分离的，它所支撑的对象既包括“旧”的应用也包括“新”的应用，因此具有“公用”的特性；另一方面。
离开PKI应用系统，PKI本身没有任何用处。
类似地，电力系统基础设施离开电器设备就不能发挥作用，公路基础设施离开了汽车也毫无用处。
正是这种基础设施的特征使得PKI系统设计和开发的效率大大提高，因为PKI系统的设计、开发、生产及管理都可以独立地进行，不需要考虑应用的特殊性。
有了PKI，安全应用程序的开发者就不必再关心复杂的数学模型和运算，只需要直接按照标准使用一种接口即可，正如用户在使用电器时不必关心电力是如何发送的一样。
PKI必须具有如下的性能要求：●透明性和易用性●可扩展性●互操作性●多用性●支持多平台为什么需要PKI一台独立的计算机是很有用的，但却具有一定的局限性。
当用户想要在自己的计算机硬盘外查找信息，与外界进行信息交流时，就需要联网，而最广为人知的网络就是Internet。
与单个的计算机不同，作为当今世界上最大的信息集散地，Internet最大的特点是它的开放性、广泛性和自发性，它向使用者提供了广泛的自由度和自治权力。
Internet给整个人类社会带来的好处是显而易见的，Internet通过将数以亿计的计算机联为一体，使得任何组织和个人都可以利用联网的计算机不受时间和空间的限制传递信息，即使远隔万里，信息的发布者与接受者之间也可直接沟通，实现即时、双向的交流；同时，海量的信息在Internet上流转，人们可以方便地搜索到自己所需的信息，这仿佛是给人类装上了“千里眼”和“顺风耳”，使人类的能力得到了延伸。
PKI支撑身份管理安全
I
技 术 的发 展
，
有 法可 依是
PK I
技 术 使 用的重 要 基 础 保障
。
同
其中 统
，
一
的 身份 供 应 体系 是 保 持 身份 供 应 的长 期可 用
，
时 相 关 规 范 的制定也 为 P K I 技 术 的应 用提供 了支撑
PK I
的基 础
，
各项 模 块 化 的服 务可以为业 务系统 提供 便 捷服 务 这
都会使用到若干业务系统 ，用户身份通常是这些业务系统的一 个基础 ，每个业务系统 的使用都需要用到用户的身份，传统的 是用户名口令，比较 新的有指 纹、动态 口令、数 字证 书等等。 与此 同时，业务系统的管理员，业务环境的安全管理 员，也需 要针对这些用户身份的管理 进行控制 ；业务管理 者对身份管理 的成本也逐步开始控制。这些情况的发生，使得 身份管理 逐
● 上海格 尔软件 股份 有限公 司 卫 杰
１引 言
随着信息化 的逐步推进 ，在 各个办公环境 中，终端用户
抵赖性 ， 和供应的身份 的长期可用性等， 在我们的业务系统中， 是我们希望控制到拿到身份 的是我们 想提供的人员，不会有 冒名顶替 ； 执行身份鉴别时，鉴别的技术安全可靠 ；业务系统 操作 中含有的身份 信息具备法律 效力，比如垃圾 邮件 的发 送 者不能抵赖他 的行 为，订单操作不能 反悔 等等，这些业务行 为 中包含 的用户身份 唯一而不可抵赖。同时供应身份的长期 可用也是对业务系统非常重要的安全保障。 这些 安全需求需要通过可靠的技术来给 予保障。
时还支持小 流量应 用层的攻击检 测和清洗，如 ＨＴ Ｐ Ｇｅ 以 Ｔ ｔ
图示 只有融 “ 慧”贯通才能汇流成海
pki
使用者
知情者
作用
时效
永久密钥
会话密钥
使用者
知情者
作用
时效
永久密钥
用户 KDC
2人 身份认证 用户/KDC 3人 用户双方 /KDC
长/永久
会话密钥
用户之间
加解密
短/一次性
重放攻击 (Replay Attack)
• 阿里巴巴和四十大盗 • 指攻击者通过重复发送一个目的主机已接 收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要 用于身份认证过程。 • 旧的会话密钥若泄露可被攻击者利用实施 重放攻击。 • 随机数挑战抵抗重放攻击
Diffie-Hellman算法
KA = Ba mod p = (gb mod p)a mod p = gab mod p KB = Ab mod p = (ga mod p)b mod p = gab mod p KA = KB
Diffie-Hellman算法
进行密钥交换的过程： • Alice选取大的随机数x，并计算X = gx mod P，Alice将g、P、X传送给Bob。 • Bob选取大的随机数y，并计算Y = gy mod P，Bob将Y传送给Alice。 • Alice计算K = Yx mod P，Bob计算K’ = Xy mod P，易见，K = K’ = gxy mod P。
Rb的时效性问题依然没有解决
Needham-Schroeder协议 网络改进版
Needham-Schroeder协议 付春梅小组改进版
A, B, RA KA (RA, B, KS ) B, A, RB KB (RB, B, KS )
Needham-Schroeder协议改进版
KA (RA, A, B )
PKI身份认证和动态口令身份认证技术比较
PKI身份认证和动态口令身份认证技术比较∙本文将就网络环境下的PKI认证技术和动态口令认证技术从实现原理、算法安全性、密钥安全性、通信安全性、系统风险性和可实施度六个方面进行技术比较。
1. 身份认证系统概述对于身份认证而言，其目的就是鉴别网上实体的现实身份，即：网上虚拟实体所代表的现实对象。
举例：Authen（我的账号）网上实体XXX(姓名隐含) 现实实体∙现实中能够凭借看到、听到、闻到、接触到、感觉到现实实体的特征来判定对象的真实性。
但是在网上如何判定虚拟实体的真实性呢？目前采用各种密码算法的身份认证技术，从表现形式而言有：传统静态口令认证技术、特征认证（如指纹、虹膜）技术、基于单钥的智能卡身份认证技术、基于双钥的智能卡身份认证技术、生物识别身份认证技术、动态口令身份认证技术等。
本文仅对基于双钥的PKI身份认证技术和动态口令身份认证技术进行探讨。
2. 两种身份认证技术实现原理2.1 PKI身份认证技术实现原理采用PKI技术的身份认证系统其基本认证模型为：2.2 动态口令身份认证技术实现原理动态口令认证技术有至少两个因子，一个是常量，即电子令牌瞬间触电的种子值；另一个是变量，即时间值。
采用动态口令技术的基本认证模型为：3. 算法安全性分析对于采用上述PKI基本模型的认证技术而言，其算法安全性目前可以说是安全的，但是某些PKI身份认证系统在认证流程中采用了简单的签名技术；其认证模型为：随着2004年8月17日美国加州圣巴巴拉召开的国际密码学会议（Crypto’2004）上，山东大学王小云教授所作的破译MD5、HAVAL-128、MD4和RIPEMD算法的报告，宣告采用该种算法的身份认证技术已不再安全。
根据王小云教授的密码分析成果，现有的数字签名技术已不再可靠；因此现有的某些采用签名技术的身份认证系统实际上已经不能保证网络实体的唯一性。
对于采用PKI基本模型的认证技术而言，Authentication需要强劲的运算能力，特别是网内用户数量较多且并发量较高的网络环境。
PKI API与PKI应用
PKI提供的重要服务之一
鉴别Authentication
身份鉴别：
提供了关于某个实体的身份的保证。也就是：
当某个实体声称具有一个特定的身份时（例如，声称“我就是拉登”），鉴 别服务将提供某种方法来证实这一声称是正确或者错误。
PKI的鉴别服务通过如下方式实现
如下图
2
PKI的鉴别服务
主体对客体的权限是由系统统一控制的，访问主体不能修改权限
例如，将主体和客体分为几个安全等级，根据“上读下写”原则判断 权限
7
授权的需求
授权必须是在鉴别的基础上进行的
一般对于信息系统而言，授权是在鉴别后立即需要进行的
鉴别：来访者是谁？ 授权：该来访者能够做什么？
鉴别是授权的基础
8
问题
Alice: 浏览者 Bob: 浏览者/修改者
6
授权的几种分类
自主访问策略
Discretional Access Control 允许主体针对访问资源的用户设置访问控制权限
某个主体可以修改其他主体对于客体的权限
强制访问策略
Mandatory Access Control 不允许主体干涉的访问控制类型
15
PKI技术
授权Authorization
赋予某个实体（用户、进程等）对客体（数据、文件等）的 一定程度的支配权力
授权是在鉴别的基础上进行的，只有确定了实体的身份之后， 才能对其授权
否则，就可能盲目地将权限赋予攻击者
4
授权的几种方法
基于身份的授权策略
直接对每个访问实体进行授权，说明其能够执行的权限
基于角色的授权策略Role-Base
给每个访问实体分配角色（可以属于多个角色） 对角色进行授权 一般，更多地使用基于角色的授权策略 Role Base Access Control, RBAC
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身份认证
定义：证实客户的真实身份与其所声称的身份是 否相符的过程。 认证依据：
客户所知：密码、口令等； 客户所有：身份证、护照、信用卡、密钥盘等； 客户个人特征：指纹、虹膜、声音、笔迹、DNA等。
密钥备份及恢复系统
为了防止用户丢失用于数据解密的密钥或 防止该密钥被破坏，密文数据无法被解密， 从而造成数据丢失，PKI应该提供解密密钥 的备份和恢复的机制。 解密密钥的备份和恢复应该由可信机构来 完成，如CA、专用的备份服务器。 用于签名和校验的密钥对不可备份，否则 将无法保证用户签名信息的不可否认性。
三者之间的关系
CP RS RA
黑名单CRL 网络平台
业务受理点 证书使用者
实际运行情况
认证中心CA
整个PKI体系中各方都承认的一个值得信赖的、公 正的第三方机构。 CA职能（签发证书和管理证书）：
用户注册 证书签发 证书注销 密钥恢复 密钥更新 证书使用 安全管理
签名算法标识符 签发人名字
有效时间
主体名字
X.509证书示意图
PKI组成
完整的PKI包括认证策略的制定（包括遵循的技术标准、 各CA之间的上下级或同级关系、安全策略、安全程度、 服务对象、管理原则和框架等）、认证规则、运作制度的 制定、所涉及的各方法律关系内容以及技术的实现。 基本组件：
证书(certificate)，有时候简称为cert，是一个经证 书授权中心数字签名的、包含公开密钥拥有者信 息以及公开密钥的文件。
可以向系统中其他实体证明自己的身份； 公钥分发
证书是一个机构颁发给一个安全个体的证明，所 以证书的权威性取决于该机构的权威性
一个证书中，最重要的信息是个体名字、个体的公钥、 机构的签名、算法和用途 签名证书和加密证书分开
PKCS #6
PKCS #7
PKCS #8
PKCS系列标准
PKCS #9
定义可选信息属性类型 描述证书请求语法 定义一套独立于技术的程序设计接口 描述个人信息交换语法标准 椭圆曲线密码体制标准 密码令牌信息格式标准
PKCS #10
PKCS #11
PKCS #12
PKCS #13
PKCS #15
LDAP
LDAP（Light Directory Access Protocol，轻量级 目录访问协议） LDAP目录中可以存储各种类型的数据：电子邮件 地址、邮件路由信息、人力资源数据、公用密匙、 联系人列表，等等。通过把LDAP目录作为系统集 成中的一个重要环节，可以简化员工在企业内部 查询信息的步骤，甚至连主要的数据源都可以放 在任何地方。
PKI提供的基本服务
鉴别
采用数字签名技术，签名作用于相应的数据之上
完整性
PKI采用了两种技术：数字签名和MAC
保密性
用公钥分发随机密钥，然后用随机密钥对数据加密
不可否认性
发送方的不可否认—— 接受方的不可否认——
数字签名 收条+ 数字签名
密钥生命周期
PKI中的证书
的实时查询； 按需分发或恢复硬件设备。
RA、CP和RS
从功能上来说，一个CA可以划分为接受用 户证书申请的证书受理者（RS）、证书发 放的审核部门（Registration Authority， RA）、证书发放的操作部门（CP），一般 称这部分为CA，以及记录证书作废的证书 作废表（又叫黑名单CRL），
实现安全目标的方式：访问控制服务的必要支撑； 提供数据源认证的可能方法；责任原则的直接支 持。
身份认证协议
PAP（Password Authentication Protocol, 口令验证协议） CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol,质询握手协议） Kerberos（基于对称密码体制的认证系统） X.509
数字证书包括以下内容：
证书拥有者的姓名； 证书拥有者的公钥； 公钥的有限期； 颁发数字证书的单位； 颁发数字证书单位的数字签名； 数字证书的序列号等。
国内外CA简介
认证模型
PKI及数字证书
PKI中的证书 PKI的组成 PKI应用
引言
公开密钥基础设施（PKI，Public Key Infrastructure） PKI是一个用公钥概念与技术来实施和提供 安全服务的普适性基础设施. PKI是一种标准的密钥管理平台，它能够为 所有网络应用透明地提供采用加密和数据 签名等密码服务所必须的密钥和证书管理。
认证中心CA
层次结构。
N
级PKI 体系中： 根CA （ Root CA ） ——2 级CA——3 级CA……n－1级CA——n级CA— —最终用户。
交叉认证：扩展CA的信任范围，允许不同 信任体系中的CA建立起可信任的相互依赖 关系，从而使各自签发的证书可以相互认 证和校验。
证书库
证书库是一种网上公共信息库，用于证书 的发布和集中存放，用户可以从此处获得 其他用户的证书和公钥。
PKCS #1
定义RSA公开密钥算法加密和签名机制 定义Diffie-Hellman密钥交换协议 描述一种利用从口令派生出来的安全密钥加密字符串的方法 描述公钥证书的标准语法（主要是X.509证书的扩展格式） 定义一种通用的消息语法 描述私有密钥信息格式
PKCS #3
PKCS # 5
消息认证无法防止通信双方的相互攻击（欺骗、 抵赖等）。 数字签名的性质：
每个用户能有效（容易）地在他选择的文件上产生自
己的签名； 每个用户能有效（容易）地验证一给定的数字串是否 是另一特定用户在某特定文件上的签名； 没人能在其他用户没签名的文件上有效（容易）地产 生他们的签名。
数字签名算法的分类
证书的注销机制
由于各种原因，证书需要被注销
比如：私钥泄漏、rtificate
Revocation List)
基于Web的CRL服务
检查CRL的URL应该内嵌在用户的证书中 可以提供安全途径(SSL)访问URL 返回注销状态信息 其他的用法由浏览器决定
OCSP
PKI应用
基本的应用
文件保护 E-mail Web应用
其他
VPN SSL/TLS XML/e-business WAP
应用举例
查看数字证书的内容 国内外CA简介 数字证书的申请及应用操作实例 查看数字证书的内容 SSL购物流程
数字证书的内容
与PKI有关的标准情况
Certificates —— X.509 v.3 PKCS系列 OCSP在线证书状态协议 目录服务LDAP
PKCS系列标准
PKCS是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准， 其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签 名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。PKCS已经公布了以下标准：
无仲裁数字签名：
仅涉及通信方，假定接受方知道发送方的公钥； 数字签名过程：发送方用其私钥对报文进行加密； 验证签名过程：利用发送方公钥解密签名，再与发送
方出示的明文或明文摘要进行比较。 缺点：方案的有效性依赖于发送方私钥的安全性。
数字签名算法的分类
有仲裁数字签名：
前提：通信双方充分信任起监督作用的仲裁机构； 每个从签名者X发往验证者Y的签名报文首先要送给仲
注册机构RA（Registration Authority） 认证中心CA（Certificate Authority） 证书库 密钥备份及恢复系统 证书作废处理系统 PKI应用接口系统
注册机构RA
RA的职能：
受理用户证书业务； 审核用户身份； 向CA中心申请签发证书； 接收和授权密钥备份和恢复请求； 接收和授权证书注销请求； 管理本地在线证书状态协议服务器，并提供证书状态
消息认证
认证方案的安全性：无条件安全性和有条件安全 性。 对安全认证方案的要求：
通信双方能有效（容易）地产生任意消息的认证标签； 通信双方能有效（容易）地验证一给定的数字串是否
是一给定消息的认证标签； 没有入侵者能有效（容易）地产生通信双方没发送消 息的消息认证标签。
数字签名
PKI应用接口系统
透明性：PKI必须尽可能地向上层应用屏蔽密码实现服务 的实现细节，向用户屏蔽复杂的安全解决方案，使密码服 务对用户而言简单易用，并且便于单位、企业完全控制其 信息资源。 可扩展性：满足系统不断发展的需要，证书库和CRL有良 好的可扩展性。 支持多种用户：提供文件传送、文件存储、电子邮件、电 子表单、WEB应用等的安全服务。 互操作性：不同企业、不同单位的PKI实现可能是不同的， 必须支持多环境、多操作系统的PKI的互操作性。
裁者A，仲裁者A对该报文和它的签名进行验证以检验 签名的有效性。然后对报文注明日期，附上已经经过 仲裁证实属实的说明后发给Y。 解决了签名者X可能否认发送过该报文的问题。
数字签名
普通的签名算法：RSA，ElGamal，DSS等； 特殊场合的签名方案：群签名、盲签名等。
数字签名与消息认证的差别