密码学中pki什么意思

1. 密码学中的公钥和密钥是怎么联系在一起的

公钥基础设施PKI

一、 PKI概述
企业生意成功与否在很大程度上取决于该企业是否拥有一个安全可靠的网络系统。目前大多数企业的IT管理人员都为其企业的网络系统采取了某种形式的加密和认证方案。许多企业的网络管理人员正在利用Web向企业提供安全的Internet商务、虚拟专用网络(VPN)以及远程认证服务,以使其远地雇员拥有对企业网络的存取能力。然而,当前的大多数安全技术(例如用户名和口令、一次性口令以及双向鉴别)并不适合企业的安全需求,而且这些传统的技术通常需要互不相同的维护与管理措施。
目前,越来越多的企业需要利用网络与其分布在世界各地的分支机构及远地雇员相连,因此它们需要采取最有效的安全手段以保护企业资源。然而安全防范措施的加强同时也引发了更多额外的管理工作。值得庆幸的是,公共密钥基础设施(PKI)可帮助企业解决这一难题,它可帮助企业建立一个安全可靠的网络管理系统。PKI是一种易于管理的、集中化的网络安全方案。它可支持多种形式的数字认证: 数据加密、数字签字、不可否认、身份鉴别、密钥管理以及交叉认证等。PKI可通过一个基于认证的框架处理所有的数据加密和数字签字工作。PKI标准与协议的开发迄今已有15年的历史,目前的PKI已完全可以向企业网络提供有效的安全保障。

在运行机理上，有近50种有关PKI的标准在过去的15年中得以统一,供应商们的不懈努力较好地解决了其后端数据库的互操作能力。一个PKI由众多部件组成,这些部件共同完成两个主要功能:为数据加密和创建数字认证。服务器(即后端)产品是这一系统的核心,这些数据库管理着数字认证、公共密钥及专用密钥(分别用于数据的加密和解密)。CA(Certificate Authority,认证权威)数据库负责发布、废除和修改X.509数字认证信息,它装有用户的公共密钥、证书有效期以及认证功能(例如对数据的加密或对数字签字的验证)。为了防止对数据签字的篡改,CA在把每一数字签字发送给发出请求的客户机之前,需对每一个数字签字进行认证。一旦数字认证得以创建，它将会被自动存储于X.500目录中,X.500目录为树形结构。LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)协议将响应那些要求提交所存储的公共密钥认证的请求。CA为每一用户或服务器生成两对独立的公共和专用密钥。其中一对用于信息的加密和解密, 另一对由客户机应用程序使用,用于文档或信息传输中数字签字的创建。

大多数PKI均支持证书分布,这是一个把已发布过的或续延生命期的证书加以存储的过程。这一过程使用了一个公共查询机制,X.500目录可自动完成这一存储过程。影响企业普遍接受PKI的一大障碍是不同CA之间的交叉认证。假设有两家公司,每一家企业分别使用来自不同供应商的CA,现在它们希望相互托管一段时间。如果其后援数据库支持交叉认证,则这两家企业显然可以互相托管它们的CA,因而它们所托管的所有用户均可由两家企业的CA所托管。

二、 PKI体系的基本组成

PKI是一种遵循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字签名等密码服务所必需的密钥和证书管理。PKI必须具有认证机关( CA)、证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废处理系统、客户端证书处理系统等基本成分,构建PKI也将围绕着这五大系统来构建。
＊ 认证机关

CA是证书的签发机构,它是PKI的核心。众所周知,构建密码服务系统的核心内容是如何实现密钥管理,公钥体制涉及到一对密钥,即私钥和公钥, 私钥只由持有者秘密掌握,无须在网上传送,而公钥是公开的,需要在网上传送,故公钥体制的密钥管理主要是公钥的管理问题,目前较好的解决方案是引进证书（certificate）机制。

证书是公开密钥体制的一种密钥管理媒介。它是一种权威性的电子文档，形同网络计算环境中的一种身份证，用于证明某一主体（如人、服务器等）的身份以及其公开密钥的合法性。在使用公钥体制的网络环境中, 必须向公钥的使用者证明公钥的真实合法性。因此,在公钥体制环境中,必须有一个可信的机构来对任何一个主体的公钥进行公证,证明主体的身份以及他与公钥的匹配关系。CA正是这样的机构,它的职责归纳起来有:

1、验证并标识证书申请者的身份；

2、确保CA用于签名证书的非对称密钥的质量；

3、确保整个签证过程的安全性,确保签名私钥的安全性；

4、证书材料信息（包括公钥证书序列号、CA标识等）的管理；

5、确定并检查证书的有效期限；

6、确保证书主体标识的唯一性,防止重名；

7、发布并维护作废证书表；

8、对整个证书签发过程做日志记录；

9、向申请人发通知。

其中最为重要的是CA自己的一对密钥的管理，它必须确保其高度的机密性,防止他方伪造证书。CA的公钥在网上公开,整个网络系统必须保证完整性。

＊ 证书库

证书库是证书的集中存放地,它与网上"白页”类似,是网上的一种公共信息库,用户可以从此处获得其他用户的证书和公钥。

构造证书库的最佳方法是采用支持LDAP协议的目录系统,用户或相关的应用通过LDAP来访问证书库。系统必须确保证书库的完整性,防止伪造、篡改证书。

＊ 密钥备份及恢复系统

如果用户丢失了用于解密数据的密钥,则密文数据将无法被解密,造成数据丢失。为避免这种情况的出现,PKI应该提供备份与恢复解密密钥的机制。密钥的备份与恢复应该由可信的机构来完成，例如CA可以充当这一角色。值得强调的是，密钥备份与恢复只能针对脱密密钥，签名私钥不能够作备份。

＊ 证书作废处理系统

证书作废处理系统是PKI的一个重要组件。同日常生活中的各种证件一样，证书在CA为其签署的有效期以内也可能需要作废，例如,A公司的职员a辞职离开公司,这就需要终止a证书的生命期。为实现这一，PKI必须提供作废证书的一系列机制。作废证书有如下三种策略:

1、作废一个或多个主体的证书；

2、作废由某一对密钥签发的所有证书；

3、作废由某CA签发的所有证书。

作废证书一般通过将证书列入作废证书表（CRL）来完成。通常，系统中由CA负责创建并维护一张及时更新的CRL,而由用户在验证证书时负责检查该证书是否在CRL之列。CRL一般存放在目录系统中。证书的作废处理必须在安全及可验证的情况下进行,系统还必须保证CRL的完整性。

＊ PKI应用接口系统

PKI的价值在于使用户能够方便地使用加密、数字签名等安全服务，因此一个完整的PKI必须提供良好的应用接口系统，使得各种各样的应用能够以安全、一致、可信的方式与PKI交互，确保所建立起来的网络环境的可信性，同时降低管理维护成本。最后，PKI应用接口系统应该是跨平台的。

三、 PKI的功能 归纳起来，PKI应该为应用提供如下的安全支持 ：

＊ 证书与CA，PKI应实现CA以及证书库、CRL等基本的证书管理功能。

＊ 密钥备份及恢复证书。

＊ 密钥对的自动更换证书、密钥都有一定的生命期限。当用户的私钥泄露时,必须更换密钥对；另外，随着计算机速度日益提高,密钥长度也必须相应地长。因此，PKI应该提供完全自动（无须用户干预）的密钥更换以及新的分发工作。

＊ 交叉验证

每个CA只可能覆盖一定的作用范围，即CA的域，例如，不同的企业往往有各自的CA，它们颁发的证书都只在企业范围内有效。当隶属于不同CA的用户需要交换信息时，就需要引入交叉证书和交叉验证，这也是PKI必须完成的工作。

＊ 加密密钥和签名密钥的分隔

如前所述，加密和签名密钥的密钥管理需求是相互抵触的，因此PKI应该支持加密和签名密钥的分隔使用。

＊ 支持对数字签名的不可抵赖

任何类型的电子商务都离不开数字签名，因此PKI必须支持数字签名的不可抵赖性，而数字签名的不可抵赖性依赖于签名私钥的唯一性和机密性,为确保这一点，PKI必须保证签名密钥与加密密钥的分隔使用。

＊ 密钥历史的管理

每次更新加密密钥后，相应的解密密钥都应该存档，以便将来恢复用旧密钥加密的数据。每次更新签名密钥后，旧的签名私钥应该妥善销毁，防止破坏其唯一性;相应的旧验证公钥应该进行存档,以便将来用于验证旧的签名。这些工作都应该是PKI自动完成的。

四、 PKI体系的发展前景

如上所述,PKI对企业生意的成功与否至关重要,它可使企业拥有一个公共的安全基础结构——一个所有安全的应用赖以存在的基础结构。企业中的许多安全电子邮件、Internet商务应用、VPN以及单签字功能的安全都将依赖于X.509的认证。PKI对数据加密、数字签字、反否认、数字完整性以及甄别所需的密钥和认证实施了统一的集中化管理。

每一企业均可受益于PKI结构化的管理方案。然而令人遗憾的是,迄今为止,仅有少数行业(包括银行业、金融、健康保险)采用了这一系统。一些敢于尝试新生事物的企业, 例如Automotive Network Exchange(由美国几家最大的汽车制造商组成)已开始受益于这一安全技术。

预计,当企业的生意变得更依赖于Web时,为了确保它们对客户信息的安全处理,更多的企业将会不断转向PKI。然而,迄今为止,采用PKI的企业仍寥寥无几。PKI本身存在的问题是限制用户广泛采用它的主要原因。统一标准的缺乏,将许多美国企业拒之于PKI方案的大门之外。事实上,对于开发PKI产品来说,目前已有相当成熟的标准可依。缺乏良好的互操作性,也是PKI广泛被采用的主要障碍之一。在PKI供应商能够支持所有标准之前,许多企业需要使用其客户机上的专利工具包,这也会在很大程度上限制PKI的迅速流行。

然而,限制PKI被广泛采用的最主要的障碍依然是其设计与实现上的复杂性。但据预计,随着PKI供应商的逐步统一与合并,实现PKI的过程将会变得越来越简单。如果复杂的实现令你望而却步, 则可以把企业的系统外包给某个第三方供应商。

许多权威的认证方案供应商(例如VeriSign、Thawte以及GTE)目前都在提供外包的PKI。外包PKI最大的问题是,用户必须把企业托管给某一服务提供商, 即让出对网络安全的控制权。如果不愿这样做,则可建造一个专用的PKI。专用方案通常需把来自Entrust、Baltimore Technologies以及Xcert的多种服务器产品与来自主流应用程序供应商(如Microsoft、Netscape以及Qualcomm)的产品组合在一起。专用PKI还要求企业在准备其基础设施的过程中投入大量的财力与物力。

对那些高风险行业(如银行、金融及保险)来说,今后10年,PKI对它们长期的安全需求将至关重要。随着PKI技术的广泛流行,PKI的实现将会更趋简单, 成本也会逐步降低。由于PKI仅于最近才开始变成一种可行的安全方案,因此这一技术仍有待进一步完善。如果你的企业不能等待这一技术的成熟,那么现在就采用它,因为其目前的功能已足可以满足一般企业的大多数安全需求。

2. 认证技术中CA和PKI的作用和区别

PKI是公钥安全体系，而CA则是PKI体系中提供证书管理的，业内称为证书管理中心，还有RA（证书注册中心），KMC（密钥管理中心）。这三个俗称PKI的三中心

3. 公钥理论是什么

要理解公钥就要先理解密钥.在网络上,密钥定义为一种参数,它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据.密钥分为两类,一为公钥,另一中为私钥.私钥是自己保留的一个解密数据,而公钥则是对外公开的.公钥和私钥是通过一种算法得到的一个密钥对,公钥加密数据就必须用私钥解密,如果用私钥加密也必须用公钥解密. 至于其他的...似乎满多的,我就不一一详解了.毕竟密钥理论是整个密码学的基础.如果要全部详解,就可以写本书出来了

4. PKI 基础知识，什么是PKI，PKI技术介绍

PKI是Public Key Infrastructure的首字母缩写，翻译过来就是公钥基础设施；PKI是一种遵循标准的利用公钥加密技术为电子商务的开展提供一套安全基础平台的技术和规范。
X.509标准中，为了区别于权限管理基础设施(Privilege Management Infrastructure，简称PMI)，将PKI定义为支持公开密钥管理并能支持认证、加密、完整性和可追究性服务的基础设施。
PKI（Public Key Infrastructure）公钥基础设施是提供公钥加密和数字签名服务的系统或平台，目的是为了管理密钥和证书。一个机构通过采用PKI 框架管理密钥和证书可以建立一个安全的网络环境。PKI 主要包括四个部分：X.509 格式的证书（X.509 V3）和证书废止列表CRL（X.509 V2）；CA 操作协议；CA 管理协议；CA 政策制定
内容
PKI在公开密钥密码的基础上，主要解决密钥属于谁，即密钥认证的问题。在网络上证明公钥是谁的，就如同现实中证明谁是什么名字一样具有重要的意义。通过数字证书，PKI很好地证明了公钥是谁的。PKI的核心技术就围绕着数字证书的申请、颁发、使用与撤销等整个生命周期进行展开。其中，证书撤销是PKI中最容易被忽视，但却是很关键的技术之一，也是基础设施必须提供的一项服务。

5. 公钥基础设施的原理

公钥基础设施PKI 的原理，顾名思义PKI 是基于公钥密码技术的。要想深刻理解PKI的原理，就一定要对PKI 涉及到的密码学知识有比较透彻的理解。下面简单介绍一下密码学知识。对于普通的对称密码学，加密运算与解密运算使用同样的密钥。
通常，使用的加密算法比较简便高效，密钥简短，破译极其困难，由于系统的保密性主要取决于密钥的安全性，所以，在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。正是由于对称密码学中双方都使用相同的密钥，因此无法实现数据签名和不可否认性等功能。而与此不同的非对称密码学，具有两个密钥，一个是公钥一个是私钥，它们具有这种性质：用公钥加密的文件只能用私钥解密，而私钥加密的文件只能用公钥解密。公钥顾名思义是公开的，所有的人都可以得到它；私钥也顾名思义是私有的，不应被其他人得到，具有唯一性。这样就可以满足电子商务中需要的一些安全要求。比如说要证明某个文件是特定人的，该人就可以用他的私钥对文件加密，别人如果能用他的公钥解密此文件，说明此文件就是这个人的，这就可以说是一种认证的实现。还有如果只想让某个人看到一个文件，就可以用此人的公钥加密文件然后传给他，这时只有他自己可以用私钥解密，这可以说是保密性的实现。基于这种原理还可以实现完整性。这就是PKI 所依赖的核心思想，这部分对于深刻把握PKI 是很重要的，而恰恰这部分是最有意思的。
比如在现实生活中，我们想给某个人在网上传送一个机密文件，该文件我们只想让那个人看到，我们设想了很多方法，首先我们想到了用对称密码将文件加密，而在我们把加密后的文件传送给他后，我们又必须得让他知道解密用的密钥，这样就又出现了一个新的问题，就是我们如何保密的传输该密钥，此时我们发现传输对称密钥也不可靠。
后来我们可以改用非对称密码的技术加密，此时发现问题逐渐解决了。然而又有了一个新的问题产生，那就是如何才能确定这个公钥就是某个人的，假如我们得到了一个虚假的公钥，比如说我们想传给A 一个文件，于是开始查找A 的公钥，但是这时B 从中捣乱，他把自己的公钥替换了A 的公钥，让我们错误的认为B 的公钥就是A 的公钥，导致我们最终使用B 的公钥加密文件，结果A 无法打开文件，而B 可以打开文件，这样B 实现了对保密信息的窃取行为。因此就算是采用非对称密码技术，我们仍旧无法保证保密性的实现，那我们如何才能确切的得到我们想要的人的公钥呢？这时我们很自然的想到需要一个仲裁机构，或者说是一个权威的机构，它能为我准确无误的提供我们需要的人的公钥，这就是CA。
这实际上也是应用公钥技术的关键，即如何确认某个人真正拥有公钥（及对应的私钥）。在PKI 中，为了确保用户的身份及他所持有密钥的正确匹配，公开密钥系统需要一个值得信赖而且独立的第三方机构充当认证中心（Certification Authority，CA），来确认公钥拥有人的真正身份。就象公安局发放的身份证一样，认证中心发放一个叫数字证书的身份证明。
这个数字证书包含了用户身份的部分信息及用户所持有的公钥。象公安局对身份证盖章一样，认证中心利用本身的私钥为数字证书加上数字签名。任何想发放自己公钥的用户，可以去认证中心申请自己的证书。认证中心在鉴定该人的真实身份后，颁发包含用户公钥的数字证书。其他用户只要能验证证书是真实的，并且信任颁发证书的认证中心，就可以确认用户的公钥。认证中心是公钥基础设施的核心，有了大家信任的认证中心，用户才能放心方便的使用公钥技术带来的安全服务。