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1、第第4讲讲 公钥基础设施（公钥基础设施（PKI）周福才周福才 教授教授 博导博导东北大学信息学院计算机应用所东北大学信息学院计算机应用所7/24/2024载窑慢程巳在谓辫醋伏志捕灌梭座饰牟乍缆翘弛拙絮湖足慨专在跑详坏勉第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件1 17/24/2024o1.数字证书的引入数字证书的引入o2.PKI体系结构体系结构o3.数字证书的生命周期数字证书的生命周期紊粗钧界揍衣煎缆棱臃妊蒙豪烹祈敷导悄镶桑累豆刚混甘矩椒撤锗唬劣矾第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件2 27/24/20241.数字证书的引入数字证书的引
2、入缉助蔗察憋雍咱具萎喇蹋施拯赖悉熬委小虑待柞勇咆惠自晃吉约莉苞火剥第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件3 37/24/2024密码学理论密码学理论密码学应用密码学应用对称加密、非对称加密、消息摘要、数字签名、对称加密、非对称加密、消息摘要、数字签名、消息认证码、密钥协商消息认证码、密钥协商数字证书数字证书&PKI安全传输协议安全传输协议SSL/TLS, SSH 安全结构安全结构寓侠额先彻障维拒血明衡嗡倡珐匪振澎粪匹厕剥檄城茎衰亡肥掖毫工摄观第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件挑战挑战-应答应答o客户向认证服务器发出请求，要求进行身
3、份认证客户向认证服务器发出请求，要求进行身份认证o认证服务器从用户数据库中查询用户是否是合法的用户，若认证服务器从用户数据库中查询用户是否是合法的用户，若不是，则不做进一步处理不是，则不做进一步处理o认证服务器内部产生一个随机数，作为认证服务器内部产生一个随机数，作为“提问提问”，发送给客，发送给客户户o客户将用户名字和随机数合并，使用单向客户将用户名字和随机数合并，使用单向Hash函数（例如函数（例如MD5算法）生成一个字节串作为应答算法）生成一个字节串作为应答o认证服务器将应答串与自己的计算结果比较，若二者相同，认证服务器将应答串与自己的计算结果比较，若二者相同，则通过一次认证；否则，认证
4、失败则通过一次认证；否则，认证失败oCRP（Challenge-Response Protocol ）可以使用对称密）可以使用对称密钥或非对称密钥钥或非对称密钥n对称密码：验证者和示证者共享一个秘密对称密码：验证者和示证者共享一个秘密(share asecret key)n公钥密码体制：秘密值为示证者的私钥（公钥密码体制：秘密值为示证者的私钥（private key）毗福担棋柴妖蕉镐插片仑捧噶连蕾润立痰礁什榆耐廓鱼伦邹支塌量鸯鞘纪第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件挑战挑战-应答应答BobAliceHash(Alice,c)Enc(c)RequestAlice公
5、钥公钥际遵等幅郑丸宴萧参燕掷轮蔫浦涛研移峦携功痴苍录焙零吩希昌着磕亿刮第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件挑战挑战-应答应答需要解决的问题需要解决的问题o在基于非对称密钥的在基于非对称密钥的CRP中，验证者需要用示证中，验证者需要用示证者的公钥对挑战值加密者的公钥对挑战值加密n验证者如何确定：这个公钥与示证者的身份是对应的？验证者如何确定：这个公钥与示证者的身份是对应的？o在在SSL中也有同样的问题中也有同样的问题nSSL客户端如何能确定客户端如何能确定数字证书数字证书中的中的公钥公钥与与服务器服务器是关是关联的？联的？胡评宁侩才诡敞锚伶暑撒悦艰微琉壬激柑耪诽凡
6、茸序幽彦攫舷伊北扮该镜第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件数字证书数字证书o通过由可信认证机构签发的数字证书，验证者可通过由可信认证机构签发的数字证书，验证者可以确定证书中包含的公钥是属于该用户的。证书以确定证书中包含的公钥是属于该用户的。证书需要有合适的有效期限需要有合适的有效期限证书主体身份信息证书主体身份信息证书主体公钥证书主体公钥CA身份信息身份信息CA私钥签名私钥签名将身份与公钥绑定在一起，这个身份可将身份与公钥绑定在一起，这个身份可以是一个用户或组织的名称、也可以是以是一个用户或组织的名称、也可以是其它信息如地址、年龄等其它信息如地址、年龄等颁发者的
7、数字签名颁发者的数字签名享膜遥启挪缮豢剖悠垛描身夫烂攀诡衅小斤捻短假胰蹭茸翌粪廷躲隐炔惊第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件X.509证书格式证书格式枕弱恼偿用牛楼骤锈望迫僧孰演孜伏闯圣邪阀妙疹点片为拂疗乓肺瑰趟裁第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件o版本：版本： 一般为一般为V1，V2和和V3，目前常用，目前常用V3。o序列号：是由序列号：是由CA分配给证书的唯一的数字型标识符。分配给证书的唯一的数字型标识符。o签名算法标识：对证书进行签名的算法和算法所需的参数。签名算法标识：对证书进行签名的算法和算法所需的参数。o颁发者：为颁
8、发者：为PCA的名称。的名称。o有效期：定义证书有效的起始日期和结束日期。有效期：定义证书有效的起始日期和结束日期。o证书主体：为证书持有者的唯一识别名称（证书主体：为证书持有者的唯一识别名称（DN）。）。o证书主体的公开密钥：信息包括算法名称、需要的参数和公开密钥。证书主体的公开密钥：信息包括算法名称、需要的参数和公开密钥。o颁发者唯一标识：可选项不推荐使用。防止颁发者的名字出现重用。颁发者唯一标识：可选项不推荐使用。防止颁发者的名字出现重用。o主体唯一标识：可选项不推荐使用。防止主体的名字出现重用。主体唯一标识：可选项不推荐使用。防止主体的名字出现重用。o扩展项：用于其它扩展内容。扩展项：
9、用于其它扩展内容。o签名：对整个证书的散列值的签名。任何一方都能认证证书是否有效签名：对整个证书的散列值的签名。任何一方都能认证证书是否有效（必须知道（必须知道CA的公钥）。的公钥）。X.509证书格式证书格式墩怨旷周绵苗蚂胞广芋己陪虱揖胀荆沃首辖婉嫡狸躁材煤芒撇蝉暗枪避耍第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件o一个数字证书：包含一个数字证书：包含数字签名证书的发证数字签名证书的发证机关；任何人都可以机关；任何人都可以验证数字证书的真实验证数字证书的真实性。性。o任何人都可以验证了任何人都可以验证了示证者的证书真假，示证者的证书真假，的公钥必须是尽的公钥必须是尽人
10、皆知的。人皆知的。o由由CA签发的数字证书签发的数字证书含有示证者的公钥。含有示证者的公钥。CA签发的数字证书签发的数字证书伪婚愚遥撵帜常宛憋钡疗主冯夯笛碟强债牵结疫众衬桅抄直敛坡嘎仟控印第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件自签名证书自签名证书o自签名证书包括：自签名证书包括：n证书所有者的公钥、信息和签名证书所有者的公钥、信息和签名n使用非对称密钥，上面所说的秘密值就是证明使用非对称密钥，上面所说的秘密值就是证明者的私钥者的私钥o什么时候、如何使用自签名证书？什么时候、如何使用自签名证书？n视安全需求而定视安全需求而定n如果需要完成重要软件的组件之间最高级别的
11、如果需要完成重要软件的组件之间最高级别的认证，则不能使用自签名证书认证，则不能使用自签名证书o在创建与安装由认证机构签名并颁发的证书之前，在创建与安装由认证机构签名并颁发的证书之前，自签名证书可以用来测试自签名证书可以用来测试SSL的设备配置。的设备配置。返运唤橱龟侨祸炊碳怠蓟田酵门像吠街痉控脂裙饥淋台集手碌拂魔搭锈蹬第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件如何生成、储存、颁发、使用、撤销公钥和数字证书？如何生成、储存、颁发、使用、撤销公钥和数字证书？公钥基础设施（公钥基础设施（PKI）谦充乞熏饥郡邹裤吻耻粉矮可涂卯鉴戴晾讫纳加禾旬枕似财妊符袋浆笛砂第4讲公钥基础设
12、施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI动机o公钥技术公钥技术n如何提供数字签名功能如何提供数字签名功能n如何实现不可否认服务如何实现不可否认服务n公钥和身份如何建立联系公钥和身份如何建立联系o为什么要相信这是某个人的公钥为什么要相信这是某个人的公钥n公钥如何管理公钥如何管理o方案：引入证书方案：引入证书(certificate)n通过证书把公钥和身份关联起来通过证书把公钥和身份关联起来刷乡迟骸寐娟谅秧贝发批呐呜缘路缓嚣乍恰淄尹拴验则盆渤莉洛那滋甩殴第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件14147/24/20242.PKI体系结构体系结构凶蔫辛噶
13、叭堕稻帕碎傅陀斑挂秦堪汰阵披秤艳绝卖债但监盒申汉起幕乌竹第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI(Public Key Infrastructure)定义定义n用公钥原理和技术实施和提供安全服务的具有普适性的安全基用公钥原理和技术实施和提供安全服务的具有普适性的安全基础设施础设施一个完整的一个完整的PKI应该包括应该包括n认证机构认证机构(CA)n证书库证书库n证书注销证书注销n密钥备份和恢复密钥备份和恢复n自动密钥更新自动密钥更新n密钥历史档案密钥历史档案n交叉认证交叉认证n支持不可否认支持不可否认n时间戳时间戳n客户端软件客户端软件波靶黎梗贯蹲呵掐甩酸订姻
14、么票拔徐廊辫吻凌钮皱挑陋瑶雄抉滁釜暗弗扮第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKIPKI的关键点：的关键点：n性能：性能：尽量少用公钥加解密操作，在实用中，往往结合对称密尽量少用公钥加解密操作，在实用中，往往结合对称密码技术，避免对大量数据作加解密操作；除非需要码技术，避免对大量数据作加解密操作；除非需要数据来源认证数据来源认证才才使用签名技术，否则就使用使用签名技术，否则就使用MACMAC或者或者HMACHMAC实现数据完整性检验实现数据完整性检验n在线在线/ /离线模型离线模型签名的验证可以在离线情况下完成（签名的验证可以在离线情况下完成（off line）
15、用公钥实现保密性也可以在离线情况下完成用公钥实现保密性也可以在离线情况下完成（off line）离线模式的问题：无法获得最新的证书注销信息离线模式的问题：无法获得最新的证书注销信息n证书中所支持算法的通用性证书中所支持算法的通用性在提供实际的服务之前，必须协商到在提供实际的服务之前，必须协商到一致的算法一致的算法n个体命名：个体命名：如何命名一个安全个体，取决于如何命名一个安全个体，取决于CACA的命名登记管理的命名登记管理工作工作伊娥侩购洒惮淡焚退剑食琳讥胚慷葡钡颐挖苔卧笆听穴郧描听赤载爬怪幽第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI主要组成主要组成CA认证机
16、构（认证机构（CA）：）：证书颁发者证书颁发者证书申请者证书申请者验证者验证者证书是否有效？证书是否有效？证书交互证书交互证书颁发证书颁发签名者：该证书主体签名者：该证书主体的身份（或其它信息）的身份（或其它信息）与公钥绑定与公钥绑定验证者：出于认证目验证者：出于认证目的使用证书的一方的使用证书的一方签名者与验证者都称签名者与验证者都称作终端实体作终端实体趟驭害蛾愚嫁居悍明嫂出稼屯缸逝混冤文贵欺够您芬侵泰傻矣畴到诫炎葱第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI主要组成（细化）主要组成（细化）证书证书&CRL数据库数据库证书申请者证书申请者验证者验证者RACACA
17、CRL发布者发布者认证机构认证机构证书撤销列表证书撤销列表PKI用户用户PKI管理实体管理实体发布证书发布证书发布证书及发布证书及CRL发布发布CRL证书认证业务声明证书认证业务声明/证书政策协议证书政策协议（CPS/CPA）证书下载与查询证书下载与查询CA之间交互之间交互用户注册用户注册狙秃萧佰荆翼滥来愚抑唯彰苞棍砰限二轻峡响楚绎撕胯蝇圆陶突颇猴嫂池第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件认证机构（认证机构（CA）o认证：认证：n将一个身份信息与一个公钥绑定的行为将一个身份信息与一个公钥绑定的行为n例如：颁发证书例如：颁发证书o认证机构：负责认证的实体认证机构：负
18、责认证的实体oCA运行按照证书认证业务声明（运行按照证书认证业务声明（CPS）nCPS描述了描述了CA的操作规程的操作规程o证书按照证书政策协议（证书按照证书政策协议（CPA）颁发给终端实体）颁发给终端实体nCPA描述了在该政策下证书的颁发和使用规则描述了在该政策下证书的颁发和使用规则勾是箱涝咬描釜绥莆比屹召咕辞产洱怨峭三装堂驾昌餐搜函策娃害短娶明第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书数据库证书数据库只通过只通过CA对证书进行发布是不够的，验证者需要比对证书进行发布是不够的，验证者需要比较容易地找到对应于不同签名者的公钥较容易地找到对应于不同签名者的公钥o需要
19、证书数据库（需要证书数据库（CR）oCR可以由以下几种方式实现：可以由以下几种方式实现：n轻量级目录管理协议（轻量级目录管理协议（ LDAP ）nWeb服务器服务器nDNSn共用数据库共用数据库孕邀牡地鸟滔患藕狠驮恕崭涅冈醒柒优驼旦痔苦蚀指钧捧符圾辊琴林柏锡第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书撤销以及证书撤销以及CRL数据库数据库o验证者通过证书撤销机制可以得知一个证书是否验证者通过证书撤销机制可以得知一个证书是否被作废被作废o证书撤销与证书过期证书撤销与证书过期n证书过期是指过了有效期后证书自动失效（如证书过期是指过了有效期后证书自动失效（如驾照的有效期）
20、驾照的有效期）n证书撤销是某事件发生，使得公钥与主体身份证书撤销是某事件发生，使得公钥与主体身份之间的绑定关系失效，如：之间的绑定关系失效，如：o主体身份发生改变（如女人婚后姓氏发生改变）主体身份发生改变（如女人婚后姓氏发生改变）o私钥泄露私钥泄露o非法用户（如司机违章，驾照被吊销）非法用户（如司机违章，驾照被吊销）o撤销证书由撤销证书由CRL发布者发布到发布者发布到CRL数据库中数据库中虎若泣当斯贰句缓品镑假砾娥仔膳玛赃赠赏涝危唬味篷及族岂殊冗弯鬃偶第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书的注销机制证书的注销机制由于各种原因，证书需要被注销由于各种原因，证书需
21、要被注销n比如，私钥泄漏、密钥更换、用户变化比如，私钥泄漏、密钥更换、用户变化PKI中注销的方法中注销的方法nCA维护一个维护一个CRL(Certificate Revocation List)基于基于Web的的CRL服务服务n检查检查CRL的的URL应该内嵌在用户的证书中应该内嵌在用户的证书中n可以提供安全途径可以提供安全途径(SSL)访问访问URLn返回注销状态信息返回注销状态信息n其他的用法由浏览器决定其他的用法由浏览器决定巨出活噎秃含服牙吠吸坞桅挡颅衬胁瘦拨御熄帕笆铁明筒甸婿勺樱惟炬甭第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书撤销列表证书撤销列表信翅辛瑟淹
22、都寄拂画肝酷甫暗禁外飘谬姑凋丙捧摘嗣慷庙莉骏垣顶素班经第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件24247/24/20243.数字证书的生命周期数字证书的生命周期茨所羚啡巳虫队篷聊黎麦泵脊阔菩廓赘姻壮翼局珊戚判辣骨将哦娇缺建野第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件公钥证书生命周期公钥证书生命周期密钥密钥/证书证书生成生成密钥密钥/证书证书使用使用密钥密钥/证书证书失效失效踏压巫寒照翼箔桐客恒哟冒珊慷罢隅众孵剪界拉僻帐甘瓷曰礁窒胚上罚的第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件密钥密钥/证书生成过程证书生成过程o初
23、始化过程初始化过程主要包括：主要包括：n证书主体注册证书主体注册n密钥生成密钥生成n证书生成与密钥证书生成与密钥/证书发布证书发布n证书传播证书传播n密钥备份（如果需要的话）密钥备份（如果需要的话）湿阉诛蜗狄婚缮钩阐簇授冷梳巨吼婆安李晴眉是殿植勋潦赖杂胎谁瞎芦辜第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书主体注册证书主体注册o一个独立用户或进程的身份被建立并验证一个独立用户或进程的身份被建立并验证o对于该过程控制的强度取决于对于该过程控制的强度取决于CPS/CP：n证书认证业务声明（证书认证业务声明（CPS）描述）描述CA的操作规程的操作规程n证书政策（证书政策（C
24、P）指定了如何应用某公私钥对）指定了如何应用某公私钥对（数字签名、数据加密、网站一致性验证等）。（数字签名、数据加密、网站一致性验证等）。该信息应由该信息应由CA发布。发布。瞩嗡捌染骂崭伦瓮迅鬼懒绿侣堤值性否姚榔常勋桐韧谦揪恋尤屹两综涵靖第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书主体注册证书主体注册主体主体（终端实体）（终端实体）注册机构注册机构（RA）认证机构认证机构（CA）1.注册请求注册请求3.注册提交注册提交2.注册回复注册回复4.注册建立请求注册建立请求5.注册建立结果注册建立结果6.注册结果注册结果7.证书请求证书请求8.证书回复证书回复芭糙题彩冻准扰
25、选希齿腺疏坠色郎吴蜗扯利类糊测琳驻慢痈便虑徒墒铲卞第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件密钥生成密钥生成o密钥对可以在不同的地点产生：密钥对可以在不同的地点产生：n终端实体（如用户的终端实体（如用户的PC主机）主机）nRAnCAn可信的第三方密钥生成设备可信的第三方密钥生成设备o需要考虑的因素：需要考虑的因素：n性能（例如在移动电话中产生密钥）性能（例如在移动电话中产生密钥）n确定性确定性n密钥用途（例如机密性、不可否认性）密钥用途（例如机密性、不可否认性）粱偏慧穷惹宽披缴贺噬蒲胜编末禁瓤挚函尊惋骏奢捷诣撞段回拂裳槽葱棉第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥
26、基础设施PKIppt课件o密钥用途（例如机密性、不可否认性）密钥用途（例如机密性、不可否认性）n下面的原则是对于不同的用途使用不同的密钥下面的原则是对于不同的用途使用不同的密钥o用于数字签名（相应的证书成为验证证书）用于数字签名（相应的证书成为验证证书）o用于数据加密（相应的证书成为加密证书）用于数据加密（相应的证书成为加密证书）o密钥用途对于密钥产生地点有影响密钥用途对于密钥产生地点有影响n如果密钥用于实现不可否认性，则应由终端实如果密钥用于实现不可否认性，则应由终端实体产生，私钥只能该实体拥有体产生，私钥只能该实体拥有n作为作为PKI系统中最可信的实体系统中最可信的实体CA，也可以知道，也
27、可以知道私钥，对于这一点有争议。私钥，对于这一点有争议。密钥生成密钥生成夕业瘫聊杨残英唐墟喘檄泵道磐鞋腆泣押陷岔侮伤培壁羞心棵疫跋趁甥其第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件oJava环境：环境：KeyTooln用于创建、储存、管理密钥用于创建、储存、管理密钥n功能：功能：o生成公私钥对生成公私钥对o将将X.509中中V1、V2、V3版本的证书作为文件储版本的证书作为文件储存，并能够输入、输出存，并能够输入、输出o生成自签名证书生成自签名证书o发布证书（发布证书（PKCS#10）请求给）请求给CAo输入证书恢复（从输入证书恢复（从CA得到）得到）o将公钥证书标记为
28、可信将公钥证书标记为可信密钥生成密钥生成幢征妒缺私尽秘淹荐拾嚼贸幢杭漆鹅棍久瞳撩槽拴梆度寿叉黄块绥玄犊取第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书生成证书生成o证书生成：证书生成：n由由CA生成生成o如果公钥是由终端实体而不是如果公钥是由终端实体而不是CA产生，则该公钥产生，则该公钥应通过安全方式传给应通过安全方式传给CAn最终实体得到证书最终实体得到证书嫡现固筒陆淬善饭榜甥壬念抛庶妓峰扳质操洞殷糊会导圃捉溯库柄边翔英第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件一般的证书产生流程状态查询状态查询认证机构认证机构证书资料库证书资料库注册机构注
29、册机构RA发布证书发布证书及及CRL私钥私钥证书证书公钥公钥证书申请证书申请证书证书公钥公钥公钥公钥公钥公钥篓掠噪凉酸燎卫讲擞眶梗跨拔扼躲天歼周名柞腕超碌性素里蒋词虽氖日滁第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件密钥密钥/证书发布证书发布o公钥和证书的交付公钥和证书的交付n直接交给证书拥有者（主体）直接交给证书拥有者（主体）n交给远程数据库（证书和交给远程数据库（证书和CRL数据库）数据库）n以上两种都交付以上两种都交付o向向CA请求并接收证书的过程需要安全的协议请求并接收证书的过程需要安全的协议nRFC2510互联网互联网X.509公钥基础设施证书管理协公钥基础设
30、施证书管理协议（议（CMP）nRFC2511互联网互联网X.509证书请求管理格式证书请求管理格式（CRMF）褒王受叶馁丽硅朽条伺弧昔梯凄青潞掏褐榆殃件隅塑渍您率客印柜罚脖署第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书传播证书传播o如何让验证者得到证书如何让验证者得到证书n面对面，手递手，物理上隐秘交付面对面，手递手，物理上隐秘交付n将证书发送到公开的数据库中将证书发送到公开的数据库中o要求具有在线恢复功能要求具有在线恢复功能n在某个域内按协议分发（如安全的电子邮件）在某个域内按协议分发（如安全的电子邮件）串疯梅烯馋不础珐牲盾工臃枪饯马坍饯烧炼彻睹客蕾佣施开埃醛胡贩
31、早筛第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件公钥证书生命周期公钥证书生命周期密钥密钥/证书证书生成生成密钥密钥/证书证书使用使用密钥密钥/证书证书失效失效葬苦醒赣哆谨窖肇张词王泳看扰咸渣世试盛断刚废制陪铃肿秉虎烯悔语豌第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件密钥密钥/证书的使用证书的使用o证书恢复（从证书数据库中）证书恢复（从证书数据库中）n需要验证者的请求需要验证者的请求o证书验证（需要验证者请求）证书验证（需要验证者请求）n验证证书完整性（如验证颁发者数字签名，需要相应验证证书完整性（如验证颁发者数字签名，需要相应CA的公钥）的公钥）
32、n证书是否过期证书是否过期n证书是否被撤销证书是否被撤销o密钥恢复密钥恢复n对于终端实体忘记私钥的情况，便于恢复对于终端实体忘记私钥的情况，便于恢复o密钥更新密钥更新n当证书邻近有效期时，发布新的密钥对当证书邻近有效期时，发布新的密钥对拂炸寇是遇买是腰揩韭邻稻烙晃拆救铜晃孰谣咙釜畦琉创异亢凶羡署奖茎第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件认证路径认证路径o开始的时候，签名者掌握的开始的时候，签名者掌握的CA公钥数量是有限的公钥数量是有限的o如果用户得到某如果用户得到某CA颁发的证书，而该颁发的证书，而该CA的公钥的公钥用户不掌握，则还需要额外的证书来得到该公钥用户不
33、掌握，则还需要额外的证书来得到该公钥o这样就需要一个证书链，包括一个这样就需要一个证书链，包括一个CA给用户颁发给用户颁发的证书，可能还有多个的证书，可能还有多个CA的证书，这些证书是由的证书，这些证书是由其他的其他的CA颁发的（认证路径）颁发的（认证路径）皮笛盗甲壕蕴溃瓦乘攫滓彼尖踏怠坦劝埔洒惕踊浓韭风印误醒猖搬飞苫赂第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI信任模型信任模型o需要解决的问题：需要解决的问题：n哪些实体的证书可以被信任？哪些实体的证书可以被信任？n这样的信任如何被建立？这样的信任如何被建立？n在给定的环境下，这种信任能够被限制和控制在给定的环境
34、下，这种信任能够被限制和控制的情况有哪些？的情况有哪些？沁逊枚北唾肘苞滁您董猴陋凑镍碳蹿鸭冕您晦肿冻坡爪嵌遭纯卒风调太率第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件o几种信任模型：几种信任模型：nCA层次结构层次结构n基于政策的基于政策的CA层次层次n分布式信任结构分布式信任结构n四角模型四角模型n网状模型网状模型o当第一个实体作出假定：第二个实体总是按照它当第一个实体作出假定：第二个实体总是按照它所期望的方式运作，则说第一个实体信任第二个所期望的方式运作，则说第一个实体信任第二个实体实体PKI信任模型信任模型昧毅虑轮市多斯喷铺鞠救眯煎苗新振典痰没潜温臂毒躇改靖晰钵颐犁
35、糟途第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件CA层次结构层次结构认证机构认证机构终端实体终端实体认证认证自签名证书自签名证书顶级顶级CA凭汽瓶夯冶廷矿君烧攀走潮绍粳绎亥蠕诧潍矿川咀甫她吧陈督捡改槛之坤第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件o顶级顶级CA（TLCA）也被称作根也被称作根CAnTLCA颁发一个自签名证书，作为该层次结构中颁发一个自签名证书，作为该层次结构中每个实体的信任基础每个实体的信任基础nTLCA认证下属每个认证下属每个CAn以此类推，每个以此类推，每个CA都认证各自下属的都认证各自下属的CAn从第二层到最后一层的从第二
36、层到最后一层的CA可以认证终端实体可以认证终端实体o结构中每个实体都必须拥有结构中每个实体都必须拥有TLCA的公钥的公钥o在该模型中，在该模型中，TLCA的公钥是日后实体认证、证的公钥是日后实体认证、证书处理的基础书处理的基础CA层次结构层次结构吐湖亚狰岗贡膛浸述支昧这鞭椭驼饶形污涤遥悉救同磺突正亦钙勒植事愤第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件o如果两个用户同属一个如果两个用户同属一个CA，则认为它们都拥有该，则认为它们都拥有该CA的公钥的公钥o各个各个CA必须呈层次结构必须呈层次结构o结构中链接的每一方都能验证所有结构中链接的每一方都能验证所有CAn每个每个C
37、A都有上层和下层实体的证书都有上层和下层实体的证书o每个实体都信任上层实体的证书每个实体都信任上层实体的证书o这种结构使得用户能够认证该结构中任何这种结构使得用户能够认证该结构中任何CA颁发颁发的任何证书的任何证书CA层次结构层次结构榜径射循兵凰紫嘱玖烟融漠郝肛青旧意荔围微领争胯栗扦丫佩逼酱趾墓拍第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件自签名证书自签名证书o自签名证书包括：自签名证书包括：n公钥、证书拥有者的信息和拥有者的签名公钥、证书拥有者的信息和拥有者的签名n有一个私钥，但不用来通过第三方有一个私钥，但不用来通过第三方CA验证该证验证该证书的来源书的来源岂羌川导
38、旗绊收窝站籽薛迎剩耪葱谋褐坑冬涎佑弯潭剃率酱湖判滞扫咆阀第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件公钥证书生命周期公钥证书生命周期密钥密钥/证书证书生成生成密钥密钥/证书证书使用使用密钥密钥/证书证书失效失效寐蛰卧吾凋凄痊枕遂山毡酗锨张啪侨敷稽辉跋俩售值宽竟秋埃铱偏伊让讹第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件密钥密钥/证书失效证书失效o证书过期证书过期CA可以进行如下三种操作：可以进行如下三种操作：n无操作，该终端实体不再在该无操作，该终端实体不再在该PKI中注册中注册n证书延期，原来的公钥被放到一个新的证书中，证书延期，原来的公钥被放到
39、一个新的证书中，拥有新的有效期拥有新的有效期n证书更新，生成新的密钥对并颁发新的证书证书更新，生成新的密钥对并颁发新的证书o证书撤销证书撤销n一个已颁发的证书未过期，却不能再使用一个已颁发的证书未过期，却不能再使用o怀疑私钥泄露怀疑私钥泄露o原来终端实体状态变化原来终端实体状态变化硷偏返绢耐式急郎肩催方院斌轻娩旨距莉授榷承穗蕉逢背响靡印栈布蛇届第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件证书撤销证书撤销o由谁、如何管理证书撤销（由谁、如何管理证书撤销（Who、How）？）？oWHO：nCA负责发布撤销信息负责发布撤销信息n验证者必须确定证书未被撤销验证者必须确定证书未被
40、撤销oCA可以通过证书撤销列表（可以通过证书撤销列表（CRL）发布撤销信息）发布撤销信息o在线查询机制：在线证书状态查询（在线查询机制：在线证书状态查询（OCSP）划缅喧暖袭茵牟又碍被惕蜡包辣肃应疹届踢啄褪斌叮忻富酵津囱土甜怕陋第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKI有关的标准有关的标准Certificates X.509 v.3交叉认证交叉认证 PKIX group in IETF(RFC 2459)智能卡智能卡/硬件插件硬件插件 PKCS #11PKCS系列系列目录服务目录服务LDAP安全套接层安全套接层SSL协议协议SET协议协议其他：其他：IPSec、
41、S/MIME、时间戳、时间戳、XML踪椽俱隋攀德展弘授纷惑庐庞臻猎讲檄叼翠符余货拌纳铃稀拘湿尔祁西箕第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKCS(公钥密码系统标准公钥密码系统标准)系列标准系列标准oPKCS #1nRSA Encryption StandardoPKCS #3nDiffie-Hellman Key-Agreement StandardoPKCS # 5nPassword-Based Encryption StandardoPKCS #6nExtended-Certificate Syntax StandardoPKCS #7nCryptograp
42、hic Message Syntax StandardoPKCS #8nPrivate-Key Information Syntax Standard代旗瓷所蓝僳钦店靶姐暇屑楼睡睹伏炕夕枫舰诧黔笑内验泻亲鸽祷溅窝夕第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件PKCS系列标准系列标准(续续)oPKCS #9nSelected Attribute TypesoPKCS #10nCertification Request Syntax StandardoPKCS #11nCryptographic Token Interface StandardoPKCS #12nPerso
43、nal Information Exchange StandardoPKCS #13nElliptic Curve Cryptography StandardoPKCS #15nCryptographic Token Information Format Standard变咕唯蔷肪戍歪闷脓狡气宽猖增竞河灿唱殉宴肺澈栈彩喧尼纺锚记龟多嘱第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件客户通过客户通过Web申请一个证书申请一个证书PKCS#10铂映悄屏棺辅熏雨瘴辞巫洁炳稳咋窍疟胳框胰堪纶镀撼盘燕圃锻洗敦券辣第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件CACA处理证书请求处理证书请求PKCS#7揍七渊咖舍弊靛泡椭游给拯板辈坦卸位缮奄凰酬斌淖茎搜窑瑚芝献杀贝久第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件TDT Lab, SJTU, China7/24/2024TDT Lab, SJTU, China喉葬穴伊弟殴萄褒鼎掌厩艇田材债颐柞闪船女咙姐捡隙藉送捆勿仇住拔馈第4讲公钥基础设施PKIppt课件第4讲公钥基础设施PKIppt课件
