现代密码学-CA与数字证书详解

Posted 2021-08-07 lady_killer9

目录

• 概述
• • 内容
  • 安全性
• 证书生命周期
• • 生成
  • 存储
  • 验证
  • 状态查询
  • 撤销
  • 更新
• PKI信任模型
• • 单一模型CA
  • 树状模型CA
• 参考

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概述

证书类似现实生活中的个人身份证。身份证将个人的身份信息（姓名、出生年月日、地址和其他信息）同个人的可识别特征（照片）绑定在一起。个人身份证是由国家权威机关（公安部）签发的，该证件的有效性和合法性是由权威机关的签名或签章保障的，因此身份证可以用来验证持有者的合法身份的信息，称为身份鉴定。

数字证书也称为公钥证书，是将证书持有者的身份信息和其所拥有的公钥进行绑定的文件。证书文件还包含签发该证书的权威机构认证中心（简称CA）对该证书的签名，通过签名保障了证书的合法性和有效性，也保障了证书包含的持有者公钥和相关信息的真实性和完整性。这使得证书应用依赖于对CA本身的信任，也就是说证书提供了基本的信任机制。

证书（与相关的私钥）可以提供诸如身份认证、完整性、机密性和不可否认性等安全服务。证书中的公钥可用于加密数据或验证对应私钥的签名。

一句话：CA使用私钥签名别人的公钥形成证书，CA使用公钥进行验证。

内容

点击https前面的锁->点击安全连接->点击更多信息
点击查看证书

安全性

• 证书是公开的，可复制的。
• 任何具有CA公钥（也称作根证书/CA证书，自签名证书)的用户都可以验证证书有效性。
• 除了CA以外，任何人都无法伪造、修改证书。
• 证书的安全性依赖于CA的私钥。

证书生命周期

生成

• 去CA申请
• 可利用工具（例如，openssl）生成，使用私有CA

存储

• 使用IC卡存放
• 直接存放在磁盘或自己的终端上
• USB Key
• 证书库

验证

• 使用CA证书验证终端实体证书有效性。
• 检查证书的有效期，确保该证书是否有效。
• 检查该证书的预期用途是否符合CA在该证书中指定的所有策略限制。
• 在证书撤销列表（CRL）中查询确认该证书是否被CA撤销。

状态查询

在线证书状态协议OCSP(Online CertificateStatus Protocol),其目的为了克服基于CRL的撤销方案的局限性，为证书状态查询提供即时的最新响应。OCSP使用证书序列号、CA名称和公开密钥的散列值作为关键字查询目标的证书。

撤销

当以下情况出现时：

• 不是有效用户（譬如雇佣关系结束）
• 证书的信息需修改（譬如其扩展内容）
• 私钥的安全受到威胁等且证书的有效期还没结束，证书需被撤销。

更新

更新的原因：

• 证书过期；
• 临时撤销（譬如调离或退休等）；
• 一些属性（譬如职务、地址等）的改变；
• 证书中公钥对应的私钥安全受到威胁。

PKI信任模型

单一模型CA

比较理想建立单一的认证机构（CA），这比较适合用户规模比较小的范围，如果用户规模大，种类多，则由它管理所有证书存在以下问题：

• 特殊的应用领域有着特殊的安全需求（安全策略不同）。
• 证书颁发和撤销难于直接控制。
• 证书库难于维护，难于满足实际性能的需求。
• 根私钥的维护更加困难。

树状模型CA

假设个体A看到B的一个证书,B的证书中含有签发该证书的CA的信息,沿着层次树往上找，可以构成一条证书链，直到根证书；验证过程：

• 沿相反的方向，从根证书开始，依次往下验证每一个证书中的签名。其中，根证书是自签名的，用它自己的公钥进行验证；
• 一直到验证B的证书中的签名；
• 如果所有的签名验证都通过，则A可以确定所有的证书都是正确的，如果他信任根CA，则他可以相信B的证书和公钥。
  
  有时间补充 pem x509，以及使用openssl生成CA的步骤
  未完待续…

参考

《现代密码学教程 谷利泽 杨义先等》
openssl官网