第五章 PKI与证书服务应用

一、实验目的

掌握PKI的作用

掌握CA服务器的配置方法

掌握SSL安全站点的实现方法

二、实验要求

?完成此实验前请先完成域环境的如下实验要求

?将CA服务器部署为层次结构，即根CA和*从属CA（公司是一个域环境环境）

?公司的web服务器应该通过HTTPS的方式访问；实现基于证书模式的VPN

?为了保证证书的安全性，要求将WEB服务器的证书导出并安全保存起来(导出私钥)

三、实验拓扑

四．实验步骤

公钥基础设施(PKI)的原理与应用

公钥基础设施（PKI）的原理与应用作者：数计系计科本091班林玉兰指导老师：龙启平摘要：安全是网络活动最重要的保障,随着Internet的发展，网络安全问题越来越受到人们的关注。网络交易活动面临着诸如黑客窃听、篡改、伪造等行为的威胁，对重要的信息传递和控制也非常困难，交易安全无法得到保障，一旦受到攻击，就很难辨别所收到的信息是否由某个确定实体发出的以及在信息的传递过程中是否被非法篡改过。而PKI技术是当前解决网络安全的主要方式之一，本文以PKI技术为基础，详细列举了公钥基础设施基本组成，PKI系统组件和PKI所提供的服务，并介绍了PKI技术特点与应用举例。关键词：PKI，公钥，认证，网络安全。一：什么叫公钥基础设施（PKI）？公钥基础设施（PKI）是当前解决网络安全的主要方式之一。PKI技术是一种遵循既定标准的密钥管理平台，它的基础是加密技术，核心是证书服务，支持集中自动的密钥管理和密钥分配，能够为所有的网络应用提供加密和数字签名等密码服务及所需要的密钥和证书管理体系。简单来说PKI就是利用公开密钥理论和技术建立提供安全服务的、具有通用性的基础设施，是创建、颁发、管理、注销公钥证书所涉及的所有软件、硬件集合体，PKI可以用来建立不同实体间的“信任”关系，她是目前网络安全建设的基础与核心。在通过计算机网络进行的各种数据处理、事务处理和商务活动中，涉及业务活动的双方能否以某种方式建立相互信任关系并确定彼此的身份是至关重要的。而PKI就是一个用于建立和管理这种相互信任关系的安全工具。它既能满足电子商务、电子政务和电子事务等应用的安全需求，又可以有效地解决网络应用中信息的保密性、真实性、完整性、不可否认性和访问控制等安全问题。二：公钥基础设施（PKI）系统的组成 PKI一般包括以下十个功能组件： 1、认证中心（CA）认证中心（CA）是PKI的核心组成部分，是证书签发的机构，是PKI应用中权威的、可信任的、公正的第三方机构。CA向主体发行证书，该主体成为证书的持有者。通过CA在数字证书上的数字签名来声明证书特有的身份。CA是信任的起点，各个终端实体必须对CA高度信任，因为他们要通过CA 来保证其它主体。认证中心又由6部分组成：

一个完整的PKI应用系统包含哪几个部分

1.一个完整的PKI应用系统包含哪几个部分？证书签发机构CA 证书注册机构RA 证书库密钥备份及恢复系统证书废除处理系统应用系统接口 2．简述SSL的组成和基本功能。 SSL 协议指定了一种在应用程序协议（如HTTP 、Telenet 、NMTP 和FTP 等）和TCP/IP 协议之间提供数据安全性分层的机制，它为TCP/IP 连接提供数据加密、服务器认证、消息完整性以及可选的客户机认证。 1）认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器； 2）加密数据以防止数据中途被窃取； 3）维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。 SSL协议的工作流程： 3．数字签名的原理是什么？有哪些数字签名的方法？ 1）在网络环境下，发送方不承认自己发送过某一报文；接收方自己伪造一份报文，并声称它来自发送方；网络上的某个用户冒充另一个用户接收或发送报文；接收方对收到的信息进行篡改。数字签名技术可以解决上述情况引发的争端。数字签名离不开公钥密码学，在公钥密码学中，密钥由公开密钥和私有密钥组成。数字签名包含两个过程：使用私有密钥进行加密（称为签名过程），接受方或验证方用公开密钥进行解密（称为验证过程）。由于从公开密钥不能推算出私有密钥，所以公开密钥不会损害私有密钥的安全；公开密钥无须保密，可以公开传播，而私有密钥必须保密。因此，当某人用其私有密钥加密消息，能够用他的公开密钥正确解密，就可肯定该消息是某人签名的。因为其他人的公开密钥不可能正确解密该加密过的消息，其他人也不可能拥有该人的私有密钥而制造出该加密过的消息，这就是数字签名的原理。从技术上来讲，数字签名其实就是通过一个单向函数对要传送的报文（或消息）进行处理产生别人无法识别的一段数字串，这个数字串用来证明报文的来源并核实报文是否发生了变化。在数字签名中，私有密钥是某个人知道的秘密值，与之配对的唯一公开密钥存放在数字证书或公共数据库中，用签名人掌握的秘密值签署文件，用对应的数字证书进行验证 2） RSA数字签名Schnorr数字签名DSA数字签名特殊数字签名

《PKI技术及其应用》期中试卷

2012-2013学年第1学期期中考试试题课程名称《PKI技术及其应用》考试方式（开）卷适用专业09计科考试时间（ 120 ）分钟一、名词解释（20分，每小题4分） 1．公钥基础设施 2. 数字证书 3. 信任关系 4．证书生命周期 5．认证惯例陈述二、选择题(10分，每题2分) 1.数字证书不包括( ) A. 证书所有人公钥 B.证书有效期 C. 证书所有人私钥 D. 认证机构名 2.中国PKI论坛成立于( ) A. 1980 年 B. 1990年 C. 1998年 D. 2001年3．RA与CA功能的一个主要不同点在于（） A．注册、注销以及批准或拒绝对用户证书属性的变更要求B．对证书申请人进行合法性确认 C．发放证书 D．向有权拥有身份标记的人当面分发标记或恢复旧标记 4. 以下哪种形式不是简单鉴别( ) A.刮刮卡 B. 口令+ID以明文方式传输 C.随机数加密保护 D.三向认证鉴别 5．下列哪种方式不是PKI管理的传输方式（）A．基于TCP的管理协议 B．基于文件大小的协议 C．通过电邮的管理协议D．通过HTTP的管理协议三、简答题( 共30分，每题10分) 1．PKI的核心服务有哪些？ 2. CA如何对证书进行更新？ 3. 信任模型是什么？有哪几种典型的信任模型？四、分析题( 共40分，每题20分) 1．试详细描述DES算法，并描述加密和解密的过程。 2. 试分析CA系统在网络基础上实施的安全性。

《PKI技术及其应用》标准答案 1. 公钥基础设施：是一个用非对称密码算法原理和技术实现并提供安全服务的具有通用性的安全基础设施。 2. 数字证书：又叫“数字身份证”、“网络身份证”，是由认证中心发放并经认证中心数字签名的，包含公开密钥拥有者以及公开密钥相关信息的一种电子文件，可以用来证明数字证书持有者的真实身份。 3. 信任关系：当两个认证机构中的一方给对方的公钥或双方给对方的公钥颁发证书时，二者之间就建立了这种信任关系。 4. 证书生命周期：证书申请、证书生成、证书存储、证书发布、证书废止这一过程就是证书的生命周期。 5．认证惯例陈述：一种认证惯例陈述可采取CA宣布的形式，包括它的信任系统详细情况及它在操作中和在支持颁发证书中采用的惯例，或者它可以是一种适用于CA的条令或规则和相似的主题。它也可以是CA和签署者之间的部分契约。一种认证惯例陈述也可由多份文档、公共法律组合、私人合同或声明组成。二、选择题(10分，每题2分) 1. C 2. D 3.C 4.D 5.B 三、简答题( 共30分，每题10分) 1. (1)PKI服务的认证性:使得实体甲可以用自己的私钥加密一段挑战信息，乙收到信息后用甲的公钥(如果乙不知道甲的公钥可以到公开的网站或机构去查明)对信息进行解密，从而确定甲就是甲所声明的实体本身。 (2)PKI服务的保密性:采用了类似于完整性服务的机制，具体如下： a.甲生成一个对称密钥(使用密钥协商协议)。 b. 用对称密钥加密数据(使用对称分组密码)。 c.将加密后的数据发送给对方。 (3)不可否认性服务是指从技术上保证实体对他们的行为的诚实性。最受关注的是对数据来源的不可抵赖，即用户不可能否认敏感消息或文件。此外，还包括其他类型的不可否认性，如传输的不可否认性、创建的不可否认性以及同意的不可否认性等。 2.这个过程依赖于CA，使用它先前的密钥签名新证书，并且使用新密钥签名旧证书。结果是根CA经历一次密钥更新创建了4个证书。这4个证书是：旧用旧证书原始自签名证书，此时先前的CA私钥被用来签名CA证书中先前的公开密钥。旧用新证书用新CA私钥签名的CA证书中的原始公开密钥。新用旧证书用先前的CA私钥签名的CA证书中的新的公开密钥。新用新证书用新CA私钥签名的CA证书中的新的公开密钥。先前的CA证书(旧用旧证书)在密钥更新事件发生时由所有依赖方拥有。新用旧证书允许新产生的CA公开密钥由先前的、可信的密钥证实。一旦新密钥是可信的，依赖方获得的新CA证书(新用新证书)将能够信任它，此时旧用旧证书和新用旧证书对于依赖方不再是必要的。新用旧证书的有效期限从新CA密钥的密钥产生时间开始，在所有依赖方转移到承认新密钥的适当日期结束。最后的可能时间是先前的密钥的过期期限。旧用新证书实现旧密钥对向新密钥对的平滑转换，其有效期从先前的密钥对产生的日期开始，到旧用旧证书过期的日期结束。在CA新旧证书交迭时期，旧证书

公钥基础设施 PKI及其应用

公钥基础设施PKI及其应用 PKI-公钥基础设施对称加密算法相同的密钥做加密和解密 DES,3-DES,CAST,RC4,IDEA,SSF33,AES 加解密速度快，适合大量数据的加密，极强的安全性，增加密钥长度增强密文安全缺点用户难以安全的分享密钥，扩展性差，密钥更新困难，不能用以数字签名，故不能用以身份认证非对称加密算法——公钥算法公私钥对公钥是公开的私钥是由持有者安全地保管用公私钥对中的一个进行加密，用另一个进行解密用公钥加密，私钥解密用私钥签名，公钥验证公钥不能导出私钥发送方用接受方的公钥加密接受方用其私钥解密我国已发布了中国数字签名法签名原理发送方用其私钥进行数字签名接受方用发送方的公钥验证签名 RSA,DSA,ECC,Diffie-Hellman 优点参与方不用共享密钥扩展性很好实现数字签名缺点慢，不适合大量数据的加解密

解决：结合对称密钥算法 RSA,ECC同时支持加密和签名密钥和证书管理生命周期 X509证书格式，DN,serial,valid date,CRL,public key,extensions,CA digital signature 数字证书的验证证书黑名单CRL 双证书签名证书密钥只作签名用私钥用户自己保管加密证书密钥做数据加密用私钥应由PKI统一管理 CA安全管理证书管理中心策略批准证书签发证书撤消证书发布证书归档密钥管理中心生成恢复更新备份托管证书生命周期申请产生发放查询撤消 CA交叉验证应用及证书种类 email证书，SET证书，模块签名

PKI在电子商务中的应用(一)

ＰＫＩ在电子商务中的应用(一) 摘要]网络已经渗透到社会的各个领域,其安全性越显重要。本文主要介绍了保障电子商务中安全的PKI(PubicKeyInfrastructure)技术，在文章的开始首先提出了PKI的组成，随后介绍了PKI原理，并在文章的最后提出了PKI在应用中存在的问题。关键词]PKICAHash密钥数字指纹一、引言随着Internet的发展，网络已经渗透到了人们生活的各个方面，并改变了人们的生活方式。电子商务作为一种新的营销模式因具有传统商务所不具有的特点被越来越多人们所重视，并得到了迅猛的发展。由于Internet开放性的特点，其安全性一直受到人们的关注，致使很多人不愿在Internet上进行商务活动。为解决电子商务的安全问题，PKI(PublicKeyInfrastructure)技术作为一种有效安全解决方案被引入到了电子商务中来。本文主要从PKI的组成、原理和PKI的应用等方面进行简单的介绍。二、PKI组成 PKI主要以非对称加密算法为基础，采用证书管理公钥，通过第三方的可信任机构──认证中心CA(CertificateAuthority)，把用户的公钥和用户的其他标识信息(如身份证号）捆绑在一起，在Internet上对用户进行身份验证。目前，通用的办法是采用基于PKI结构结合数字证书，通过把要传输的数字信息进行加密，保证信息传输的保密性、完整性，签名保证身份的真实性和不可否认性。完整的PKI系统包括CA、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用程序接口(API)五部分组成。 1.认证机构（CA）,即数字证书的申请和颁发机构,是PKI的核心执行机构,把用户的公钥和用户的其他信息捆绑在一起，向用户签发数字证书，具有权威性,为用户所信任。 2.数字证书库，用于存储已颁发的数字证书及公钥,并向所有用户开放（以WEB服务的形式出现）。用户可通过标准的LDAP协议查询自己或其他人的证书和下载黑名单信息。 3.密钥备份及恢复系统，防制解密密钥丢失。 4.证书作废系统，证书由于某种原因需要作废，终止使用，可向证书作废系统提出调销申请。 5.应用接口系统，为所有应用提供统一的安全、可靠的接口,确保所建立的网络环境安全可信。三、PKI工作原理使用PKI进行数据传输时,首先要对数据加密以保证安全性。目前，加密算法分为对称加密和非对称加密算法两大类。对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用作解密密钥。对称加密算法使用起来简单快捷，可以很容易用硬件实现，但密钥管理难度比较大，必需用一种安全的途径来交换密钥，而这难于实现;而且无法完成数据完整性和不可否认性验证，无法适用于数据签名。主要有DES和IDEA等算法。 1976年，美国学者W.Diffe和N.E.Hellman在其《密码学的新方向》一文中提出了一种新的密钥交换协议，允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息，安全地达成一致的密钥，这就是“公开密钥系统”，实现了加密密钥和解秘密钥的分离。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程如下:A生成一对密钥并将其中的一把作为公用密钥向其他方公开;得到该公用密钥的B使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给A;A再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密。A 只能用其专用密钥解密由其公用密钥加密后的任何信息。通过上述过程可以看出非对称加密对数据传输具有保密性、完整性和不可否认性等特点，但加密和解密速度慢，难以用硬件实

手机PKI应用安全解决方案

手机PKI应用安全解决方案一、方案背景随着无线移动通信技术的迅速发展，促使了无线应用的丰富化和多样化，其中移动电子商务、移动办公作为无线移动通信应用的主要发展方向，日益受到人们关注，人们借助手机终端设备可以随时随地地接入网络进行交易和数据交换，而移动交易中的安全问题也随之凸显，如何消除手机终端用户的安全顾虑，使用户放心的享受移动服务，是制约手机应用发展的一个重要因素，而手机证书技术的问世则标志着以手机作为用户在网络空间的可靠身份凭证，来提供互联网应用系统安全保障，在技术实现上和市场推广上都具有切实可行性。二、需求分析随着移动终端应用的不断推广，我们所面临的安全需求也日益迫切，包括移动手机终端用户在登录应用系统时的身份认证问题、通过手机终端进行转账、支付等关键业务操作的抗抵赖问题以及支付信息、银行卡号信息、密码信息等敏感信息在无线网络传输过程中的保密问题和防篡改问题等。（1）身份认证：确认用户的合法身份，包括用户每次登录服务器使用服务以及发生异常后的用户身份合法性认证。（2）安全传输：保证交易信息向服务器上传和下载的过程中不会被窃听和破坏。（3）抗抵赖性：防止用户在应用系统中关键业务操作的不可抵赖。（4）一证多用：以手机为证书载体，需同时为互联网应用系统提供安全服务，有效整合证书载体，降低用户成本，实现一证跨网多用，提升用户操作方便性。三、方案简介 1、设计思路针对常见的互联网应用系统，利用移动通信运行商所提供的移动信息交互服务，提出基于手机证书的移动签名服务，为应用系统解决系统登录和表单上传等业务安全问题提供一种新型处理机制。 2、方案设计按照设计思路，为手机PKI应用设计如下安全解决方案。（1）通过BJCA的CA系统为信息系统服务器颁发服务器证书，代表其在网络上的真实身份；为手机用户终端颁发手机证书，代表手机用户的真实身份。

国际市场PKI应用现况与趋势分析

2002年12月建立安全無虞的網路世界PKI互通國際研討會 Toward PKI Interoperability 會議簡介隨著網路資訊的腳步愈來愈快，建立安全及可信賴的電子認證機制，確保資訊在網路傳輸及儲存過程中之安全性，是電子交易能否普及應用的關鍵。在電子商務改變經濟體系及商業模式的同時，網路安全問題成為最大隱憂。公開金鑰基礎建設（Public Key Infrastructure，PKI）是電子認證的最基本架構，而這項基本架構正是擴展全球電子商務市場及電子化政府服務的根本要素。鑑於資訊系統安全的重要性與其對電子商務發展之影響，以及我國政府規劃建立全國PKI互通機制之政策，NII產業發展協進會以及PKI 中華台北推動委員會特別針對此議題規劃本研討會，邀請已積極投入於資訊安全領域研究並廣泛地在推廣及使用之歐洲、美國和澳大利亞等先進國家專家先進，冀希藉國際專家的說明分析和經驗分享以及與國內業界學者間的互動交流，使國內業界更能掌握全球PKI交互認證之發展與現況，了解電子認證應用對於電子商務、電子化政府之影響，以及開發、建置和推廣策略之擬定等重要議題，進一步促進我國與國際間PKI互通之順利接軌。會議議程

會議記錄】【第一場】國際市場PKI應用現況與趨勢 PKI Application Developing Movements in Global Market 【主講人】Mr. Robin Liu（NII協進會執行長劉台斌）根據知名市場調查公司Datamonitor先前對PKI市場的預測，無論在產品、服務系統整合、維護等方面，其營業額均呈現每年上漲的趨勢；然而，就近年來的觀察與預測，PKI市場似乎不如當初預期來的樂觀。今年七月份美國的一項報導指出，PKI發展前景在近幾個月來有重大改變，即使技術不斷創新研發，但對於PKI在商業上的應用仍不甚普

PKI技术在移动身份认证中的应用

PKI技术在移动身份认证中的应用摘要：数字证书在网络世界中唯一标识身份，运用证书管理机构签发的证书绑定PKI 技术确保数据在互联网上传播的安全。移动身份认证为远程移动业务的身份认证和信息交换提供安全保障，可以保证数据在传输过程中的保密性、可靠性以及信息的完整性和不可抵赖性。该文针对移动业务数据传输量大和及时性的特点，在访问控制系统的基础上进行身份认证，采用加密技术和数字证书支撑安全平台，在远程用户在进行访问时的身份认证和访问控制。关键词：移动信息安全；加密机制；身份认证；公钥基础设施信息技术的发展，为移动办公业务提供了新的发展空间，在互联网Internet、定位服务（LBS）、现代计算机等技术的支持下，通过移动身份认证，移动客户端可以在任何时间任意地点处理将日常事务，所处理相关的信息和业务与常规事务并没有什么区别。移动业务处理主要依赖于事务处理系统的安全保障，事务处理系统提供用户访问通道，用户进行身份验证之后进入事务处理模块，从而可以完成事务处理平台的所有服务[1]。身份认证技术依赖的互信任关系依赖于第三方认证机构认证中心（CA）以满足移动身份认证的安全需求。信息交换之前，双方通过CA获取对方的数字证书，识别证书并建立连接。数字证书作为一种有效的网络身份认证技术，可以充分核实用户身份和权限。数字证书拥有者可以将证书传递给他人、通信系统及其他需要身份认证的网络站点以证实自己的身份，随后与对方建立一种可信的、加密的通信关系[2]。 1相关算法 1.1身份认证技术被认证技术的真实性以及被认证人的权限是认证技术的核心，用户认证过程就是用户向服务器提供身份证明，并被核实的过程[3]。通常在信息传递的过程中使用用户名、密码的方式进行认证身份认证和简单数据加密。 1.2数字证书数字证书签发机构作为被信赖的第三方机构，可以保证证书真实可靠，使用者身份信息、公钥、证书有效期等完整的数字证书数据，是所有移动终端用户在互联网上完成身份证明的保证，它们被写入专有的存储介质中，以保证不背恶意篡改和非法获取[4]。移动身份认证的使用（信息科技论文发表--论文发表向导网江编辑加扣二三三五一六二五九七）范围很广，随着移动终端的普及，应用范围包括各级政府政务处理、企事业单位日常办公业务、学校等

PKI 数字证书种类应用介绍

PKI数字证书种类应用介绍目录目录 1.基本概念 (2) 2.数字证书的类别 (3) 1.个人安全电子邮件证书 (3) 2.个人身份证书 (3) 3.企业身份证书 (3) 4.企业安全电子邮件证书 (3) 5.服务器身份证书 (3) 6.企业代码签名证书 (4) 7.个人代码签名证书 (4) 3.数字证书功能与应用 (4) 8.数字安全证书功能介绍 (4) 9.在IE中的应用 (6) 10.在Foxmail 5.0中的应用 (8) 11.在Outlook2000中的应用 (13) 12.在AutoCAD2004中的应用 (18) 13.在Outlook Express 5中的应用 (23) 14.在Microsoft Word XP中的应用（重要） (30)

1.基本概念互联网（Internet）为使用者提供了一个开放的、跨越国界的的信息高速公路的同时，促进了电子商务的产生和发展。电子商务的蓬勃发展给各行各业带来了机遇，但网上欺诈、偷盗和非法闯入等行为对电子商务构成了严重威胁。身份认证中心（CA）的出现和数字安全证书的使用，有效遏制了网上欺诈等行为，为电子商务的开展提供了更加安全的网络环境。数字安全证书就是标志网络用户身份信息的一系列数据，是用来在网络通讯中识别通讯各方的身份，即要在Internet上解决"我是谁"的问题，就如同现实中我们每一个人都要拥有一张证明个人身份的身份证或驾驶执照一样，以表明我们的身份或某种资格。在网上电子交易中，商户需要确认持卡人是信用卡或借记卡的合法持有者，同时持卡人也必须能够鉴别商户是否是合法商户，是否被授权接受某种品牌的信用卡或借记卡支付。而数字安全证书就是参与网上交易活动的各方（如持卡人、商家、支付网关）身份的代表，每次交易时，都要通过数字安全证书对各方的身份进行验证。基于数字证书的关键性，数字证书必须有一个大家都信赖的公正的第三方认证机构即CA中心来颁发和管理。数字安全证书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。最简单的证书包含一个公开密钥、名称以及证书授权中心的数字签名。一般情况下证书中还包括密钥的有效时间，发证机关(证书授权中心)的名称，该证书的序列号等信息，证书的格式遵循itut x.509国际标准。一个标准的x.509数字安全证书包含以下一些内容：证书的版本信息；证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号；证书所使用的签名算法；证书的发行机构名称，命名规则一般采用x.500格式；证书的有效期，现在通用的证书一般采用utc时间格式；证书所有人的名称，命名规则一般采用x.500格式；证书所有人的公开密钥；