PKI系统架构解读
PKI体系
PKI体系公钥基础设施PKI技术与应用发展公钥基础设施PKI技术与应用发展一、概述PKI是“Public Key Infrastructure”的缩写，意为“公钥基础设施”。
简单地说，PKI技术就是利用公钥理论和技术建立的提供信息安全服务的基础设施。
公钥体制是目前应用最广泛的一种加密体制，在这一体制中，加密密钥与解密密钥各不相同，发送信息的人利用接收者的公钥发送加密信息，接收者再利用自己专有的私钥进行解密。
这种方式既保证了信息的机密性，又能保证信息具有不可抵赖性。
目前，公钥体制广泛地用于CA认证、数字签名和密钥交换等领域。
PKI似乎可以解决绝大多数网络安全问题，并初步形成了一套完整的解决方案，它是基于公开密钥理论和技术建立起来的安全体系，是提供信息安全服务的具有普适性的安全基础设施。
该体系在统一的安全认证标准和规范基础上提供在线身份认证，是CA认证、数字证书、数字签名以及相关安全应用组件模块的集合。
作为一种技术体系，PKI 可以作为支持认证、完整性、机密性和不可否认性的技术基础，从技术上解决网上身份认证、信息完整性和抗抵赖等安全问题，为网络应用提供可靠的安全保障。
但PKI绝不仅仅涉及到技术层面的问题，还涉及到电子政务、电子商务以及国家信息化的整体发展战略等多层面问题。
PKI作为国家信息化的基础设施，是相关技术、应用、组织、规范和法律法规的总和，是一个宏观体系，其本身就体现了强大的国家实力。
PKI的核心是要解决信息网络空间中的信任问题，确定信息网络空间中各种经济、军事和管理行为主体（包括组织和个人）身份的惟一性、真实性和合法性，保护信息网络空间中各种主体的安全利益。
公钥基础设施(PKI)是信息安全基础设施的一个重要组成部分，是一种普遍适用的网络安全基础设施。
PKI是20世纪80年代由美国学者提出来了的概念，实际上，授权管理基础设施、可信时间戳服务系统、安全保密管理系统、统一的安全电子政务平台等的构筑都离不开它的支持。
PKI详解——精选推荐
PKI详解⼀、什么是PKI？官⽅定义：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。
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。
通俗理解：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，它是⽬前⽹络安全建设的基础与核⼼。
PKI的主要任务是在开放环境中为开放性业务提供基于⾮对称密钥密码技术的⼀系列安全服务，包括⾝份证书和密钥管理、机密性、完整性、⾝份认证和数字签名等。
因此，⽤户可利⽤PKI平台提供的服务进⾏电⼦商务和电⼦政务应⽤。
⼆、 PKI技术原理与组成架构2.1 PKI技术要解决哪些问题先了解什么是密钥？什么是证书？密钥在我之前写的"密码学原理"⽂章⾥有提到过。
密钥通俗理解就是你想传送⽂件和数据时，怕被别⼈截获后看到，就在传输前⽤⼀种算法加上密，使别⼈截获了也不容易得到明⽂，然后接受⽅得到密⽂后，解密出来就可以看到你传给他的数据和⽂件了。
密钥的作⽤就是保密，算法是加密的⽅法。
证书的通俗理解：要开车得先考驾照，驾照上⾯记有本⼈的照⽚、姓名、出⽣⽇期等个⼈信息，以及有效期、准驾车辆的类型等信息，并由公安局在上⾯盖章。
我们只要看到驾照，就可以知道公安局认定此⼈具有驾驶车辆的资格。
证书其实和驾照很相似，⾥⾯记有姓名、组织、邮箱地址等个⼈信息，以及属于此⼈的公钥，并由认证机构( Certification Authority. Certifying Authority, CA )施加数字签名。
PKI系统架构解读
PKI系统架构解读PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施）是一个广泛使用的密码学框架，用于管理和保护公钥和数字证书的创建、存储、分发和验证。
它提供了一种安全的方式来进行身份验证、数据机密性和完整性的保护。
PKI系统架构是整个PKI系统的组织结构和功能的布局。
下面是对PKI系统架构的解读。
1. 证书颁发机构（Certificate Authority，CA）：CA是PKI系统的核心组件，负责颁发数字证书并验证其真实性。
CA根据标准的验证流程和证书策略对申请的数字证书的请求进行审批，并使用自己的私钥签署数字证书。
大型组织通常拥有自己的内部CA，而合作伙伴和用户则使用不同的CA进行验证。
3. 目录服务（Directory Service）：目录服务是一个存储和处理证书的数据库。
它为用户提供了常规和高级功能，并对数字证书的访问权限进行管理。
目录服务通常还提供验证证书的功能，以确保证书的有效性。
4.数字证书：数字证书是PKI系统的核心组件，用于验证用户的身份和信息的完整性。
证书中包含了用户的公钥、证书持有人的标识信息以及CA的数字签名。
数字证书经过CA的签名后被分发给用户，证书中的公钥用于加密和验证数据的完整性。
5.客户端：客户端是使用PKI系统的终端用户。
客户端可以是个人计算机、手机、智能卡等设备。
客户端用于生成密钥对、生成证书请求、安装和使用数字证书以及与其他PKI系统组件进行通信。
1.用户生成密钥对：用户使用客户端生成密钥对，包括公钥和私钥。
私钥被保持在用户端，而公钥将被用于证书的生成和验证。
2.用户向RA提交证书申请请求：用户将证书申请请求提交给RA，包括用户的身份信息和公钥。
RA验证用户的身份信息，然后将请求转发给CA。
3.CA审核和签署证书：CA审核证书申请，验证用户的身份并验证公钥的真实性。
如果一切正常，CA将使用CA的私钥对证书进行签名并生成数字证书。
4.数字证书分发：CA将数字证书返回给RA，然后RA将其传递给用户。
一种汽车PKI系统技术方案
一种汽车PKI系统技术方案摘要：信息安全是汽车智能化和网联化所面临的必然问题。
随着网络通信技术的不断发展，人们借助各种终端设备对汽车实现了更多的智能控制，给日常生活带来了便利的同时，也暴露了汽车容易被远程控制，恶意攻击的安全隐患，汽车企业更是面临遭受重大社会性事件的安全风险。
本方案拟通过PKI体系建设，为汽车车联网平台、终端提供信息安全认证防护能力。
关键字：信息安全数字证书密钥加密解密1技术方案1.1总体技术架构基于数字证书的身份标识，通过建立严谨的证书管理和使用规范，为车联网解决的应用和终端颁发数字证书，虚拟身份和真实身份进行绑定，解决身份标识和唯一性问题。
通过服务平台面向车联网业务平台提供获取根证书和用户证书等API接口，并提供Web管理端实现证书全生命周期的管理，以及配合线上发证实现对TBOX灌装数字证书。
面对TBOX，终端安全SDK除了提供相应配合灌装密钥和证书的功能外，还提供必要的安全算法，支持数字签名/验签及加密/解密等功能。
1.2PKI/CA系统建设PKI/CA系统支持多种安全的加密算法，包括SM1、SM4等对称密码算法，SM2、ECC、RSA等非对称密码算法，SM3、SHA-256等杂凑密码算法。
采用先进的设计模式并具有完善的功能，系统支持分布式部署和管理，设计的证书容量为亿级，可根据需要进行灵活扩展，以满足不同规模用户自主建立 CA平台的需求。
系统主要包括CA认证中心、RA注册中心、OCSP、LDAP、KMS密钥管理中心等，PKI的硬设备还包括密码模块。
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。
CA架构图具体如下：1.3PKI系统组成1.3.1CA系统CA系统是数字证书认证系统的主要服务系统，用于初始化用户数字证书认证系统，配置数字证书策略模板，编辑设置可签发证书的种类、数量，包括单密钥对数字证书、双密钥对数字证书、文件数字证书、USBKey数字证书、移动数字证书等，规范数字证书注册内容，发布数字证书到LDAP服务上，签发和管理用户数字证书，签发和管理CRL发布，提供OCSP服务接口等。
PKI工作原理和组织安全指南
PKI工作原理和组织安全指南PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施）是一种基于非对称加密的安全解决方案，它用于建立并管理公钥、数字证书以及其他相关的加密技术。
PKI的工作原理基于公钥和私钥的配对，通过使用私钥对数据进行加密，然后使用公钥对加密数据进行解密。
PKI还提供了数字证书的发行和验证机制，用于验证公钥的真实性和可信度。
PKI的组织安全指南包括以下几个方面：1.机构安全策略：PKI的部署需要明确安全策略和目标，包括确定机构的安全需求、制定机构内部的安全政策等。
2.密钥管理：PKI使用的非对称加密算法需要配对的公钥和私钥，并需要通过安全方式进行生成、存储和管理。
机构需要建立针对密钥的安全控制措施，包括使用安全的随机数生成器、定期更换密钥对、合理地分发和保护私钥等。
3.数字证书管理：PKI使用数字证书进行公钥的认证和验证。
机构需要建立一套有效的证书管理过程，包括发行、验证和吊销证书的机制，并确保证书的安全存储和传输。
4.安全协议和算法：PKI使用的加密算法和协议需要经过严格的安全评估和审计，并选择具有足够安全性的算法和协议。
同时，在PKI通信中应该使用安全的传输层协议（如SSL/TLS）来保护数据的传输过程。
5.身份验证和访问控制：PKI支持基于公钥和数字证书的身份验证机制。
机构需要建立恰当的身份验证和访问控制机制，确保只有合法用户才能访问系统和数据。
6.安全复原：PKI应该有一套完备的安全复原计划，用于应对安全事件和故障的发生。
机构需要建立备份策略、恢复过程和应急响应机制，以保障PKI系统的可用性和可靠性。
7.安全审计和监控：PKI的安全性需要进行定期的审计和监控，包括监测系统日志、审查管理控制、强化防护措施等。
机构应该建立有效的安全监控机制，及时发现和应对安全威胁。
总结起来，PKI的工作原理基于非对称加密和数字证书管理机制，通过使用公钥和私钥配对进行安全通信。
最新PKI建设方案
最新PKI建设方案介绍PKI，即公钥基础设施，是一套技术和政策的组合，用于支持数字证书的生成、签发、分发和管理，以确保数据的机密性、完整性和身份验证。
PKI的建设方案是为了满足现代信息技术环境下对安全性和保密性的需求，在企业和政府部门中广泛应用。
1.设计和架构PKI建设方案的第一步是设计和架构。
在这个阶段，需要确定PKI系统的目标和需求，并根据这些需求设计一个满足安全性要求的架构。
其中包括密钥管理、证书颁发机构、证书数据库和证书撤销列表等核心组件。
2.密钥生成和管理PKI的核心是密钥生成和管理。
在密钥生成中，需要使用安全的伪随机数生成器生成加密密钥对，包括公钥和私钥。
随后，需要实施密钥管理策略，确保密钥的安全保存、备份和恢复，并定期更换加密密钥对以保证安全性。
3.证书颁发机构证书颁发机构（Certification Authority，CA）是PKI系统的核心组件之一、CA负责生成和签发数字证书，证明公钥的有效性和身份验证。
在这个新的PKI方案中，CA可以是自建或第三方提供的，具体取决于组织的需求和资源。
4.数字证书数字证书是PKI系统的核心，用于证明公钥的合法性和身份验证。
数字证书是由CA生成和签发的，其中包含了公钥、证书持有者的身份信息和签名等。
在新的PKI方案中，数字证书使用最新的加密算法和安全标准，以确保证书的机密性和完整性。
5.证书撤销和更新在PKI系统中，证书撤销和更新是必要的安全措施。
证书撤销是指当私钥泄露、证书过期或证书持有人身份信息发生变化时，撤销相关的数字证书。
证书更新是确保证书的有效期持续，并使用最新的加密算法和安全标准对数字证书进行更新。
6.安全策略和合规性PKI建设方案需要考虑安全策略和合规性要求，以满足法规和行业标准对数据安全和隐私的要求。
其中包括数据加密、访问控制、审计日志和合规性报告等。
这些策略可以根据组织的需求量身定制，以确保PKI系统的安全性和合规性。
结论最新的PKI建设方案涵盖了最新的技术和安全标准，以确保通信的安全性和完整性，实现身份认证和授权，并保护用户的隐私和数据安全。
PKI体系(公开密钥体系)介绍
公开密钥加密与对称密钥加密的不同：
加密密钥不需要通过不安全的方式在通讯方之间 传递。 公开密钥使得同一个用户如果使用多种需要安全 保护的系统，不需要记住和使用多个不同的密钥。 用私有密钥对数据指纹加密可以作为数字签名， 可以防篡改和防假冒。 对 称 密 钥 算 法 比 公 开 密 钥 算 法 速 度 快 很 多 。 （ 在 Pentium 90 的计算机上， 512 Bits RSA 速 度 是 2 1 . 6 K Bits/s，1024 Bits RSA 为 7 . 4 K Bits/s，比著名的对称密钥算法DES慢100倍。）
数据发送方
=
数据接收方
公开密钥体系（也成为非对称密 钥体系）产生
• 针对对称密钥的不足之处，1976年 Whitfield Diffie和Martin Hellman提出 了公开密钥密码体系 - PKCS (PublicKey Cryptographic Standard) 。RSA是一 种著名的被广泛采用的公开密钥算法，出 现于1977年。
谢谢！
Байду номын сангаас
公开密钥体系密钥组成
• PKCS是给每个通讯者两个密钥：公开密钥 和私有密钥，用其中一个密钥加密的数据 只有用另一个密钥才能解密。
公开密钥 私有密钥
公开密钥/私人密钥加密/解密过程
数据发送方
原始文挡
RSA加密运算
接收方的 公开密钥
加密后的数据
• 数据加密过程：
生成
数据接收方
• 数据解密过程：
加密后的数据
– 方法：
• • • 进入IE浏览器，点菜单的[工具] – [Interenet 选项] – [内容] – [证书]； 选中证书，点[高级]按钮。 选中安全电子邮件
网络证书管理系统
网络证书管理系统网络证书管理系统（Certificate Management System, CMS）是一种专门用于管理和分发数字证书的系统。
数字证书是一种由认证机构（CA）颁发的电子凭证，用于验证数字通信中的身份、保护数据隐私和确保数据完整性。
网络证书管理系统可以自动化管理数字证书的生成、签发、发布、续期、吊销等各个环节，提高数字证书管理的可靠性和效率。
本文将详细介绍一个基于PKI（Public Key Infrastructure）架构的网络证书管理系统。
系统架构网络证书管理系统可以采用集中式或分布式架构。
集中式架构下，所有证书的处理、存储和管理都由一个中心服务器负责。
分布式架构下，证书的处理、存储和管理可以由多个服务器共同协作完成，提高系统的可靠性和可扩展性。
基于PKI架构的网络证书管理系统通常由以下几个组件构成：1.证书授权中心（Certificate Authority, CA）：负责签发数字证书、验证证书请求者的身份、审查证书申请的合法性、吊销证书等，是数字证书信任链的根节点。
2.证书注册中心（Certificate Registration Authority, CRA）：负责管理所有各个CA机构，向CA分发证书可信列表（Certificate Revocation List, CRL）等。
3.证书管理工具（Certificate Management Tool, CMT）：负责管理员的管理平台，可以生成证书、证书请求等。
4.证书客户端（Certificate Client）：用户用于访问服务器资源时使用，验证数字证书的有效性和真实性。
系统功能网络证书管理系统的主要功能包括：1.生成证书请求：证书请求包含了申请者的公钥和相关信息，作为签发证书的基础。
CMT提供证书请求生成工具，可以生成符合规范的证书请求。
2.审核证书请求：CA收到证书请求后，会对用户提供的信息进行审查，确认其身份和数据的真实性。
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PKI/CA发展历程
亚洲PKI论坛成立于2001年6月13日，包括日本、韩国、新 加坡、中国、中国香港、中国台北和马来西亚。 论坛呼吁加强亚洲国家和地区与美国 PKI论坛、欧洲EESSI等PKI组织的联系， 促进国际间PKI互操作体系的建设与发 展。 论坛下设四个专项工作组，分别是技术 兼容组、商务应用组、立法组和国际合 作组。（网址：）
PKI/CA发展历程
中国PKI论坛经国家计委批准成立的非营利性 跨行业中介组织 是国家授权与国外有关PKI机构和组织沟通的 窗口； 中国PKI论坛现任亚洲PKI论坛副主席； 中国PKI论坛目前挂靠在国家信息中心； 其网址为
PKI/CA发展历程
1996-1998年，国内开始电子商务认证方面的研究，尤其中国 电信派专家专门去美国学习SET认证安全体系 1997年1月，科技部下达任务，中国国际电子商务中心（外经 贸委）开始对认证系统进行研究开发 1998年11月，湖南CA中心开始试运行 1998年10月，国富安认证中心开始试运行 1999年第一季，上海CA中心开始试运行 1999年8月，湖南CA通过国密办鉴定，测评中心认证 1999年10月7日，《商用密码管理条例》颁布 1999年-2001年，中国电子口岸执法系统完成 1999年8月-2000年，CFCA开始招标并完成
PKI实现的安全功能
1.1你是谁? 1.2怎么确认你就是你? 1.1我是Rick. 1.2 口令是1234. 2. 我能干什么? Internet/Intranet 2.你能干这个,不能干那个. 3.如何让别人无法偷听? 4.如何保证不能被篡改? 4.别怕,我有数字签名. 5.我偷了机密文件,我不承认. 3. 我有密钥? Mary
保密性 Confidentiality: 确保在一个计算机系统 中的信息和被传输的信息仅能被授权让读取的那 方得到。
完整性Integrity: 确保仅是被授权的各方能够对 计算机系统中有价值的内容和传输的信息进行权 限范围之内的操作，这些操作包括修改、改变状 态、删除、创建、时延或重放。
可用性 Availability: 即保证信息和信息系统随 时为授权者提供服务，而不出现非授权者滥用 却对授权者拒绝服务的情况。 不可否认性 non-repudiation: 要求无论发送方 还是接收方都不能抵赖所进行的传输。 鉴别Authentication: 就是确认实体是它所声明 的，用于对人或实体的身份进行鉴别，为身份 的真实性提供保证，一般可通过认证机构 CA和 证书来实现。
密码学与信息安全
信息的私密性(Privacy) 对称加密 信息的完整性(Integrity) 数字签名 信息的源发鉴别(Authentication) 数字签名 信息的防抵赖性(Non-Reputation) 数字签名 ＋ 时间戳
信息安全技术与PKI
不存在单一的机制能够提供上述列出的儿 种服务，网络环境下的安全服务需要依靠密码 技术、身份认证技术、防火墙、防病毒、灾难 备份、安全审计、入侵检测等安全机制综合应 用起来实现。 在应用层上对信息进行加密的算法或对消 息来源进行鉴别的协议已有多年的研究。但在 传统的基于对称密钥的加密技术中，密钥的分 发的问题一直没有得到很好的解决。并对电子 商务、安全电子邮件、电子政务等新的安全应 用，传统技术基于共享密钥的鉴别协议对通信 主体研究， 初步形成一套完整的 Internet 安全解决方案，即 目前被广泛采用的PKI技术。PKI技术采用证书管 理公钥，通过第三方的可信任机构—认证中心CA （ Certificate Authority ）把用户的公钥和用户 的其他标识信息 ( 如名称、 E-mail 、身份证号等 ) 捆绑在一起。通过 Internet的 CA 机构，较好的解 决了密钥分发和管理问题，并通过数字证书，对 传输的数据进行加密和鉴别，保证了信息传输的 机密性、真实性、完整性和不可否认性。 目前， PKI 的安全认证体系得到了各界人士 的普通关注。国外的一些大的网络安全公司也都 推 出 了 PKI 的 产 品 ， 如 美 国 的 IBM 、 加 拿 大 的 Entrust, SUN等，为用户之间的内部信息交互提 供了安全保障。
PKI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
PKI/CA发展历程
1976年，提出RSA算法 20世纪80年代，美国学者提出了PKI的概念 为了推进PKI在联邦政府范围内的应用，1996年就成立了 联邦PKI指导委员会 1996年，以Visa、MastCard、IBM、Netscape、MS、数家 银行推出SET协议，推出CA和证书概念 1999年，PKI论坛成立 2000年4月，美国国防部宣布要采用PKI安全倡议方案。 2001年6月13日，在亚洲和大洋洲推动PKI进程的国际组 织宣告成立，该国际组织的名称为“亚洲PKI论坛”，其 宗旨是在亚洲地区推动PKI标准化，为实现全球范围的电 子商务奠定基础
第7章 PKI系统架构
信息安全服务
早期的信息安全是主要是通过物理和行政 手段来实现的，或者是通过简单密码技术来保障。 随着网络技术的发展，需要更加完善的系统来保 护那些存储在计算机中文件和其他信息，包括网 络中传输的数据信息。进入80年代，信息安全技 术有了较大发展，计算机网络安全研究与发展只 关注以下几种安全服务，这些服务包括了一个信 息安全设施所需要的各种功能。
什么是PKI
公钥基础设施（Public Key Infrastructure） PKI是一个用公钥概念和技术来实施和提供 安全服务的具有普适性的安全基础设施。 它能够为所有网络应用提供采用加密和数 字签名等密码服务所需要的密钥和证书管 理。
信任管理 从根本上讲，PKI是表示和管理信任关系的工具; 数字化、电子化社会的基础之一 在数字化社会中，实体间建立信任关系的关键是 能彼此确定对方的身份；