[網絡/HTTPS/Java] PKI公鑰基礎設施體系:基礎概念篇

0 序

  • 看過上一篇文章、且有點懵的朋友,可以參看本篇————針對PKI體系的核心概念進行解釋。

1 PKI體系(公開密鑰基礎設施體系)

1.1 PKI體系是什麼?

  • PKIPublic Key Infrastructure 的縮寫,中文叫做公開密鑰基礎設施,也就是利用公開密鑰機制建立起來的基礎設施

  • PKI主要功能綁定證書持有者的身份相關的密鑰對(通過爲公鑰相關的用戶身份信息簽發【數字證書】),爲用戶提供方便的證書申請證書作廢證書獲取證書狀態查詢的途徑,並利用數字證書及相關的各種服務(證書發佈,黑名單發佈,時間戳服務等)實現通信中各實體的身份認證完整性抗抵賴性保密性

  • PKI 既不是一個協議,也不是一個軟件,它是一個標準,在這個標準之下發展出的爲了實現安全基礎服務目的的技術統稱爲 PKI

  • 百度百科的PKI定義:

PKIPublic Key Infrastructure公鑰基礎設施提供公鑰加密和數字簽名服務的系統或平臺目的是爲了管理密鑰和證書
一個機構通過採用 PKI 框架管理密鑰和證書可以建立一個安全的網絡環境。
PKI 主要包括四個部分:

  • X.509 格式的證書(X.509 V3)和證書廢止列表CRL(X.509 V2);
  • CA 操作協議;
  • CA 管理協議;
  • CA 政策制定
  • CA中心機構——CA系統——數字證書
  • CA 中心機構:管理並運營 CA 系統

負責管理並運營 CA 系統的機構稱爲 CA 中心機構

  • CA 系統:負責頒發數字證書
  • 專門負責頒發數字證書的系統稱爲 CA 系統
  • 所有與數字證書相關的各種概念和技術,統稱爲 PKI(Public Key Infrastructure)。

PKI 的本質是把非對稱密鑰管理進行標準化

  • 數字證書:解決公鑰與用戶映射關係問題;
  • CA:解決數字證書籤發問題;
  • KMC:解決私鑰的備份與恢復問題;
  • 雙證書機制:「簽名證書私鑰」只用於簽名驗籤,「加密證書私鑰」只用於加密解密
  • LDAP:解決數字證書查詢和下載的性能問題,避免 CA 中心成爲性能瓶頸。
  • CRL(證書作廢列表) 和 OSCP(在線證書狀態協議):方便用戶快速獲得證書狀態。
  • RA:方便證書業務遠程辦理、方便證書管理流程與應用系統結合。
  • 電子認證服務機構:保證 CA 系統在數字證書管理方面的規範性、合規性和安全性。

1.2 PKI 基本組件

  • 完整的 PKI 系統必須具有數字證書、v認證中心(CA)證書庫證書吊銷系統密鑰備份及恢復系統PKI 應用接口系統**等構成部分。
組件 描述
數字證書 包含了用於簽名和加密數據的公鑰的電子憑證,是PKI的核心元素
認證中心(CA) 數字證書的申請及簽發機關,CA必須具備權威性
證書資料庫 存儲已簽發的數字證書和公鑰,以及相關證書目錄,用戶可由此獲得所需的其他用戶的證書及公鑰
證書吊銷列表(CRL)/OCSP 在有效期內吊銷的證書列表,在線證書狀態協議OCSP是獲得證書狀態的國際協議
密鑰備份及恢復 爲避免因用戶丟失解密密鑰而無法解密合法數據的情況,PKI提供備份與恢復密鑰的機制。必須由可信的機構來完成。並且,密鑰備份與恢復只能針對解密密鑰,簽名私鑰不能夠作備份
PKI應用接口(API) 爲各種各樣的應用提供安全、一致、 可信的方式與PKI交互,確保建立起來的網絡環境安全可靠,並降低管理成本

1.3 數字證書分類

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