《PKI基本知识》课件

基本知识概述PKIPKI公钥基础设施是一种数字安全技术,为企业和个人提供可信的网络环境通过PKI,用户可以实现数字签名、加密解密、身份认证等功能,确保交易和通信的安全性本课程将深入介绍PKI的基本概念和工作原理的定义和作用PKI什么是的主要作用PKI PKIPKI公钥基础设施是一个基于公钥密码学的安全架构,用于PKI可以实现加密、签名、身份验证等关键功能,广泛应用管理数字证书并实现网络通信安全它提供了一种数字认于金融、电子政务、电子商务等领域,确保数据交换的安全证机制,确保信息的机密性、完整性和不可否认性性和可靠性的组成要素PKI核心系统组件用户及证书密钥管理PKI系统由证书颁发机构CA、注册机PKI系统中的用户持有数字证书,用于PKI系统确保用户密钥的安全生成、存构RA、证书仓库和证书状态服务等身份认证、数字签名和加密通信等储、使用和撤销,为各项应用提供可靠关键组件构成,提供认证、签名和加密证书由CA签发并管理其生命周期的密钥支撑等核心功能非对称加密算法密钥对非对称加密使用公钥和私钥作为密钥对公钥用于加密,私钥用于解密加密过程消息使用公钥进行加密,只有持有私钥的人才能解密这确保了数据机密性数字签名采用私钥对消息进行签名,使用公钥可以验证签名的有效性这保证了消息的完整性密钥管理密钥生成密钥存储密钥分发密钥更新使用安全的密钥生成算法和将密钥安全地存储在硬件安采用安全的协议和机制将密定期更新密钥以提高安全性,可靠的随机数源来创建密钥全模块HSM或其他加固的钥安全地传输给授权用户或并制定密钥更新策略和流程对存储设备中设备证书及其生命周期颁发1由可信的CA机构颁发数字证书验证2验证证书的合法性与可靠性续签3定期续签数字证书以确保持续有效撤销4在证书失效时及时撤销证书数字证书是PKI体系的核心,包含了证书的颁发、验证、续签和撤销等全生命周期管理证书的可靠性和有效期对于整个PKI系统的安全性和可信度至关重要,需要严格的生命周期控制证书的格式和内容标准格式版本号数字证书采用标准的X.509格证书版本号描述了证书的格式,包含公钥、唯一标识、发式,常见的有v

1、v2和v3三种行者信息等内容版本证书内容扩展项证书包含申请者信息、公钥、证书还有各种扩展项,如密钥有效期、发行者信息、扩展用途、证书策略等,以满足不项等,构成证书的基本组成同应用场景的需求证书的颁发和验证证书颁发1证书颁发由认证机构根据申请者的身份信息和公钥信息进行审核验证数字签名2认证机构使用自身的私钥为证书数字签名,以确保证书的真实性和完整性证书验证3使用证书时,需要验证其数字签名是否有效,以确保证书的可靠性证书的撤销证书撤销的原因证书撤销列表CRL12证书可能会因为密钥丢失、CA会定期发布证书撤销列证书持有人离职或证书被表CRL，列出已被撤销误用等原因而需要撤销的证书信息在线证书状态协议证书撤销的流程34OCSP证书持有人需向CA申请撤OCSP允许实时查询证书销证书，CA会审核后将其的状态，比CRL更及时地加入CRL或通过OCSP提提供证书状态信息供状态信息数字签名电子文件认证身份识别12数字签名可以确认电子文件的真实性和完整性,防止被篡数字签名能够验证签名人的身份,确保文件来源的可靠性改或抵赖信任机制法律效力34数字签名构建了一个基于PKI体系的可信任机制,增强数数字签名在很多国家与地区具有与手写签名同等的法律字交易的安全性效力数字签名的原理获取摘要1对文件进行哈希运算生成摘要私钥加密2使用签名者的私钥对摘要进行加密附加签名3将加密的摘要作为数字签名附加到文件上数字签名的原理是利用非对称加密算法,通过签名者的私钥对文件的哈希值进行加密,生成数字签名接收方可以使用签名者的公钥对签名进行验证,确保文件的完整性和来源的可靠性这是数字签名安全性的核心保证数字签名的应用场景合同协议电子邮件证书颁发支付交易电子签名可确保合同内容不数字签名可验证邮件发送者数字证书通过数字签名保证数字签名可防止在线支付过被篡改,维护交易双方利益身份,确保邮件完整性了证书信息的真实性和完整程中出现非法篡改性数字时间戳数字时间戳是一种数字证书，用于证明某个数字文档或数据在某个特定时间点存在并没有被篡改它通过加入当时的时间信息和数字签名来保证数据的完整性和不可否认性数字时间戳广泛应用于文档归档、电子交易、知识产权保护等场景，确保了数字内容的时间戳和可靠性它是PKI体系中重要的组成部分，为电子签名等应用提供重要的时间证明数字证书授权系统CA可信根证书证书签发CA系统根本在于颁发受信任CA负责审核用户身份,并根据的根证书,作为信任链的起点相关策略签发数字证书证书管理验证服务CA还负责证书的吊销、更新、CA提供证书验证服务,确保证归档等全生命周期管理书的有效性和可信性系统的架构和功能CA密钥管理1CA系统负责密钥对的生成和管理证书管理2CA系统负责数字证书的颁发、撤销和更新认证服务3CA系统提供身份验证和证书验证服务策略管理4CA系统制定和执行证书策略和认证实践CA系统是PKI体系中的核心组件,负责密钥对的生成和管理、数字证书的颁发和撤销、以及身份验证和证书验证等关键功能同时,CA系统还制定和执行证书策略和认证实践声明,确保PKI的安全性和可靠性的密钥生命周期管理CA密钥生成1使用安全的算法和设备生成密钥对密钥存储2将密钥安全地保存在硬件安全模块中密钥使用3仅在必要时使用密钥进行数字签名密钥更新4定期更换密钥以降低安全风险密钥销毁5彻底销毁不再使用的密钥CA系统必须制定严格的密钥管理政策,涵盖密钥的生成、存储、使用、更新和销毁等全生命周期这有助于确保CA系统的密钥安全性,降低安全事故的风险证书策略和认证实践声明证书策略认证实践声明两者关系证书策略是PKI系统中的一个关键文件,认证实践声明描述了CA在证书生命周证书策略描述什么做,认证实践声明规定了颁发和管理证书的政策、标准期管理中具体的操作规程,确保证书运描述如何做,两者相辅相成,共同确保和流程,确保证书的安全性和公信力营过程的透明性和可审核性PKI系统的可靠性证书验证和路径构建获取证书链从目标证书开始逐级查找其上级证书直到根证书这形成完整的证书链验证证书签名使用每个证书的公钥对其下一个证书的签名进行验证,确保签名有效验证证书有效期检查每个证书的生效和到期日期,确保整个链条在有效期内验证证书撤销状态查询证书撤销列表CRL或在线证书状态协议OCSP,确保证书未被撤销构建信任路径如果证书链验证通过,则可建立从目标证书到根证书的可信任路径证书的信任模型层次化的信任互联网广泛认可PKI通过建立证书颁发机构CA的层次结构来实现证书的广泛的应用和接受使得PKI成为Internet安全的重要基础信任根CA作为最顶层的可信实体，其余CA节点通过设施各类应用程序默认信任广泛部署的根CA，进而建与根CA的交叉认证建立信任链立起互联网范围的信任体系证书策略和认证实践声明证书策略证书政策定义签发和使用证书的规则和要求确保证书的可靠性、安全性和互操作性认证实践声明认证实践声明详细说明CA如何运作和提供认证服务确保透明、可审计和可靠的PKI体系法律责任证书策略和认证实践声明明确了各方的法律权利、义务和责任，确保PKI运营的合规性证书作废列表和在线证书状态协议CRL OCSP证书作废列表在线证书状态协议CRL OCSPCRL是由证书颁发机构定期发布的一个公开列表,记录已经OCSP是一种实时检查证书状态的在线协议它可以及时被撤销或中止的数字证书它为证书用户提供验证证书状地确认证书是否有效,而无需依赖CRL，提高了证书验证的态的重要依据效率安全风险和威胁PKIPKI系统面临着多方面的安全风险和威胁,包括密钥泄露、证书作假、中间人攻击、拒绝服务等这些威胁会严重影响PKI系统的可靠性和信任度,所以必须采取有效的防护措施安全防护措施PKI强化密钥管理加强证书管理12确保密钥的安全生命周期,建立严格的证书颁发和撤防范密钥被泄露或被篡改销机制,防范证书被伪造或滥用完善访问控制部署安全审计34对系统操作、密钥及证书记录并监控关键事件,以及的管理实行分权制衡,最小时发现和应对安全漏洞授权的标准和规范PKI国际标准国家法规行业标准PKI受到国际组织如ISO和ITU-T的广各国政府也制定了相应的法律法规,规不同行业针对自身需求也制定了相应泛标准和规范的规范和指导,确保了范了PKI的实施,确保PKI在本国得到规的PKI标准和规范,保证了PKI在各行业PKI的安全性和互操作性范化发展的规范化应用的应用案例PKI电子政务金融交易PKI广泛应用于电子政务系统,银行等金融机构使用PKI来保确保政府信息交互的安全性护敏感的客户信息和交易数和可靠性据企业应用医疗信息系统PKI技术应用于企业内部的身PKI在医疗信息系统中确保病份认证、授权访问和文档加患隐私和数据完整性,支持远密等场景程医疗应用中国发展现状PKI政策支持中国政府积极推动PKI技术的发展和应用,出台了一系列法规和标准,营造了有利的政策环境应用场景电子政务、金融、电子商务等领域广泛应用PKI技术,实现了安全可靠的电子交易和信息共享市场规模中国PKI市场呈现快速发展态势,预计未来5年内复合年增长率超过20%技术水平国内PKI相关技术和产品已经达到国际先进水平,部分领域如证书签发等已经实现自主可控未来发展趋势PKI人工智能和机器学习1AI和ML将被广泛应用于PKI的风险评估、事件响应和自动化证书管理等领域量子计算时代2量子计算的发展将挑战目前的加密算法,促进量子安全算法和量子密钥分发技术的应用跨链技术与新型PKI3区块链、分布式账本等新兴技术将催生出更灵活、可信的新型PKI体系总结与思考总结回顾未来发展回顾我们对PKI的基础知识、组成PKI必将在新兴技术和应用场景中要素、密钥管理、证书生命周期发挥越来越重要的作用，值得我等作了全面系统的介绍们持续关注和深入思考拓展应用安全保障PKI技术正在不断拓展应用领域，PKI能为各类应用系统提供有力的如物联网、区块链等，开拓更广安全保障,这是其核心价值所在阔的发展空间。