PKI加密技术

PKI和数字证书是网络安全领域中非常重要的概念，它们在保障通信和数据安全方面起着至关重要的作用。

本文将从基本概念出发，简要介绍PKI和数字证书的相关内容。

一、PKI的基本概念1. PKI即公钥基础设施，它是一种基于公钥加密技术的安全体系，用于管理数字证书的发放、验证和吊销等一系列操作。

PKI的核心是建立信任，为了确保通信双方的身份和数据的机密性，采用了公钥加密技术和数字证书的方式来实现。

2. PKI体系中包括密钥管理、数字证书管理、证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）等组成部分，通过这些组成部分的协作，实现了在网络通信中的安全性和可靠性。

二、数字证书的基本概念1. 数字证书是PKI体系中的重要组成部分，它是用于验证公钥持有者身份的一种电子证明。

数字证书包含了公钥持有者的身份信息、公钥以及颁发该证书的证书颁发机构（CA）的数字签名等信息。

2. 数字证书在网络通信中起着至关重要的作用，它能够确保通信双方的身份合法性和数据的完整性，是实现安全通信的重要手段。

3. 数字证书通常采用X.509标准进行制定，包括了证书的结构、内容、扩展字段等规范，以确保数字证书的统一标准和互操作性。

三、PKI和数字证书的工作原理1. PKI通过证书颁发机构（CA）来管理数字证书的发放、验证和吊销等操作，CA是PKI体系中的核心角色，负责签发和管理数字证书。

2. 数字证书的工作原理是利用公钥加密技术和数字签名技术来确保通信双方的身份合法性和数据的完整性。

当通信双方需要进行安全通信时，首先需要获取对方的数字证书，然后使用CA的公钥对数字证书进行验证，确认对方的身份合法性；接着需要使用对方的公钥对数据进行加密和签名，确保数据在传输过程中不被篡改。

3. PKI和数字证书的工作原理可以保证通信的安全性和可靠性，有效防范了中间人攻击、数据篡改等安全威胁。

四、总结PKI和数字证书作为网络安全领域中不可或缺的组成部分，为网络通信提供了重要的安全保障。

公钥基础结构PKI技术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。

用户可利用PKI平台提供的服务进行安全通信。

PKI的理论基础是基于密码学,它所使用的基础技术包括加密(非对称和对称)、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等。

PKI技术主要是基于非对称密钥密码技术,即公开密钥密码技术,同时也交叉使用对称密钥密码技术,两者取长补短,相辅相成,使PKI能够成为方便、灵活的安全服务的安全基础设施。

使用基于公钥技术系统的用户建立安全通信信任机制的基础是:网上进行的任何需要安全服务的通信都是建立在公钥的基础之上的,而与公钥成对的私钥只掌握在他们与之通信的另一方。

这个信任的基础是通过公钥证书的使用来实现的。

公钥证书就是一个用户的身份与他所持有的公钥的结合,在结合之前由一个可信任的权威机构CA来证实用户的身份,然后由其对该用户身份及对应公钥相结合的证书进行数字签名,以证明其证书的有效性。

认证机构(Certificate Authority,CA)是PKI的核心组成部分,一般简称为CA,在业界通常称为认证中心。

它是数字证书的签发机构。

证书是公开密钥体制的一种密钥管理媒介。

它是一种权威性的电子文档,形同网络计算环境中的一种身份证,用于证明某一主体(如人、服务器等)的身份及其公开密钥的合法性。

在使用公钥体制的网络环境中,必须向公钥的使用者证明公钥的真实合法性。

因此,在公钥体制环境下,必须有一个可信的机构来对任何一个主体的公钥进行公证,证明主体的身份以及它与公钥的匹配关系。

CA正是这样的机构。

PKI必须具有权威认证机构CA在公钥加密技术基础上对证书的产生、管理、存档、发放以及作废进行管理的功能,包括实现这些功能的全部硬件、软件、人力资源、相关政策和操作程序,以及为PKI体系中的各成员提供全部的安全服务,如实现通信中各实体的身份认证,保证数据的完整,抗否认性和信息保密等。

pki技术PKI（公钥基础设施）技术是一种广泛应用于网络安全领域的加密技术，其基本原理是通过应用密码学的方法，为公钥和私钥的生成、分发、管理和撤销提供一套完整的解决方案。

PKI技术被广泛应用于数字签名、身份认证、数据加密等方面，为网络通信提供了安全和可靠的保障。

PKI技术的原理核心是非对称加密算法，也就是公钥和私钥的加密机制。

在传统的对称加密算法中，发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密，但是在实际应用中，如何安全地将密钥传输给对方是一个难题。

而非对称加密算法则通过公钥和私钥的机制，可以实现安全的密钥交换，确保密钥只有合法的用户才能访问。

PKI技术的核心组成包括数字证书、证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）和证书撤销列表（CRL）等。

数字证书是PKI技术的核心，它是通过CA机构颁发的一种电子证书，用于证明用户身份的真实性和数据完整性。

数字证书包含了用户的公钥、用户身份信息以及CA机构的签名，通过验证数字证书的有效性，可以确认用户的身份和数据的完整性。

CA机构是PKI技术的核心组织，负责管理和颁发数字证书。

CA机构通常由第三方机构担任，通过对用户身份进行验证和签名操作来验证数字证书的有效性。

CA机构的公钥会事先被广泛分发，而用户则可以使用CA机构的公钥来验证数字证书的有效性。

RA机构则是CA机构的助手，负责用户身份审核和证书申请的处理工作。

RA机构根据用户的身份信息和需求，对用户进行身份验证，并将审核通过的申请提交给CA机构进行签名和颁发数字证书。

CRL则是用于证书撤销的机制，当数字证书的私钥泄露、用户信息变更或者证书已过期等情况发生时，用户可以将相关证书加入CRL列表中，以通知其他用户该证书的无效性。

PKI技术的应用非常广泛，其中最为常见的应用是数字签名和身份认证。

数字签名利用非对称加密算法，为电子文档提供身份认证和数据完整性。

发送方通过用自己的私钥对电子文档进行加密生成数字签名，接收方可以使用发送方的公钥来验证数字签名的有效性，确保电子文档的真实性和完整性。

对称加密 symmetric cryptographic非对称加密 asymmetric cryptographic密钥交换协议 key agreement/exchange哈希算法 Hash报文认证码 MAC数字签名 digital signature数字证书 digital ID/certificate证书颁发机构 certificate authority公钥架构public key infrastructurePK 公钥SK 私钥公钥加密技术PKI是建立在公钥加密技术之上的，那么要了解PKI则首先要看一下公钥加密技术。

加密是保护数据的科学方法。

加密算法在数学上结合了输入的文本数据和一个加密密钥，产生加密的数据（密文）。

通过一个好的加密算法，通过密文进行反向加密过程，产生原文就不是那么容易了，需要一个解密密钥来执行相应的转换。

密码技术按照加解密所使用的密钥相同与否，分为对称密码学和非对称密码学，前者加解密所使用的密钥是相同的，而后者加解密所使用的密钥是不相同的，即一个秘密的加密密钥(签字密钥)和一个公开的解密密钥(验证密钥)。

在传统密码体制中，用于加密的密钥和用于解密的密钥完全相同，通过这两个密钥来共享信息。

这种体制所使用的加密算法比较简单，但高效快速，密钥简短，破译困难。

然而密钥的传送和保管是一个问题。

例如，通讯双方要用同一个密钥加密与解密，首先，将密钥分发出去是一个难题，在不安全的网络上分发密钥显然是不合适的；另外，任何一方将密钥泄露，那么双方都要重新启用新的密钥。

1976年，美国的密码学专家Diffie和Hellman为解决上述密钥管理的难题，提出一种密钥交换协议，允许在不安全的媒体上双方交换信息，安全地获取相同的用于对称加密的密钥。

在此新思想的基础上，很快出现了非对称密钥密码体制，即公钥密码体制（PKI）。

自1976年第一个正式的公共密钥加密算法提出后，又有几个算法被相继提出。

如Ralph Merkle猜谜法、Diffie-Hellman 指数密钥交换加密算法、RSA加密算法、Merkle-Hellman背包算法等。

数据加密技术＼PKI技术与应用[摘要] Internet 技术的普及使用,使得大量的信息必须在网络上进行传输和交换,网络与系统的安全与保密也因此而显得越来越重,论文中给出了两类数据加密技术及PIK技术,并简要介绍了PIK技术的应用。

[关键词] 数据加密DES算法RAS算法公钥PIK技术一、引言目前,Internet已遍及全球,为用户提供了多样化的网络与信息服务,网络信息系统在各行各业发挥了越来越大的作用,各种完备的网络信息系统,使得秘密信息高度集中于计算机中并在网络中进行频繁的信息交换,网络与信息系统的安全与保密问题因此显得越来越重要。

本文描述了两类数据加密技术和建立在公钥理论之上的PIK技术,并对PIK 技术的应用作了简单介绍。

二、数据加密技术数据加密是通过各种网络进行安全的信息交换的基础。

通过数据加密可以实现以下安全服务:(1)机密性:保护被传输的数据免受被动攻击,保护通信量免受分析;(2)鉴别:确保一个通信是可信的;(3)完整性:确保数据在传输过程中没有冗余、插入、篡改、重排序或延迟,也包括数据的销毁;(4)不可抵赖:防止发送方或接收方抵赖所传输的消息;(5)访问控制:限制和控制经通信链路对主机系统和应用程序进行访问的能力;(6)可用性:加密技术按照密钥的使用数量分为常规加密技术和公开密钥加密技术。

常规加密技术基于替代和置换技术,其算法是对称的,通信双方的加密密钥和解密密钥是相同的。

在设计加密算法时,为了保证安全性,首先,加密算法必须足够强大,使得仅根据密文就能破译是不可能的,其次,必须保证密钥的安全性,并定期改变密钥,常规加密算法速度快,被广泛使用。

经典的算法有DES及其各种变形(如Triple DES),IDEA,Blowfish,RC4、RC5以及CAST-128等。

在众多的对称加密算法中,最重要的是DES。

公开密钥加密技术基于数学函数,是非对称的,采用两个不同的密钥——公钥和私钥,公钥公开,私钥保密。

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。

公钥基础设施（PKI）的作用公钥基础设施（PKI）是一种加密技术体系，用于确保网络通信的安全性和可信性。

其作用包括建立和管理密钥、数字证书和数字签名等，为信息安全提供了重要的基础支持。

本文将介绍PKI的概念、功能以及在现代社会中的广泛应用。

一、概述PKI是一种安全基础设施，用于确保通信数据的机密性、完整性和认证性。

它包含了加密算法、数字证书、证书颁发机构（CA）和注册机构（RA）等组件，通过这些组件协同工作，实现了保护网络通信的目标。

二、功能1. 机密性保护：PKI通过使用公钥和私钥配对来实现信息的机密性保护。

发送方使用接收方的公钥将信息加密，只有接收方拥有与其对应的私钥，才能解密信息。

2. 完整性保护：PKI使用数字签名技术来保护数据的完整性。

发送方使用私钥对信息进行签名，接收方使用发送方的公钥来验证数字签名，以确保数据在传输过程中没有被篡改。

3. 身份认证：PKI通过数字证书来验证用户的身份。

数字证书中包含用户的公钥和一些身份信息，由可信的证书颁发机构进行签名和发布。

使用者可以通过验证数字证书的合法性，来确认通信双方的身份。

4. 密钥交换：PKI可以实现安全的密钥交换，确保通信双方的密钥不被窃取或篡改。

通过使用公钥加密算法，通信双方可以在不安全的网络中安全地交换密钥。

三、应用1. 电子商务：PKI在电子商务领域的应用非常广泛。

用户可以通过数字证书进行身份验证，并使用数字签名保护交易的机密性和完整性。

此外，PKI还可以提供交易双方之间的安全通信渠道。

2. 电子政务：PKI可用于政府机构与公民之间的安全通信和身份认证。

通过数字证书的应用，政府机构可以确保公民身份的准确性，并保证与公民之间的信息交互的安全性。

3. 敏感数据保护：PKI对于保护敏感数据的安全性至关重要。

银行、金融机构等行业可以使用PKI来保护客户的个人账户信息和交易数据，从而防止黑客攻击和数据泄露。

4. 远程访问和虚拟专用网络（VPN）：PKI可用于远程访问和VPN连接的安全性保障。

PKI技术及其发展应用PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施），是一种基于非对称加密技术的安全体系，用于确保网络通信的机密性、完整性和身份认证。

PKI技术的发展应用范围广泛，包括数字证书、数字签名、SSL/TLS协议、电子邮件安全等。

PKI技术的核心是公钥和私钥的配对使用。

私钥只有持有者知道，用于数据的加密和数字签名；公钥可以公开，用于数据的解密和验证签名。

通过公钥加密，发送者可以将数据安全地传输给接收者，只有接收者使用其私钥才能解密数据。

而通过私钥签名，发送者可以确保数据的完整性和真实性，接收者可以通过发送者的公钥验证签名。

1.数字证书：数字证书是PKI体系中最重要的组成部分。

数字证书通过授权机构（CA）签发，用于确认公钥和身份的关联性。

证书中包含公钥、持有者的身份信息等，由CA对这些信息进行签名。

通过验证证书，用户可以确认数据的真实性和完整性，从而确保通信的安全。

2.数字签名：数字签名是PKI技术中的一项重要应用，用于验证数据的真实性和完整性。

发送者使用私钥对数据进行签名，接收者使用发送者的公钥验证签名。

如果数据在传输过程中被篡改，验证过程将失败。

数字签名被广泛应用于电子合同、电子交易等场景，以确保数据的可靠性。

3. SSL/TLS协议：SSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）是一种基于PKI的安全传输协议。

通过使用数字证书和非对称加密，SSL/TLS协议可以确保网络通信的安全性。

SSL/TLS协议被广泛应用于网上银行、电子商务等需要保护用户隐私和数据安全的场景。

4.电子邮件安全：PKI技术可以用于确保电子邮件的机密性和完整性。

通过使用数字证书和加密算法，可以对邮件内容进行加密，防止被窃听和篡改。

同时，数字签名可以确保邮件的真实性和完整性。

1.长期可信性：PKI技术的可信性依赖于授权机构（CA）。

PKI（Public Key Infrastructure ）即"公钥基础设施"，是一种遵循既定标准的密钥管理平台,它能够为所有网络应用提供加密和数字签名等密码服务及所必需的密钥和证书管理体系，简单来说，PKI就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。

PKI技术是信息安全技术的核心，也是电子商务的关键和基础技术。

PKI的基础技术包括加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等。

PKI综述PKI是Public Key Infrastructure的缩写，是指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。

这个定义涵盖的内容比较宽，是一个被很多人接受的概念。

这个定义说明，任何以公钥技术为基础的安全基础设施都是PKI。

当然，没有好的非对称算法和好的密钥管理就不可能提供完善的安全服务，也就不能叫做PKI。

也就是说，该定义中已经隐含了必须具有的密钥管理功能。

X.509标准中，为了区别于权限管理基础设施(Privilege Management Infrastructure，简称PMI)，将PKI定义为支持公开密钥管理并能支持认证、加密、完整性和可追究性服务的基础设施]。

这个概念与第一个概念相比，不仅仅叙述PKI能提供的安全服务，更强调PKI 必须支持公开密钥的管理。

也就是说，仅仅使用公钥技术还不能叫做PKI，还应该提供公开密钥的管理。

因为PMI仅仅使用公钥技术但并不管理公开密钥，所以，PMI就可以单独进行描述了而不至于跟公钥证书等概念混淆。

X.509中从概念上分清PKI和PMI有利于标准的叙述。

然而，由于PMI使用了公钥技术，PMI的使用和建立必须先有PKI的密钥管理支持。

也就是说，PMI不得不把自己与PKI绑定在一起。

当我们把两者合二为一时，PMI+PKI 就完全落在X.509标准定义的PKI范畴内。

根据X.509的定义，PMI+PKI仍旧可以叫做PKI，而PMI完全可以看成PKI的一个部分。

PKI简介PKI 介绍1.1 PKI的概念PKI是"Public Key Infrastructure"的缩写，意为"公钥基础设施"，是一个用非对称密码算法原理和技术实现的、具有通用性的安全基础设施。

PKI利用数字证书标识密钥持有人的身份，通过对密钥的规范化管理，为组织机构建立和维护一个可信赖的系统环境，透明地为应用系统提供身份认证、数据保密性和完整性、抗抵赖等各种必要的安全保障，满足各种应用系统的安全需求。

简单的说,PKI是提供公钥加密和数字签名服务的系统，目的是为了自动管理密钥和证书，保证网上数字信息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性。

就像墙上的电源插座和TCP/IP 栈一样,它的"接入点"是统一的。

1.2为什么需要PKI随着网络技术的发展，特别是Internet的全球化，各种基于互联网技术的网上应用，如电子政务、电子商务等得到了迅猛发展。

网络正逐步成为人们工作、生活中不可分割的一部分。

由于互联网的开放性和通用性，网上的所有信息对所有人都是公开的，因此应用系统对信息的安全性提出了更高的要求。

（1）对身份合法性验证的要求以明文方式存储、传送的用户名和口令存在着被截获、破译等诸多安全隐患。

同时，还有维护不便的缺点。

因此，需要一套安全、可靠并易于维护的用户身份管理和合法性验证机制来确保应用系统的安全性。

（2）对数据保密性和完整性的要求企业应用系统中的数据一般都是明文，在基于网络技术的系统中，这种明文数据很容易泄密或被篡改，必须采取有效的措施保证数据的保密性和完整性。

（3）传输安全性要求以明文方式在网上传输的数据，很容易被截获以至泄密，必须对通信通道进行加密保护。

利用通信专线的传统方式已经远远不能满足现代网络应用发展的需求，必须寻求一种新的方法来保证基于互联网技术的传输安全需求。

（4）对数字签名和不可否认的要求不可抵赖性为了防止事件发起者事后抵赖，对于规范业务，避免法律纠纷起着很大的作用。