[精选]课件16 第8章 网络安全基础设施18654.pptx
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1、第第8 8章章 网络安全基础设施网络安全基础设施 主要内容主要内容PKI的组件的组件 PKI信任框架信任框架 认证标准与认证过程认证标准与认证过程 PMI介绍介绍主要内容主要内容PKI的组件的组件PKI信任框架信任框架认证标准与认证过程认证标准与认证过程PMI介绍介绍PKIPKI的组件的组件 数字证书 证书签发机构(CA)注册权威机构(RA)证书管理协议 证书的注销 目录服务与证书存储库时间戳颁发机构 数字证书数字证书 目前使用的是目前使用的是X509 v3X509 v3标准的证书样式。证书标准的确标准的证书样式。证书标准的确定经历了一个较长的过程。早在定经历了一个较长的过程。早在198819
2、88年,年,ISO/IEC/ITU ISO/IEC/ITU 9594-89594-8发布了发布了X509 v1X509 v1证书标准,到证书标准,到19931993年又修订为年又修订为X509 v2X509 v2,同年,同年,InternetInternet增强型私用电子邮件小组增强型私用电子邮件小组(PEMPEM)发布了基于发布了基于X509 v1X509 v1证书的证书的PKIPKI规范,针对该标规范,针对该标准中的不足,准中的不足,ISO/IEC/ITUISO/IEC/ITU和和ANSI X9ANSI X9小组在小组在19961996年年6 6月正月正式发布了式发布了X509 v3X50
3、9 v3的标准证书格式,的标准证书格式,PKIXPKIX小组以此为标小组以此为标准创建了准创建了InternetInternet上的配置文件。上的配置文件。数字证书数字证书证书签发机构证书签发机构(CA)CA)证书签发机构(证书签发机构(CACA)是公钥基础设施中受信任的第三方实是公钥基础设施中受信任的第三方实体,体,CACA负责向主体发行证书,并通过主体亲自签署的证书负责向主体发行证书,并通过主体亲自签署的证书表明主体的身份和主体使用的公开密钥的真实性,这在使表明主体的身份和主体使用的公开密钥的真实性,这在使用公钥基础设施的网络环境中是至关重要的措施。用公钥基础设施的网络环境中是至关重要的措
4、施。CACA是实是实现现PKIPKI的核心组件,负责证书的发行、注销、更新和续用的核心组件,负责证书的发行、注销、更新和续用等管理任务,证书与等管理任务,证书与CRLCRL的发布、以及围绕证书的签发与的发布、以及围绕证书的签发与维护管理过程中的事件的日志工作。维护管理过程中的事件的日志工作。注册权威机构(注册权威机构(RARA)在某些实现中,在某些实现中,CACA将某些责任委派给注册权威机构将某些责任委派给注册权威机构RARA(Registry AuthorityRegistry Authority)担负。根据担负。根据RFC 2510RFC 2510的的InternetInternet公钥基
5、础设施证书管理协议公钥基础设施证书管理协议(CMPCMPCertificate Management Protocols)Certificate Management Protocols)规定的规定的RARA功能包括功能包括个人认证、令牌分发、注销报告、名称指定、密钥生成、个人认证、令牌分发、注销报告、名称指定、密钥生成、存储密钥对等内容,在多数情况下,存储密钥对等内容,在多数情况下,RARA负责在证书登记过负责在证书登记过程中核实证书申请者的身份。程中核实证书申请者的身份。证书管理协议证书管理协议 证书管理协议包括公钥加密系统标准证书管理协议包括公钥加密系统标准PKCSPKCS、证书管理协议
6、证书管理协议CMPCMP和证书管理消息和证书管理消息CMCCMC等协议,这几个证书管理协议定义等协议,这几个证书管理协议定义了证书登记的某些细节(如加密算法),在某些情况下,了证书登记的某些细节(如加密算法),在某些情况下,这些协议也有助于定义证书注销过程,有一些供应商甚至这些协议也有助于定义证书注销过程,有一些供应商甚至提供了诸如密钥恢复和证书自动续用等附加能力,更加扩提供了诸如密钥恢复和证书自动续用等附加能力,更加扩展了这些协议的作用。展了这些协议的作用。公钥加密系统标准公钥加密系统标准PKCSPKCS证书管理协议证书管理协议CMPCMP证书管理消息证书管理消息CMCCMC公钥加密系统标准
7、公钥加密系统标准PKCSPKCS公钥加密系统标准公钥加密系统标准PKCSPKCS(Public Key Cryptographic Public Key Cryptographic StandardsStandards)是由是由RSA SecurityRSA Security开发的一组标准协议,用开发的一组标准协议,用以定义安全信息交换的方法。这一族协议的编号为从以定义安全信息交换的方法。这一族协议的编号为从PKCS PKCS#1#1到到PKCS#15PKCS#15,其中除其中除PKCS#13PKCS#13和和PKCS#14PKCS#14是已提交待批是已提交待批的标准外,其他几个标准都已经正式
8、发布,而的标准外,其他几个标准都已经正式发布,而PKCS#2PKCS#2和和PKCS#4PKCS#4两个协议都包含在两个协议都包含在PKCS#1PKCS#1中。中。证书管理协议证书管理协议CMPCMP证书管理协议证书管理协议CMP(Certificate Management Protocol)CMP(Certificate Management Protocol)是是由由PKIXPKIX工作组根据工作组根据RFC2510RFC2510(Internet Internet 公钥基础设施证书公钥基础设施证书管理协议)和管理协议)和RFC2511RFC2511(InternetInternet公钥
9、基础设施证书请求公钥基础设施证书请求管理框架)两个标准而制定的。在处理证书的请求和响应管理框架)两个标准而制定的。在处理证书的请求和响应消息方面可替代消息方面可替代PKCSPKCS中相应协议。中相应协议。CMPCMP协议的功能比较强,协议的功能比较强,可以支持许多不同的证书管理功能,如交叉证明的请求与可以支持许多不同的证书管理功能,如交叉证明的请求与响应消息,注销证书的请求和响应消息,恢复密钥的请求响应消息,注销证书的请求和响应消息,恢复密钥的请求与响应消息,以及证书和与响应消息,以及证书和CRLCRL的分发消息等。虽然的分发消息等。虽然CMPCMP的功的功能丰富,而且也得到了很多能丰富,而且
10、也得到了很多CACA产品的支持,但在同产品的支持,但在同CACA交互交互的应用程序和设备中,的应用程序和设备中,CMPCMP协议并未得到广泛的支持。协议并未得到广泛的支持。证书管理消息证书管理消息CMCCMCCMPCMP的大而全与复杂性在一定程度上影响了的大而全与复杂性在一定程度上影响了CMPCMP的推广应用。的推广应用。为了替代为了替代CMPCMP,PKIXPKIX工作组又发布了基于加密系统消息语工作组又发布了基于加密系统消息语法的证书管理消息协议法的证书管理消息协议CMC(Certificate Management CMC(Certificate Management Messages
11、over CMS)Messages over CMS),该协议的总体目标是在保持简洁性该协议的总体目标是在保持简洁性的同时,提供高级证书管理功能,并且能够支持广泛使用的同时,提供高级证书管理功能,并且能够支持广泛使用的的PKCSPKCS协议族。在协议族。在CMCCMC中,使用中,使用PKCS#10PKCS#10处理证书请求消处理证书请求消息,使用息,使用PKCS#7PKCS#7处理证书的响应消息。处理证书的响应消息。CMCCMC还引用还引用RFC2511RFC2511来支持由来支持由CMPCMP定义的更高级的证书请求格式。定义的更高级的证书请求格式。证书的注销证书的注销 负责证书注销功能的系统
12、是负责证书注销功能的系统是PKIPKI的一个重要组件。的一个重要组件。在有的情况下,一个证书的继续存在会对主体或在有的情况下,一个证书的继续存在会对主体或单位的信息安全造成威胁单位的信息安全造成威胁.注销证书的管理注销证书的管理 实时证书注销检测实时证书注销检测 注销证书的管理注销证书的管理 一个证书一旦被注销,就要为其建立一张证书注销表一个证书一旦被注销,就要为其建立一张证书注销表CRLCRL(Certificate Revocation ListCertificate Revocation List)。)。证书注销系统要证书注销系统要负责为被注销的证书创建和维护一张及时更新的负责为被注销的
13、证书创建和维护一张及时更新的CRLCRL,并并把它放入把它放入CRLCRL列表内,当一个用户需要使用某证书时,首列表内,当一个用户需要使用某证书时,首先应该检查该证书是否在先应该检查该证书是否在CRLCRL列表中,列表中,CRLCRL一般用目录系统一般用目录系统的形式存放在公共存储库中。一个证书一旦被注销,就要的形式存放在公共存储库中。一个证书一旦被注销,就要为其建立一张证书注销表为其建立一张证书注销表CRLCRL(Certificate Revocation Certificate Revocation ListList)。)。注销证书的管理注销证书的管理实时证书注销检测实时证书注销检测 对
14、于某些涉及高敏感级数据(如公司之间往来的财务数据)对于某些涉及高敏感级数据(如公司之间往来的财务数据)的的PKIPKI设施,注销证书和使该注销生效之间是不允许有时设施,注销证书和使该注销生效之间是不允许有时间间隔的。如果一个被注销的证书不能立刻失去效用,就间间隔的。如果一个被注销的证书不能立刻失去效用,就有可能被恶意用户再次利用。有可能被恶意用户再次利用。关键问题是能够让用户及时查询证书当前的状态(有效关键问题是能够让用户及时查询证书当前的状态(有效/注销),在线证书状态协议注销),在线证书状态协议OCSP(Online Certificate OCSP(Online Certificate
15、Status Protocol)Status Protocol)就是解决这一问题的一种实时证书注销就是解决这一问题的一种实时证书注销检查机制。终端实体向检查机制。终端实体向OSCPOSCP响应程序发出证书状态查询请响应程序发出证书状态查询请求,求,OCSPOCSP响应程序对查询请求将给出证书是否处于注销状响应程序对查询请求将给出证书是否处于注销状态的回答,在回答返回给终端之前,证书是不能被使用的。态的回答,在回答返回给终端之前,证书是不能被使用的。OCSPOCSP响应程序通常作为一种由响应程序通常作为一种由CACA提供的或被提供的或被CACA委派的服务委派的服务的形式提供。的形式提供。目录服务
16、与证书存储库目录服务与证书存储库证书和证书和CRLCRL是一种经常受到用户查询的电子文档,需要采是一种经常受到用户查询的电子文档,需要采用适当的形式进行存储与管理。虽然利用电子邮件也可以用适当的形式进行存储与管理。虽然利用电子邮件也可以完成完成CACA与用户之间的证书与与用户之间的证书与CRLCRL交换,而且也是一种简单交换,而且也是一种简单可行的方案,但是当涉及的证书数量很大(成千上万)的可行的方案,但是当涉及的证书数量很大(成千上万)的时候,这种方式的负担会很重,并且不能满足终端直接检时候,这种方式的负担会很重,并且不能满足终端直接检索证书与索证书与CRLCRL的要求。的要求。比较常用的方
17、法是把证书与比较常用的方法是把证书与CRLCRL集中存放在连网的证书存集中存放在连网的证书存储库中,这样就可以支持所有终端用户与储库中,这样就可以支持所有终端用户与CACA可随时访问证可随时访问证书库的要求。但需要为证书存储库定义良好的存储结构和书库的要求。但需要为证书存储库定义良好的存储结构和访问协议。访问协议。时间戳颁发机构时间戳颁发机构 PKIPKI利用证书机制保护网络用户间交换信息的保密性,利利用证书机制保护网络用户间交换信息的保密性,利用数字签名可以保证数据的来源认证和数据的完整性。为用数字签名可以保证数据的来源认证和数据的完整性。为了保证通信双方都不能否认自己已经做过的事情,了保证
18、通信双方都不能否认自己已经做过的事情,PKIPKI还还必须提供不可抵赖服务。实现不可抵赖服务服务,除了数必须提供不可抵赖服务。实现不可抵赖服务服务,除了数字签名机制外,还要几种附加组件字签名机制外,还要几种附加组件 其一是提供某种形式的数字收条,其一是提供某种形式的数字收条,S/MIME v3S/MIME v3支持使用数支持使用数字签名的收条;字签名的收条;其二是提供时间戳服务,防止否认接收方对所接收信息的其二是提供时间戳服务,防止否认接收方对所接收信息的时间的否认。时间的否认。在数字签名中附加时间戳还可以防止网络中在数字签名中附加时间戳还可以防止网络中发生重放攻击的事件。发生重放攻击的事件。
19、主要内容主要内容PKI的组件的组件 PKI信任框架信任框架 认证标准与认证过程认证标准与认证过程 PMI介绍介绍PKIPKI信任框架信任框架有关信任的概念 信任模型 有关信任的概念有关信任的概念 信任信任信任域信任域 信任信任信任被定义为:信任被定义为:“一般说来,如果一个实体假一般说来,如果一个实体假定另一个实体会严格地象它期望的那样行动,定另一个实体会严格地象它期望的那样行动,那么就称它信任那个实体。那么就称它信任那个实体。”信任域信任域 信任域是在公共控制下或执行一组公同策信任域是在公共控制下或执行一组公同策略的系统集。如果一个组织中的所有用户略的系统集。如果一个组织中的所有用户都遵守同
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