一、密钥分配
密码算法是公开的,网络的安全性取决于密钥的安全保护上,因此密钥管理非常重要。包括:密钥的产生、分配、注入、验证和使用。分为网外分配方式(派非常可靠的信使)和网内分配方式(对密钥自动分配)。
1.对称密钥的分配
目前常用的密钥分配方式是设立密钥分配中心KDC(Key Distribution Center)。KDC是大家都信任的机构,其任务是给需要进行秘密通信的用户临时分配一个会话密钥(仅使用一次)。
过程:
1)假设用户A和B都是KDC的登记用户。A和B在KDC登记时就已经在KDC服务器上安装了各自和KDC进行通信的主密钥
和
。
2)用户A向KDC发送时用明文,说明想和用户B通信。在明文中给出A和B在KDC登记的身份。
3)KDC用随机数产生“一次一密”的会话密钥
,供A和B的这次会话使用,然后向A发送回答报文。这个回答报文用A的密钥
加密。这个报文中包含这次会话使用的密钥
和请A转给B的一个票据,该票据包括A和B在KDC登记的身份,以及这次会话将要使用的密钥
。票据用B的密钥
加密,A无法知道此票据的内容,因为A没有B的密钥
,当然A也不需要知道此票据的内容。4)当B收到A转来的票据并使用自己的密钥
解密后,就知道A要和他通信,同时也知道KDC为这次和A通信所分配的会话密钥
,此后A和B就可使用会话密钥
进行这次通信了。
在网上传送密钥时,都是经过加密的。解密用的密钥都不在网上传送。
KDC还可在报文中加入时间戳,以防止报文的截取者利用以前已记录下的报文进行重放攻击。会话密钥
(用于主机A和主机B之间通信)是一次性的,即“一次一密”,因此保密性较高。而KDC分配给用户的密钥
和
都应该定期更换,以减少攻击者破译密钥的机会。目前最出名的密钥分配协议是Kerberos V5。既是鉴别协议,同时也是KDC。使用高级加密进行验证。TGS提供用于A和B通信的会话密钥
。Kerberos要求所有使用Kerberos的主机必须在时钟上进行“松散的”同步,即要求所有主机的时钟误差不能太大,为了防止重放攻击。TGS发出的票据都设置较短的有效期,超过有效期的票据标准AES加密。Kerberos使用两个服务器:鉴别服务器(AS)和票据授予服务器(TGS)。Kerberos只用于客户与服务器之间的鉴别,而不用于人对人的鉴别。AS就是KDC,掌握着各实体登记的身份和相应的口令,对用户的身份就作废了。因此入侵者即使截获了某个票据,也不能长期保留用来进行以后的重放攻击。
2.公钥的分配
需要一个值得信赖的机构来将公钥与对应的实体(人或机器)进行绑定(binding)。这样的机构叫做认证中心CA,它由政府出资建立。每个实体都有CA发来的证书,此证书被CA进行了数字签名。任何用户都可从可信的地方(如代表政府的报纸)获得认证中心CA的公钥,此公钥用来验证某个公钥是否为某个实体所拥有(通过向CA查询)。
互联网X.509公钥基础结构PKI(Public Key Infrastructure)。
二、认证中心及证书
1.什么是CA?
认证中心(Certification Authority)
为电子政务、电子商务等网络环境中各个实体颁发数字证书,以证明身份的真实性,并负责在交易中检验和管理证书。
CA对数字证书的签名使得第三者不能伪造和篡改证书。
它是电子商务和网上银行交易的权威性、可信赖性及公证性的第三方机构。(个人建立的CA认证中心,不可信)
2.CA电子商务网络示意图
银行的网是一个专网。
3.证书的内容
公钥证书的主要内容,对比身份证:
4.证书图标
5.CA的功能
1)证书的申请。在线申请或离线申请
2)证书的审批。在线审核或离线审核
3)证书的发放。在线发放或离线发放
4)证书的归档。
5)证书的撤销。
6)证书的更新。人工密钥更新或自动密钥更新。
7)证书废止列表CRL的管理。
8)CA本身的管理和CA自身密钥的管理。
6.使用证书提供的服务
Web认证和专有通道
签名和加密的信息传递
签名的事务和表单的签发
网络操作系统、主机和大型机认证
远程访问
虚拟专用网
文件加密
7.证书服务
分层次的证书颁发体系:
8.公钥基础设施(PKI)
PKI是用于开放公开密钥的一种渠道,包含了一系列的标准和算法。
包括三部分:
CA:认证中心,用于生成、分发和管理证书
RA:注册中心,用于受理用户,调用国家部门的相关数据库,验证用户身份的真实性
Directory:目录服务,用于查看通信的双方是否有证书等,需要大量的查询操作及少量的插入、删除和修改操作
三、应用
USBKey客户证书:
指的是一个带智能芯片、形状类似于闪存(即U盘)的实物硬件,是专门用于网上银行的安全通行证。
客户有关信息一经下载到USBKey客户证书内,即具有唯一性和不可复制性,网上所有涉及账户资金的对外转移都必须事先通过USBKey客户证书进行唯一认证,可以有效防范包括“假网站”和“木马”病毒在内的各类可能的风险。换句话说,用户只要将这一实体握在手中,无论诈骗花样怎么变,即使是银行卡号和密码不慎泄露,自己的资金也都将会安全无忧。