公钥基础设施
公钥基础设施
公钥基础设施 (PKI) 是用于管理和分发数字证书的一套政策、流程和技术。这些证书以安全的方式验证实体（如个人、设备或网站）的真实性。
关键概念和定义
加密密钥对：PKI依赖于加密密钥对的使用——用于加密的公钥和用于解密的私钥。公钥是公开的并用于加密数据，而私钥则保持秘密并用于解密。
证书颁发机构 (CA)：证书颁发机构是一个受信任的第三方，负责发行和管理数字证书。CA验证证书持有人的身份，并将其公钥绑定到其身份上。
数字证书：数字证书是由CA签发的数字文件。这些证书将实体的身份绑定到一个公钥上，提供实体真实性的保证。数字证书用于安全通信、数字签名和验证。
公钥基础设施如何运作
密钥对生成：当用户想要使用PKI时，会生成一对密钥。这包含一个公钥和一个相应的私钥。公钥与他人共享，而私钥则保密。
证书颁发机构 (CA)：为了获得数字证书，用户需要向受信任的证书颁发机构提交证书签名请求 (CSR)。CSR包含用户的公钥和其他身份信息。
证书颁发：CA通过可能涉及身份验证文件或其他方式的过程来验证证书申请人的身份。身份验证完成后，CA颁发数字证书，将用户的公钥绑定到其身份上。
证书分发：然后向证书持有人分发数字证书。此证书可用于诸如安全通信、数字签名或验证等各种用途。
证书撤销：如果私钥受到损害或证书不再被认为是可信的，CA可以撤销数字证书。这确保了受损的密钥或不可信的证书不再用于安全通信或其他目的。
公钥基础设施的最佳实践
为了确保PKI系统的有效性和安全性，建议以下最佳实践：
使用加密：传输敏感数据时应使用加密以防止窃听。PKI提供了必要的加密机制用于安全的数据加密和传输。
安全密钥存储：私钥应存储在安全的硬件或软件系统中以防止未经授权的访问。可以实施物理安全措施或诸如硬件安全模块（HSMs）之类的安全密钥存储解决方案来保护私钥。
定期密钥轮换：为减少妥协风险，建议定期更新加密密钥和证书。这种做法确保即使一个密钥被泄露，影响也是有限的，PKI系统的整体安全性得以维护。
实施证书撤销：PKI系统应包含及时撤销受损证书的机制。当私钥被泄露或怀疑存在欺诈行为时，CA可以撤销相关证书以防止未授权访问。
公钥基础设施的使用示例
安全的网络交易：PKI在通过使用SSL/TLS证书来确保网络交易安全方面被广泛使用。这些证书使网络服务器和浏览器之间的安全通信成为可能，保护诸如密码或信用卡详细信息等敏感信息。
数字签名：PKI使创建和验证数字签名成为可能。数字签名提供了一种验证数字文档真实性和完整性的方法，确保它们没有被篡改。
电子邮件安全：PKI可以用于电子邮件安全，包括电子邮件加密和数字签名。加密电子邮件确保电子邮件的内容仅对预期接收者可见，而数字签名则提供发送者身份的保证和电子邮件的完整性。
公钥基础设施的最新发展
抗量子密码学：随着量子计算机的发展，人们越来越担心其有可能破解传统的加密算法。为应对这一挑战，抗量子密码学的研究和开发正在进行中，其目标是提供对抗量子计算机攻击的安全性。
区块链和PKI：区块链技术有潜力通过提供去中心化和防篡改的公钥基础设施来增强PKI系统。区块链可以确保数字证书的完整性和不可更改性，消除对中央权威的需求。
关于公钥基础设施的不同视角
安全和隐私：公钥基础设施在确保数字通信的安全和隐私方面起着关键作用。通过提供安全加密和认证机制，PKI使个人和组织能够保护其敏感信息免受未授权访问。
复杂性和可扩展性：PKI实施可能非常复杂，需要精心策划和管理。管理数字证书生命周期、大规模部署的可扩展性问题以及确保证书颁发机构的可用性是PKI系统需要解决的挑战。
信任和互操作性：信任是PKI的基本方面。确保证书颁发机构的可信度和不同PKI系统的互操作性对于PKI基础设施的广泛采用和有效运行至关重要。
相关术语
数字证书：由证书颁发机构签发的数字文档，将实体的身份绑定到一个公钥。
证书颁发机构：颁发数字证书并验证证书持有人身份的受信任的第三方组织。
加密：以一种只有授权方可以访问和理解的方式对信息进行编码的过程。
参考资料
"What is PKI (Public Key Infrastructure)?" GlobalSign. 链接
"Public key infrastructure (PKI)." Fastly. 链接