CA认证原理

1.什么是CA
认证中心(CA─Certificate Authority)作为权威的、可信赖的、公正的第三方机构,专门负责发放并管理所有参与网上交易的实体所需的数字证书。它作为一个权威机构,对密钥进行有效地管理,颁发证书证明密钥的有效性,并将公开密钥同某一个实体(消费者、商户、银行)联系在一起。
随着认证中心(或称CA中心)的出现,使得开放网络的安全问题得以迎刃而解。利用数字证书、PKI、对称加密算法、数字签名、数字信封等加密技术,可以建立起安全程度极高的加解密和身份认证系统,确保电子交易有效、安全地进行,从而使信息除发送方和接收方外,不被其他方知悉(保密性);保证传输过程中不被篡改(完整性和一致性);发送方确信接收方不是假冒的(身份的真实性和不可伪装性);发送方不能否认自己的发送行为(不可抵赖性)。
2.CA的架构
CA认证的主要工具是CA中心为网上作业主体颁发的数字证书。CA架构包括PKI结构、高强度抗攻击的公开加解密算法、数字签名技术、身份认证技术、运行安全管理技术、可靠的信任责任体系等等。从业务流程涉及的角色看, 包括认证机构、数字证书库和黑名单库、密钥托管处理系统、证书目录服务、证书审批和作废处理系统。从CA的层次结构来看, 可以分为认证中心(根CA)、密钥管理中心(KM)、认证下级中心(子CA)、证书审批中心(RA中心)、证书审批受理点(RAT)等。 CA中心一般要发布认证体系声明书,向服务的对象郑重声明CA的政策、保证安全的措施、服务的范围、服务的质量、承担的责任、操作流程等条款。
根据PKI的结构, 身份认证的实体需要有一对密钥, 分别为私钥和公钥。 其中的私钥是保密的, 公钥是公开的。从原理上讲, 不能从公钥推导出私钥,穷举法来求私钥则由于目前的技术、运算工具和时间的限制而不可能。每个实体的密钥总是成对出现,即一个公钥必定对应一个私钥。公钥加密的信息必须由对应的私钥才能解密,同样,私钥做出的签名, 也只有配对的公钥才能解密。 公钥有时用来传输对称密钥,这就是数字信封技术。 密钥的管理政策是把公钥和实体绑定, 由CA中心把实体的信息和实体的公钥制作成数字证书, 证书的尾部必须有CA中心的数字签名。 由于CA中心的数字签名是不可伪造的, 因此实体的数字证书不可伪造。CA中心对实体的物理身份资格审查通过后,才对申请者颁发数字证书, 将实体的身份与数字证书对应起来。由于实体都信任提供第三方服务的CA中心, 因此, 实体可以信任由CA中心颁发数字证书的其他实体, 放心地在网上进行作业和交易。
3.CA的职责
CA中心主要职责是颁发和管理数字证书。 其中心任务是颁发数字证书,并履行用户身份认证的责任。CA中心在安全责任分散、运行安全管理、系统安全、物理安全、数据库安全、人员安全、密钥管理等方面, 需要十分严格的政策和规程,要有完善的安全机制。另外要有完善的安全审计、运行监控、容灾备份、事故快速反应等实施措施, 对身份认证、访问控制、防病毒防攻击等方面也要有强大的工具支撑。CA中心的证书审批业务部门则负责对证书申请者进行资格审查, 并决定是否同意给该申请者发放证书,并承担因审核错误引起的、为不满足资格的证书申请者发放证书所引起的一切后果, 因此, 它应是能够承担这些责任的机构担任;证书操作部门(Certificate Processor,简称CP)负责为已授权的申请者制作、发放和管理证书, 并承担因操作运营错误所产生的一切后果, 包括失密和为没有授权者发放证书等, 它可以由审核业务部门自己担任, 也可委托给第三方担任。
4.RA
RA(Registration Authority),数字证书注册审批机构。RA系统是CA的证书发放、管理的延伸。它负责证书申请者的信息录入、审核以及证书发放等工作;同时,对发放的证书完成相应的管理功能。发放的数字证书可以存放于IC卡、硬盘或软盘等介质中。RA系统是整个CA中心得以正常运营不可缺少的一部分。
5.数字证书
数字安全证书就是标志网络用户身份信息的一系列数据,用来在网络通讯中识别通讯各方的身份,即要在Internet上解决”我是谁”的问题,就如同现实中我们每一个人都要拥有一张证明个人身份的身份证或驾驶执照一样,以表明我们的身份或某种资格。
在网上电子交易中, 商户需要确认持卡人是信用卡或借记卡的合法持有者,同时持卡人也必须能够鉴别商户是否是合法商户,是否被授权接受某种品牌的信用卡或借记卡支付。为处理这些关键问题,必须有一个大家都信赖的机构来发放数字安全证书。数字安全证书就是参与网上交易活动的各方(如持卡人、商家、支付网关) 身份的代表,每次交易时,都要通过数字安全证书对各方的身份进行验证。数字安全证书是由权威公正的第三方机构即CA中心签发的,它在证书申请被认证中心批准后,通过登记服务机构将证书发放给申请者。
数字安全证书是一个经证书授权中心数字签名的包含公开密钥拥有者信息以及公开密钥的文件。最简单的证书包含一个公开密钥、名称以及证书授权中心的数字签名。一般情况下证书中还包括密钥的有效时间,发证机关(证书授权中心)的名称,该证书的序列号等信息,证书的格式遵循ITUT X.509国际标准。
一个标准的X.509数字安全证书包含以下一些内容:
证书的版本信息;
证书的序列号,每个证书都有一个唯一的证书序列号;
证书所使用的签名算法;
证书的发行机构名称,命名规则一般采用X.500格式;
证书的有效期,现在通用的证书一般采用UTC时间格式;
证书所有人的名称,命名规则一般采用X.500格式;
证书所有人的公开密钥;
证书发行者对证书的签名。

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