X.509标准、CA认证

X.509标准是什么?

X.509是由国际电信联盟(ITU-T)制定的数字证书标准,X.509给出的鉴别框架是一种基于公开密钥*的鉴别业务密钥管理。X.509证书里含有公钥、身份信息(比如网络主机名,组织的名称或个体名称等)和签名信息(可以是证书签发机构CA的签名,也可以是自签名)。

 

CA认证:

参考博客:https://www.cnblogs.com/yunlongaimeng/p/9417276.html

1.什么是CA证书。

 ◇ 普通的介绍信

  想必大伙儿都听说过介绍信的例子吧?假设 A 公司的张三先生要到 B 公司去拜访,但是 B 公司的所有人都不认识他,他咋办捏?常用的办法是带公司开的一张介绍信,在信中说:兹有张三先生前往贵公司办理业务,请给予接洽......云云。然后在信上敲上A公司的公章。

  张三先生到了 B 公司后,把介绍信递给 B 公司的前台李四小姐。李小姐一看介绍信上有 A 公司的公章,而且 A 公司是经常和 B 公司有业务往来的,这位李小姐就相信张先生不是歹人了。

这里,A公司就是CA证书

◇ 引入中介机构的介绍信

  好,回到刚才的话题。如果和 B 公司有业务往来的公司很多,每个公司的公章都不同,那前台就要懂得分辨各种公章,非常滴麻烦。所以,有某个中介公司 C,发现了这个商机。C公司专门开设了一项“代理公章”的业务。

  今后,A 公司的业务员去 B 公司,需要带2个介绍信:

  介绍信1

  含有 C 公司的公章及 A 公司的公章。并且特地注明:C 公司信任 A 公司。

  介绍信2

  仅含有 A 公司的公章,然后写上:兹有张三先生前往贵公司办理业务,请给予接洽......云云。

  某些不开窍的同学会问了,这样不是增加麻烦了吗?有啥好处捏?

  主要的好处在于,对于接待公司的前台,就不需要记住各个公司的公章分别是啥样子的;他/她只要记住中介公司 C 的公章即可。当他/她拿到两份介绍信之后,先对介绍信1的 C 公章,验明正身;确认无误之后,再比对介绍信1和介绍信2的两个 A 公章是否一致。如果是一样的,那就可以证明介绍信2是可以信任的了。

 

◇ 什么是证书?

  “证书”洋文也叫“digital certificate”或“public key certificate”(专业的解释看“这里”)。

  它是用来证明某某东西确实是某某东西的东西(是不是像绕口令?)。通俗地说,证书就好比例子里面的公章。通过公章,可以证明该介绍信确实是对应的公司发出的。

  理论上,人人都可以找个证书工具,自己做一个证书。那如何防止坏人自己制作证书出来骗人捏?请看后续 CA 的介绍。

  ◇ 什么是CA?

  CA是Certificate Authority的缩写,也叫“证书授权中心”。(专业的解释看“这里”)

  它是负责管理和签发证书的第三方机构,就好比例子里面的中介——C 公司。一般来说,CA必须是所有行业和所有公众都信任的、认可的。因此它必须具有足够的权威性。就好比A、B两公司都必须信任C公司,才会找 C 公司作为公章的中介。

 ◇ 什么是CA证书?

  CA 证书,顾名思义,就是CA颁发的证书。

  前面已经说了,人人都可以找工具制作证书。但是你一个小破孩制作出来的证书是没啥用处的。因为你不是权威的CA机关,你自己搞的证书不具有权威性。

  这就好比上述的例子里,某个坏人自己刻了一个公章,盖到介绍信上。但是别人一看,不是受信任的中介公司的公章,就不予理睬。坏蛋的阴谋就不能得逞啦。

  文本后续提及的证书,若无特殊说明,均指 CA 证书。

 

2.证书的签发过程:

a.服务方 S 向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息(域名)等信息并申请认证;

b.CA 通过线上、线下等多种手段验证申请者提供信息的真实性,如组织是否存在、企业是否合法,是否拥有域名的所有权等;

c.如信息审核通过,CA 会向申请者签发认证文件-证书。

证书包含以下信息:申请者公钥、申请者的组织信息和个人信息、签发机构 CA 的信息、有效时间、证书序列号等信息的明文,同时包含一个签名;

签名的产生算法:首先,使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要,然后,采用 CA 的私钥对信息摘要进行加密,密文即签名;

d.客户端 C 向服务器 S 发出请求时,S 返回证书文件;

e.客户端 C 读取证书中的相关的明文信息,采用相同的散列函数计算得到信息摘要,然后,利用对应 CA 的公钥解密签名数据,对比证书的信息摘要,如果一致,则可以确认证书的合法性,即公钥合法;

f.客户端然后验证证书相关的域名信息、有效时间等信息;

g.客户端会内置信任 CA 的证书信息(包含公钥),如果CA不被信任,则找不到对应 CA 的证书,证书也会被判定非法。

 

在这个过程注意几点:

1.申请证书不需要提供私钥,确保私钥永远只能服务器掌握;

2.证书的合法性仍然依赖于非对称加密算法,证书主要是增加了服务器信息以及签名;

3.内置 CA 对应的证书称为根证书,颁发者和使用者相同,自己为自己签名,即自签名证书;

4.证书=公钥+申请者与颁发者信息+签名;

 

明白了证书的颁发过程后,那得到证书后怎么对交互的数据进行加密呢?

 

1.服务器向CA机构获取证书(假设这个证书伪造不了),当客户端首次请求服务器的时候,服务器返回证书给客户端。(证书包含:公钥+申请者与颁发者的相关信息+签名)

 

2.客户端得到证书后,开始验证证书的相关信息,证书有效(没过期等)。(验证过程,比较复杂,详见上文)。

 

3.验证完证书后,如果证书有效,客户端是生成一个随机数,然后用证书中的公钥进行加密,加密后,发送给服务器,服务器用私钥进行解密,得到随机数。之后双方便开始用该随机数作为钥匙,对要传递的数据进行加密、解密。

 

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