PKI 与公钥基础设施的核心
頻出约 42 分钟8 个术语过去问 14 题
本单元目标
- 能说明在 PKI 中,认证中心 和 数字证书 分别保证了什么。
- 能说明沿着签发者方向逐级向上核验证书的流程,并说出位于终点、作为信任起点的 信任锚 所起的作用。
- 能按照证明的是哪一方,区分 服务器证书 与 客户端证书。
术语总表(8 个)
术语
PKI 是一整套机制:由第三方 认证中心 用 数字证书 来保证某个 公钥 确实属于声称拥有它的那个人。
公钥本身并没有写上所有者的名字,所以只拿到密钥,无法把它和冒充者的密钥区分开。认证中心(CA)先核实申请者的身份,再签发把公钥与所有者绑定在一起的证书。PKI 指的是由认证中心、证书以及验证证书的流程等组成的基础设施,并不是某个产品的名称。
类比签名用的印章谁都能刻,但有了官方出具的印章登记证明,别人才能相信“这枚印章属于这个人”。PKI 就相当于这套登记制度。
记法Infrastructure 指的是像道路、自来水那样支撑社会运转的基础设施。
考点
- 常考PKI 中不可或缺的组成要素是 认证中心(認証局)。认证中心为用户的公钥签发证书,即使在有效期内,也会让出了问题的证书失效,以此支撑密钥的正当性。
- 常考PKI 不同于熟人之间互相为对方的密钥签名来扩大信任的方式,而是把第三方 认证中心 作为信任的依据。
该术语的过去问 2 题 PKI →
公钥基础设施(公開鍵基盤)是 PKI(Public Key Infrastructure)的日语名称,两者指的是同一套机制。
在日语名称中,公開 对应 Public,鍵 对应 Key,基盤 对应 Infrastructure。文档里也常把两种写法并列,写成“PKI(公钥基础设施)”的样子(PKI (公開鍵基盤))。
考点
- 常考在公钥基础设施(公開鍵基盤)中,用认证中心(認証局)担保过的公钥来验证数字签名(デジタル署名)。接收方能确认的是发送者确为本人、内容没有被篡改;防止偷窥则是加密(暗号化)的作用。
该术语的过去问 2 题 公開鍵基盤 →
数字证书(デジタル証明書)是一份电子数据,由 认证中心 附上 签名,保证“这个 公钥 属于这个人(或这台服务器)”这一对应关系。
它也叫电子证书或公钥证书,是 PKI 的核心。接收方核验签发它的认证中心的签名后,就可以把证书上记载的公钥当作对方本人的公钥来使用。证书有有效期,到期后需要更新。
类比就像带照片的身份证。照片(公钥)与姓名(所有者)这一组合,由签发机关的印章来担保。
记法它的别名“公钥证书”直接告诉你:被证明的对象是公钥。
考点
- 常考数字证书(デジタル証明書)保证其正当性的对象是 公钥(公開鍵)。它不是为私钥或共享密钥签发的。
- 常考如果发送者不用可信认证中心的证书,而是附上自己制作的证书来发送带签名的邮件,接收方就无法确认这封邮件是否真的来自自称的那个人。
- 常考在安全收发邮件的标准 S/MIME 中,要加密发送需要事先取得收件人的证书,要附签名发送则需要事先有发件人的证书。
该术语的过去问 3 题 デジタル証明書 →
根证书(ルート証明書)位于证书之间 信任链 的最顶端,是最上层的认证中心为自己签名的(自签名)证书。
证书由上级认证中心的签名来担保,而上级又由更上一级的认证中心担保,由此形成 信任链(证书链)。处在中间的认证中心的证书叫做 中间证书;沿链条追溯到最顶端时已没有上级可以担保,所以根证书是自签名的。浏览器和操作系统中预先内置了可信的根证书。
类比假设公司的任命书要依次经过科长、部长、总经理的批准才生效,那么根证书就相当于总经理的印章。总经理之上再没有人批准,但全体员工从一开始就认定这枚印章是真的。
记法root 意为“根”:在倒过来画的证书树里,信任从最上面的根流向下面的枝。
考点
- 易混根证书(ルート証明書)同样是自签名(自己署名)的,但与发送者自行制作的证书待遇不同。区别在于验证方是否已通过预装等方式事先决定信任它。
信任锚(トラストアンカー)是在验证证书时,被规定为不再继续核实、直接予以信任的 起点。
验证从收到的证书开始,依次追溯签发者,一边确认签名正确、每张证书都没有过期或被吊销,一边向上走,只要到达事先定好“这里可以相信”的点就算成功。这个事先定好的点就是信任锚,多数情况下由浏览器或操作系统中内置的根证书来担当。信任从信任锚向下面的证书传递,因此最终到达的那个点就是信任的起点。
类比顺着一个陌生人的介绍信一路往上追,最后追到自己非常熟悉的恩师名下,就能相信这份介绍。恩师就相当于信任锚。
记法anchor 是船的“锚”。可以记成:一路追溯的验证在这里停下,不再漂流,稳稳落定。
考点
- 易混信任锚(トラストアンカー)不是在链条中需要上级来确认的证书。它是验证方自己决定信任的起点,所以把什么设为信任锚,由验证方的设置决定。
信任基点(信頼の基点)是 信任锚 的日语名称,指验证时无条件信任的起点。
trust 被译作 信頼(信任),anchor 被译作 基点。不同的文档里,片假名的英语名称和日语名称两种写法都会用到。
服务器证书(サーバ証明書)是向连接过来的浏览器等表明 Web 服务器等 连接目标 是真实的证书。
它用于 SSL/TLS(https 通信),因此也被称为“SSL 证书”。证书中包含服务器的名称和运营者信息、该服务器的公钥,以及签发它的认证中心的签名。
类比就像店门口挂着一份由可信第三方核实过店名和地址的证明。顾客能确认这是招牌上写的那家真店,但看不出这家店的口碑好坏。
记法server 有“侍奉者”的意思,可以记成:这是应请求提供服务的一方用来表明自己身份的证书。
考点
- 常考用 SSL/TLS 连接,并确认证书属于预期的运营者后,就能判断连接目标是真实的、通信已被加密。至于运营者是不是值得信赖的企业,证书并不保证。
- 常考在 SSL/TLS 中,浏览器用服务器证书(サーバ証明書)确认连接目标,并用证书中服务器的公钥安全地共享加密通信用的密钥。
该术语的过去问 2 题 サーバ証明書 →
客户端证书(クライアント証明書)是用来表明连接到服务器的 用户或终端 是正当对象的证书。
事先把它装进已获许可的用户终端,服务器在每次连接时核验该证书。与 ID 和口令(密码)配合使用,就能让没有装证书的终端即使知道口令也进不来。
类比就像会员制俱乐部的会员卡。店方查看进门顾客的会员卡,确认对方是不是正式会员。
记法client 是“委托人”,可以记成:请求服务的一方所持有的证书。
考点
- 易混客户端证书(クライアント証明書)是服务器用来确认用户一方的证书,与浏览器用来确认连接目标的服务器证书(サーバ証明書)方向正好相反。
要点
- PKI(公钥基础设施)是由 认证中心 用数字证书来保证公钥所有者的机制。
- 数字证书 保证的是公钥与所有者的对应关系,附有认证中心的签名,并设有有效期。
- 验证证书时沿签发者逐级向上追溯,只要途中的证书都有效并到达已被信任的起点(信任锚),证书就会被信任。多数情况下,这个起点是自签名的 根证书。
- 服务器证书 表明所连接的服务器是真实的,在 SSL/TLS 开始加密通信之前由浏览器进行验证。
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