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资深专家谈PKI——PKI技术向何处走?

2010-06-30

    目前,对PKI技术的讨论比较热烈, 一个普遍的看法是:尽管解决信息安全的方法有多种,但采用公钥密码体制构建公钥基础设施(PKIPublic Key Infrastructure)是目前公认的在大型开放网络环境下解决信息安全问题最可行、最有效的办法。

   随着PKI技术应用的不断深入PKI技术本身也在不断发展与变化,近年来比较重要的变化有以下一些。

 

 

属性证书

   X.509 V4增加了属性证书的概念。提起属性证书就不能不提起授权管理基础设施(PMIPrivilege Management Infrastructure)。PMI授权技术的核心思想是以资源管理为核心,将对资源的访问控制权统一交由授权机构进行管理,即由资源的所有者来进行访问控制管理。与PKI信任技术相比,两者的区别主要在于PKI证明用户是谁,并将用户的身份信息保存在用户的公钥证书中;而PMI证明这个用户有什么权限、什么属性、能干什么,并将用户的属性信息保存在授权证书(又称管理证书)中。

   图中显示了PMI服务系统的体系结构。从图中可以看出,PMI系统主要分为授权管理中心(又称AA中心)和资源管理中心(又称RM中心)两部分。授权服务平台是授权管理中心的主要设备,是实现PMI授权技术的核心部件,主要为用户颁发CA授权证书。

   在 PKI信任技术中,授权证书非常适合于细粒度的、基于角色的访问控制领域。X.509公钥证书原始的含义非常简单,即为某个人的身份提供不可更改的证据。但是,人们很快发现,在许多应用领域,比如电子政务、电子商务应用中,需要的信息远不止是身份信息,尤其是当交易的双方在以前彼此没有过任何关系的时候。在这种情况下,关于一个人的权限或者属性信息远比其身份信息更为重要。例如,销售商为了决定一笔订货是否可信,是否应该发货给定货人,他就必须知道定货人的信用情况,而不仅仅是其名字。

   为了使上述附加信息能够保存在证书中,X.509 v4中引入了公钥证书扩展项,这种证书扩展项可以保存任何类型的附加数据。随后,各个证书系统纷纷引入自己的专有证书扩展项,以满足各自应用的需求。然而,扩展项的引入在证书的互操作性、发放证书的权限,以及证书的撤销等方面带来了许多问题。

   因此,授权证书的合理性是简单而引人注目的。既然不同的部门具有不同的发放证书权限,而且在证书中最容易改变的信息是属性信息,那么为什么不把X.509 v3证书分拆成两个不同的证书:一个是存放身份信息的公钥证书;另一个是存放属性信息的授权证书,这样就可以极大地简化发放证书的流程,并且在一定程度上解决了证书撤销的问题。因为如果授权证书使用短有效期,那么它们就不需要被撤销,而仅仅是过期作废罢了!

 

 

漫游证书

   证书应用的普及自然产生了证书的便携性需要,而到目前,能提供证书和其对应私钥移动性的实际解决方案只有两种:第一种是智能卡技术。在该技术中,公钥/私钥对存放在卡上,但这种方法存在缺陷,如易丢失和损坏,并且依赖读卡器(虽然带USB接口的智能钥匙不依赖读卡器,但成本太高);第二种选择是将证书和私钥复制到一张软盘备用,但软盘不仅容易丢失和损坏,而且安全性也较差。

   一个新的解决方案就是使用漫游证书,它通过第三方软件提供,只需在任何系统中正确地配置,该软件(或者插件)就可以允许用户访问自己的公钥/私钥对。它的基本原理很简单,即将用户的证书和私钥放在一个安全的中央服务器上,当用户登录到一个本地系统时,从服务器安全地检索出公钥/私钥对,并将其放在本地系统的内存中以备后用,当用户完成工作并从本地系统注销后,该软件自动删除存放在本地系统中的用户证书和私钥。

   这种解决方案的好处是可以明显提高易用性,降低证书的使用成本,但它与已有的一些标准不一致,因而在应用中受到了一定限制。笔者认为,在小额支付等低安全要求的环境中,该解决方案是一种较为适合的方法。

 

 

无线PKIWPKI

   随着无线通信技术的广泛应用,无线通信领域的安全问题也引起了广泛的重视。将PKI技术直接应用于无线通信领域存在两方面的问题:其一是无线终端的资源有限(运算能力、存储能力、电源等);其二是通信模式不同。为适应这些需求,目前已公布了WPKI草案,其内容涉及WPKI的运作方式、WPKI如何与现行的 PKI服务相结合等。

WPKI中定义了三种不同的通信安全模式:

● 使用服务器证书的WTLSCLASS2模式;

● 使用Client证书的WTLSClass3模式;

● 使用Client证书合并WMLScriptsignText模式。

   所谓的Class1Class2Class3是定义在WTLS标准中的安全需求。在证书编码方面,WPKI证书格式想尽量减少常规证书所需的存储量。采用的机制有两种:其一是重新定义一种证书格式(WTLS 证书格式),以此减少X.509证书尺寸;其二是采用ECC算法,减少证书的尺寸,因为ECC密钥的长度比其他算法的密钥要短得多。WPKI也在IETF PKIX 证书中限制了一个数据区的尺寸。由于WPKI证书是PKIX证书的一个分支,还要考虑与标准PKI之间的互通性。

 

   总之,对WPKI技术的研究与应用正处于探索之中,它代表了PKI技术发展的一个重要趋势。

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