信息安全技术——实验三《数字证书应用》

信息安全技术——实验三《数字证书应用》

实验目的

1. 了解PKI体系
2. 了解用户进行证书申请和CA颁发证书过程
3. 掌握证书服务的安装及配置方法
4. 掌握使用数字证书配置安全站点的方法

实验原理

PKI简介

PKI是Public Key Infrastructure的缩写，通常译为公钥基础设施。PKI通过延伸到用户的接口为各种网络应用提供安全服务，包括身份认证、识别、数字签名、加密等。一方面PKI对网络应用提供广泛而开放的支撑；另一方面，PKI系统的设计、开发、生产及管理都可以独立进行，不需要考虑应用的特殊性。

PKI的主要目的是通过自动管理密钥和证书，为用户建立起一个安全的网络运行环境，使用户可以在多种应用环境下方便的使用加密和数字签名技术，从而保证网上数据的完整性、机密性、不可否认性。

PKI组件

PKI主要包括认证中心CA、注册机构RA、证书服务器、证书库、时间服务器和PKI策略等。

CA用于创建和发布证书，还负责维护和发布证书废除列表CRL。根CA证书，是一种特殊的证书，它使用CA自己的私钥对自己的信息和公钥进行签名。

RA负责申请者的登记和初始鉴别，在PKI体系结构中起承上启下的作用，一方面向CA转发安全服务器传输过来的证书申请请求，另一方面向LDAP（轻量目录访问协议）服务器和安全服务器转发CA颁发的数字证书和证书撤消列表。

证书服务器负责根据注册过程中提供的信息生成证书的机器或服务。

证书库是发布证书的地方，提供证书的分发机制。到证书库访问可以得到希望与之通信的实体的公钥和查询最新的CRL。它一般采用LDAP目录访问协议，其格式符合X.500标准。

时间服务器：提供单调增加的精确的时间源，并且安全的传输时间戳，对时间戳签名以验证可信时间值的发布者。

PKI安全策略建立和定义了一个组织信息安全方面的指导方针，同时也定义了密码系统使用的处理方法和原则。它包括一个组织怎样处理密钥和有价值的信息，根据风险的级别定义安全控制的级别。

一般情况下，在PKI中有两种类型的策略：

1. 证书策略。用于管理证书的使用，比如，可以确认某一CA是在Internet上的公有CA，还是某一企业内部的私有CA；
2. CPS（Certificate Practice Statement证书操作管理规范）。现在为防止CPS泄露太多的信息，准备使用一种新的文件类型，即PKI信息披露规范PDS。

数字证书应用

1. 数据加密：数字证书技术利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。当你申请证书的时候，会得到一个私钥和一个数字证书，数字证书中包含一个公钥。

2. 数字签名。

3. web应用：为了透明地解决Web的安全问题，在两个实体进行通信之前，先要建立SSL连接，以此实现对应用层透明的安全通信。
   SSL是一个介于应用层和传输层之间的可选层，它在TCP之上建立了一个安全通道，提供基于证书的认证，信息完整性和数据保密性。SSL协议已在Internet上得到广泛的应用。

4. 安全电子邮件：目前发展很快的安全电子邮件协议是S/MIME，这是一个允许发送加密和有签名邮件的协议。该协议的实现也需要依赖于PKI技术。

实验内容

无认证

捕获到的web通信是明文数据。

单向认证（验证服务器身份）

准备：CA安装IIS和安装Windows组件中的“证书服务”。服务器安装IIS。服务器向CA申请证书，服务器下载安装证书。

注意：在安装CA颁发证书后，还需要安装CA根证书，才能使该CA颁发的证书生效。

在服务器端设置“要求安全通道SSL”，并且“忽略客户端证书”。这个时候再访问服务器已经通过SSL保护了。

这个时候再捕获web通信就是密文了。

双向认证

客户端也需要登录CA服务页面，申请证书、下载安装证书链，再次访问。

思考题

1． 如果用户将根证书删除，用户证书是否还会被信任？

实验内容中已经提到，必须导入根证书后，用户证书才会被信任。

2． 对比两次协议分析器捕获的会话有什么差异？

第一次无认证状态下捕获的是明文信息，第二次单项认证状态下捕获的是密文信息。