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《江漢大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年第3期

摘要：數(shù)字證書(shū)是CA頒發(fā)的一種電子證書(shū)，對(duì)于數(shù)據(jù)加密采用了公鑰與私鑰模式，可以有效保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性。因此，數(shù)字證書(shū)被廣泛地運(yùn)用于授權(quán)身份管理、可信網(wǎng)站服務(wù)、安全終端保護(hù)、安全電子郵件以及代碼簽名保護(hù)等安全工作中，從而有效保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。首先對(duì)數(shù)字證書(shū)進(jìn)行簡(jiǎn)略概述，并以此為背景對(duì)數(shù)字證書(shū)的原理進(jìn)行了分析與研究，最后指出了數(shù)字證書(shū)在網(wǎng)絡(luò)安全方面的實(shí)際運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字證書(shū)；網(wǎng)絡(luò)安全；加密；數(shù)字簽名

0引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題逐漸引起了人們的注意，專(zhuān)家與學(xué)者對(duì)如何提高網(wǎng)絡(luò)安全性進(jìn)行深入的研究與分析，最終發(fā)現(xiàn)數(shù)字證書(shū)可以有效提高網(wǎng)絡(luò)安全性。數(shù)字證書(shū)采用的公鑰與私鑰模式進(jìn)行數(shù)據(jù)加密處理，使得數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性可以得到有效保障，從而得到了較為廣泛的運(yùn)用。基于網(wǎng)絡(luò)安全性，筆者首先對(duì)數(shù)字證書(shū)進(jìn)行了必要的研究，分析了其具體內(nèi)容與特征，同時(shí)對(duì)數(shù)字證書(shū)的工作原理進(jìn)行了總結(jié)，最后研究了數(shù)字證書(shū)在網(wǎng)絡(luò)安全中的實(shí)際應(yīng)用。

1概述

1.1數(shù)字證書(shū)的起源與具體內(nèi)容

數(shù)字證書(shū)這一名詞并非是我國(guó)原有，而是來(lái)自于英文digitalcertificate的翻譯。數(shù)字證書(shū)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種電子文檔，是由電子商務(wù)認(rèn)證中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為CA中心）所頒發(fā)的一種較為權(quán)威與公正的證書(shū)，對(duì)電子商務(wù)活動(dòng)有重要影響，例如我們?cè)诟鞣N電子商務(wù)平臺(tái)進(jìn)行購(gòu)物消費(fèi)時(shí)，必須要在電腦上安裝數(shù)字證書(shū)來(lái)確保資金的安全性［1］。CA中心采用的是以數(shù)字加密技術(shù)為核心的數(shù)字證書(shū)認(rèn)證技術(shù)，通過(guò)數(shù)字證書(shū)，CA中心可以對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上所傳輸?shù)母鞣N信息進(jìn)行加密、解密、數(shù)字簽名與簽名認(rèn)證等各種處理，同時(shí)也能保障在數(shù)字傳輸?shù)倪^(guò)程中不被不法分子所侵入，或者即使受到侵入也無(wú)法查看其中的內(nèi)容。如果用戶(hù)在電子商務(wù)的活動(dòng)過(guò)程中安裝了數(shù)字證書(shū)，那么即使其賬戶(hù)或者密碼等個(gè)人信息被盜取，其賬戶(hù)中的信息與資金安全仍然能得到有效的保障［2］。數(shù)字證書(shū)就相當(dāng)于社會(huì)中的身份證，用戶(hù)在進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)時(shí)可以通過(guò)數(shù)字證書(shū)來(lái)證明自己的身份，并識(shí)別對(duì)方的身份，在數(shù)字證書(shū)的應(yīng)用過(guò)程中CA中心具有關(guān)鍵性的作用，作為第三方機(jī)構(gòu)，必須要保證其具有一定的權(quán)威性與公平性，當(dāng)前階段我國(guó)的CA中心的從業(yè)資格是由國(guó)家工業(yè)與信息化部所頒發(fā)，全國(guó)范圍內(nèi)只有約30家企業(yè)具有數(shù)字認(rèn)證的從業(yè)資格［3］。

1.2數(shù)字證書(shū)的作用與特征

當(dāng)今社會(huì)是一種信息社會(huì)，信息可以帶來(lái)大量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為了防止商業(yè)機(jī)密等有價(jià)值的關(guān)鍵信息被惡意盜用，不僅要保證用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)時(shí)的安全性，還需要防止在交易過(guò)程中出現(xiàn)的欺詐性行為，因此，網(wǎng)絡(luò)信任制度的建立勢(shì)在必行，而網(wǎng)絡(luò)信任制度要求進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)的雙方都必須要擁有能夠證明自己身份的證明文件，從而使彼此之間的信息確認(rèn)能夠順利進(jìn)行［4］。數(shù)字證書(shū)在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)安全方面存在著較為廣泛的運(yùn)用，這是由數(shù)字證書(shū)本身的特點(diǎn)所決定的。數(shù)字證書(shū)主要有以下3個(gè)特點(diǎn)：

1）方便性。數(shù)字證書(shū)的產(chǎn)生具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，但是在用戶(hù)實(shí)際的使用過(guò)程中非常方便，用戶(hù)可以隨時(shí)申請(qǐng)、隨時(shí)使用，同時(shí)數(shù)字證書(shū)也根據(jù)不同的用戶(hù)習(xí)慣提供了不同的驗(yàn)證手段，例如可以采用短信驗(yàn)證、密保問(wèn)題驗(yàn)證等多種手段。即使用戶(hù)對(duì)相關(guān)的知識(shí)并不了解，也可以很快了解具體如何使用［5］。

2）唯一性。以支付寶為例，如果支付寶賬戶(hù)的主人在另一臺(tái)缺少數(shù)字證書(shū)備份的電腦上登錄支付寶賬號(hào)，則與其對(duì)應(yīng)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限將會(huì)受到很大限制，其僅僅只能進(jìn)行瀏覽賬戶(hù)信息等非資金處置類(lèi)的行為，而無(wú)法進(jìn)行購(gòu)物與付款等關(guān)鍵行為，通過(guò)這種方式，數(shù)字證書(shū)就像一把鑰匙，將用戶(hù)的資金等信息鎖定在支付寶賬戶(hù)內(nèi)，從而確保了資金的安全性［6］。

3）安全性。同樣是以支付寶為例進(jìn)行分析，支付寶采用的數(shù)字證書(shū)是一種雙證書(shū)形式，這種數(shù)字證書(shū)是從傳統(tǒng)的單數(shù)字證書(shū)模式發(fā)展而來(lái)，解決了傳統(tǒng)數(shù)字證書(shū)中的安全隱患，支付寶的用戶(hù)在申請(qǐng)數(shù)字證書(shū)時(shí)，其會(huì)得到兩份數(shù)字證書(shū)，其中一份數(shù)字證書(shū)是用來(lái)校驗(yàn)支付寶賬號(hào)的，另外一份是對(duì)登錄支付寶賬號(hào)的電腦進(jìn)行驗(yàn)證，當(dāng)支付寶在不同的電腦上進(jìn)行登錄時(shí)都必須要重新下載第二份數(shù)字證書(shū)，同時(shí)這份數(shù)字證書(shū)也無(wú)法備份，即便數(shù)字證書(shū)被他人所竊取，其賬戶(hù)信息依然不會(huì)泄露。

2數(shù)字證書(shū)的工作原理

數(shù)字證書(shū)采用的是一種密鑰體制，就是通過(guò)將一對(duì)相對(duì)應(yīng)的密鑰進(jìn)行加密、解密。其中有一把鑰匙稱(chēng)之為私鑰，其是由用戶(hù)自主定義，并且也只有用戶(hù)自己知道，用于解密與簽名；另外一把鑰匙稱(chēng)為公鑰，其作用是加密與簽名驗(yàn)證，同時(shí)公鑰是可以被多個(gè)用戶(hù)所共享。當(dāng)文件發(fā)送一方需對(duì)文件進(jìn)行保密時(shí)，要利用接受者提供的公鑰來(lái)加密，接受者則要通過(guò)自定義的私鑰來(lái)對(duì)文件進(jìn)行解密，因此保證了信息在互相交流時(shí)的安全性。這種加密方式使得信息的加密是單向的，要進(jìn)行解密必須要有私鑰才行。現(xiàn)有密鑰及密碼體制里，RSA體制比較常見(jiàn)［7］。在RSA密碼體制當(dāng)中，即便是公鑰與明文都已經(jīng)被泄露，以當(dāng)前的技術(shù)水平依然無(wú)法進(jìn)行破解。以當(dāng)前計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，如果想要從數(shù)學(xué)推導(dǎo)中找到私鑰，可能需要花費(fèi)上千年的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，因此可以說(shuō)，私鑰是無(wú)法被破解的。通過(guò)這種方式用戶(hù)在公布其公鑰的同時(shí)能夠安全地保留私鑰，而另外的用戶(hù)則可以通過(guò)其公開(kāi)的公鑰進(jìn)行信息加密處理，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，而用戶(hù)在接受到加密信息之后，則可以通過(guò)自己保留的私鑰進(jìn)行解密，獲取信息內(nèi)容［8］。如果在信息的加密過(guò)程中，用戶(hù)使用私鑰進(jìn)行加密處理，那么其文件則無(wú)法再生成，這種方式叫做數(shù)字簽名，數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)來(lái)源是簽名者本人，同時(shí)也確保了目標(biāo)的準(zhǔn)確性，從而使得信息在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，確保其準(zhǔn)確性［9］。在數(shù)字證書(shū)的應(yīng)用當(dāng)中，不僅包含著數(shù)字還包含著英文字母，在進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí)，數(shù)字證書(shū)會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生128個(gè)代碼，同時(shí)數(shù)字證書(shū)的代碼都是相對(duì)應(yīng)的并且不會(huì)發(fā)生重復(fù)，這就保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3數(shù)字證書(shū)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

在電子商務(wù)活動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，用戶(hù)必須要在已經(jīng)安裝了數(shù)字證書(shū)的電腦上才能進(jìn)行相關(guān)操作。在正常情況之下，用戶(hù)在進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)時(shí)，如果其活動(dòng)必須要安裝數(shù)字證書(shū)才能進(jìn)行，那么系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出安裝數(shù)字證書(shū)的提示，用戶(hù)可以根據(jù)相關(guān)提示進(jìn)行數(shù)字證書(shū)的下載與安裝，也可以直接到官方網(wǎng)站下載數(shù)字證書(shū)，并自行安裝。在數(shù)字證書(shū)安裝完成之后，其會(huì)要求用戶(hù)輸入從密碼信封中所獲取的密碼，在對(duì)密碼進(jìn)行驗(yàn)證之后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)用數(shù)字證書(shū)在用戶(hù)的指令下進(jìn)行一系列的操作［10］。完成操作之后應(yīng)該將IC卡或者Key及時(shí)取出來(lái)，并保管好。不同的證書(shū)在不同的系統(tǒng)之下使用方法也存在著很大的差異，但是一般只要按照系統(tǒng)的提示進(jìn)行操作，都不會(huì)發(fā)生較大的安全問(wèn)題。

3.1授權(quán)身份管理

在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)當(dāng)中，授權(quán)管理系統(tǒng)是其基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性具有重要制約。授權(quán)管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)用戶(hù)或者程序提供授權(quán)服務(wù)并驗(yàn)證測(cè)繪單位身份的方式來(lái)提供授權(quán)與訪(fǎng)問(wèn)等內(nèi)容。同時(shí)授權(quán)服務(wù)系統(tǒng)還給出了關(guān)于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與管理的控制機(jī)制，從根本上簡(jiǎn)化了具體應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與維護(hù)。授權(quán)管理是基于相互的認(rèn)同，只有正確地利用數(shù)字證書(shū)，有效完成系統(tǒng)的用戶(hù)認(rèn)證，才能達(dá)到安全保護(hù)的終極目標(biāo)。例如在進(jìn)行某教育云平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，采用了一種基于數(shù)字證書(shū)的身份認(rèn)證技術(shù)。在該證書(shū)系統(tǒng)當(dāng)中主要包含兩個(gè)重要的模塊，即簽名驗(yàn)證核心服務(wù)模塊和安全管理模塊。簽名驗(yàn)證核心服務(wù)通過(guò)服務(wù)端部署的API，接收應(yīng)用端發(fā)送的簽名服務(wù)請(qǐng)求，并返回簽名或驗(yàn)證服務(wù)結(jié)果。安全管理以B/S方式提供，管理員可以通過(guò)Web瀏覽器直接對(duì)各種證書(shū)服務(wù)和系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和配置。

3.2可信網(wǎng)站服務(wù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)生活中的作用越來(lái)越重要，各種各樣的網(wǎng)站不斷涌現(xiàn)出來(lái)，其中存在著大量的假冒網(wǎng)站與釣魚(yú)網(wǎng)站，這些網(wǎng)站的目的都是竊取用戶(hù)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的賬戶(hù)，或者直接進(jìn)行欺詐活動(dòng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性造成了不良的影響。通過(guò)數(shù)字證書(shū)的運(yùn)用，用戶(hù)可以輕松地避免釣魚(yú)網(wǎng)站。當(dāng)用戶(hù)在進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)時(shí)，如果覺(jué)得某個(gè)網(wǎng)站的可靠性存在一定的問(wèn)題，在進(jìn)行信息傳輸時(shí)就可以通過(guò)數(shù)字證書(shū)進(jìn)行加密處理，確保自己的支付工具與銀行賬號(hào)等信息不會(huì)被不法分子所盜用，從而確保本人信息的安全性，同時(shí)用戶(hù)也可以對(duì)該網(wǎng)站的數(shù)字證書(shū)進(jìn)行查看，確定該網(wǎng)站是否為釣魚(yú)網(wǎng)站［11］。

3.3安全終端保護(hù)

在部分行業(yè)中為了避免信息外泄，通常信息會(huì)存儲(chǔ)在終端機(jī)中，這部分信息一般都具有較高的價(jià)值，其安全性會(huì)對(duì)企業(yè)或整個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展造成很大影響。為了避免終端機(jī)中信息被不法分子篡改或者盜取，當(dāng)前主流的方式還是采用以數(shù)字證書(shū)為核心的系統(tǒng)登錄方法，使用動(dòng)態(tài)加密技術(shù)對(duì)存儲(chǔ)在終端機(jī)中的信息進(jìn)行保護(hù)［12］。采用數(shù)字證書(shū)作為驗(yàn)證方式的系統(tǒng)，可以阻止沒(méi)有權(quán)限的用戶(hù)對(duì)終端機(jī)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，而有權(quán)限的用戶(hù)則可以對(duì)終端機(jī)進(jìn)行安全訪(fǎng)問(wèn)。同時(shí)還可以采用數(shù)字信封技術(shù)對(duì)終端機(jī)中的重要信息進(jìn)行加密處理，使得部分信息的訪(fǎng)問(wèn)必須要具有指定的數(shù)字證書(shū)，從而提高終端機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)的完整性與機(jī)密性。

3.4安全電子郵件

安全電子郵件的數(shù)字證書(shū)是由用戶(hù)的CA中心簽名、電子郵箱地址與公鑰共同組成，在使用電子郵件的過(guò)程當(dāng)中，如果采用加密與數(shù)字簽名的證書(shū)就能夠確保電子郵件中的信息在傳輸與訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程中的安全性與完整性，并且也能使通信的雙方能夠明確對(duì)方的身份［13］。但是有一點(diǎn)需要注意的是，并不是任何郵箱都能對(duì)文件進(jìn)行簽名與加密處理，只有電子郵件的數(shù)字證書(shū)與賬戶(hù)相對(duì)應(yīng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)以上功能。

3.5代碼簽名保護(hù)

隨著搜索引擎技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)推廣技術(shù)在當(dāng)前的電子商務(wù)領(lǐng)域中大量存在，也使得網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售規(guī)模不斷壯大。網(wǎng)絡(luò)推廣雖然給用戶(hù)的使用帶來(lái)了極大便利，但是這種便利性也對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性造成了一系列不良影響。在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)推廣當(dāng)中，用戶(hù)可以隨意地在網(wǎng)絡(luò)上分享各種各樣的軟件，但是分享者對(duì)這些軟件是否安全卻并不是很清楚，同時(shí)也不對(duì)這些軟件的安全性負(fù)責(zé)，而是由軟件開(kāi)發(fā)公司對(duì)軟件的安全性負(fù)責(zé)。由于互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，其中充斥著各種各樣的非法軟件與盜版軟件，如果用戶(hù)使用盜版軟件則會(huì)給信息安全性帶來(lái)一定的影響［14］。軟件用戶(hù)可以采取數(shù)字簽名技術(shù)，從而確認(rèn)供應(yīng)商的真實(shí)身份，降低假冒軟件帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前階段人們生活中不可缺少的工具，其不僅對(duì)方便人們的日常生活有著很大幫助，更能提高生產(chǎn)力水平，因此，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全是社會(huì)發(fā)展的必然要求。在我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)踐中，數(shù)字證書(shū)有著較為廣泛的運(yùn)用，通過(guò)數(shù)字證書(shū)，可以確保用戶(hù)在進(jìn)行電子商務(wù)活動(dòng)時(shí)信息與資金的保密性與安全性［15］。筆者結(jié)合數(shù)字證書(shū)的原理，對(duì)數(shù)字證書(shū)在網(wǎng)絡(luò)安全方面的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全工作有所啟發(fā)。

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作者：楊齊成1，王錦2，胡北辰2 單位：1.安徽廣播電視大學(xué)滁州分校，2.安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院