PKI（公鑰基礎(chǔ)設(shè)施Public KeyInfrastructure）

是網(wǎng)絡(luò)信息安全的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)肥败，廣泛用于高強(qiáng)度趾浅、高級(jí)別的信息保護(hù)、身份鑒別馒稍、安全通訊皿哨、行為鑒定等安全領(lǐng)域。

X.500

• 是ITU-T關(guān)于目錄服務(wù)的一系列規(guī)范纽谒、協(xié)議证膨，用于解決國際電話、電報(bào)互聯(lián)互通鼓黔、郵件發(fā)送時(shí)的人員查找央勒、身份認(rèn)證等問題。

• 包括了多個(gè)子集:X.501澳化、X.509

  X.509是一種非常通用的證書格式崔步。所有的證書都符合ITU-T X.509國際標(biāo)準(zhǔn)，因此(理論上)為一種應(yīng)用創(chuàng)建的證書可以用于任何其他符合X.509標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用缎谷。

  在一份證書中井濒，必須證明公鑰及其所有者的姓名是一致的。對X.509證書來說列林，認(rèn)證者總是CA或由CA指定的人瑞你，一份X.509證書是一些標(biāo)準(zhǔn)字段的集合，這些字段包含有關(guān)用戶或設(shè)備及其相應(yīng)公鑰的信息希痴。X.509標(biāo)準(zhǔn)定義了證書中應(yīng)該包含哪些信息者甲，并描述了這些信息是如何編碼的(即數(shù)據(jù)格式)

詳細(xì)特征

所有的X.509證書包含以下數(shù)據(jù)：

• 1、X.509版本號(hào)（version）：指出該證書使用了哪種版本的X.509標(biāo)準(zhǔn)砌创，版本號(hào)會(huì)影響證書中的一些特定信息虏缸。目前的版本是3。
• 2嫩实、證書的序列號(hào)(serialNumber)：由CA給予每一個(gè)證書分配的唯一的數(shù)字型編號(hào)寇钉，當(dāng)證書被取消時(shí)，實(shí)際上是將此證書序列號(hào)放入由CA簽發(fā)的CRL（Certificate Revocation List證書作廢表舶赔，或證書黑名單表）中。這也是序列號(hào)唯一的原因谦秧。
• 3竟纳、認(rèn)證機(jī)構(gòu)(Issuer Name)：證書發(fā)布者撵溃，是簽發(fā)該證書的實(shí)體唯一的CA的X.500名字。使用該證書意味著信任簽發(fā)證書的實(shí)體锥累。(注意：在某些情況下缘挑，比如根或頂級(jí)CA證書，發(fā)布者自己簽發(fā)證書)
• 4桶略、證書的有效期(validity)：證書起始日期和時(shí)間以及終止日期和時(shí)間语淘；指明證書在這兩個(gè)時(shí)間內(nèi)有效。
• 5际歼、主題信息(subject)：證書持有人唯一的標(biāo)識(shí)符(或稱DN-distinguished name)這個(gè)名字在 Internet上應(yīng)該是唯一的惶翻。DN由許多部分組成，看起來象這樣：

CN=Bob Allen,//公用名稱

OU=Total Network Security Division//組織單位

O=Network Associates, Inc.//組織

C=US//國家

這些信息指出該科目的通用名鹅心、組織單位吕粗、組織和國家或者證書持有人的姓名、服務(wù)處所等信息旭愧。

• 6颅筋、證書持有人的公鑰(subjectPublicKeyInfo)：包括證書持有人的公鑰、算法(指明密鑰屬于哪種密碼系統(tǒng))的標(biāo)識(shí)符和其他相關(guān)的密鑰參數(shù)输枯。
• 7议泵、Issuer Unique Identifier (optional)：發(fā)行人唯一標(biāo)志
• 8、Subject Unique Identifier (optional)：主題唯一標(biāo)志
• 9桃熄、簽名算法標(biāo)識(shí)符(Certificate Signature Algorithm)：用來指定CA簽署證書時(shí)所使用的簽名算法先口。算法標(biāo)識(shí)符用來指定CA簽發(fā)證書時(shí)所使用的公開密鑰算法和HASH算法。
• 10蜻拨、發(fā)布者的數(shù)字簽名(Certificate Signature)：這是使用發(fā)布者私鑰生成的簽名池充，以確保這個(gè)證書在發(fā)放之后沒有被撰改過。

證書擴(kuò)展項(xiàng)

• 授權(quán)密鑰標(biāo)識(shí)符：提供識(shí)別對使用私有密鑰在一張證書上簽名相對應(yīng)的公開密鑰的手段
• 主題密鑰標(biāo)識(shí)符：提供識(shí)別包含特定公開密鑰的證書的的手段
• 密鑰使用：證書密鑰的目的（加密缎讼、簽名收夸、簽名證書)
• 私有密鑰使用周期：不建議使用
• 證書策略：包含由對象標(biāo)識(shí)符和可選的限定語組成的一個(gè)或多個(gè)策略信息條目
  • CSP Pointer 包含指向CA發(fā)布的證書實(shí)施聲明指針，URL格式
  • User notice將展示依靠部分
• 策略映射
• 主體可替換名稱
• 發(fā)行者可替換名稱
• 基本約束：識(shí)別出證書的主體
• 策略約束
• 擴(kuò)大密鑰的使用領(lǐng)域
• CRL發(fā)布點(diǎn)

擴(kuò)展文件

.cer, .crt - 通常被用于二進(jìn)制的DER文件格式(同于.der), 不過也被用于Base64編碼的文件 (例如 .pem).

.P7B - 同于 .p7c

.P7C - PKCS#7證書格式血崭，僅僅包含證書和CRL列表信息卧惜，沒有私鑰。

.PFX - 同于 .p12

.P12 -PKCS#12文件, 包含證書（公鑰）和私鑰（受密碼保護(hù)）夹纫，已經(jīng)完整的證書鏈信咽瓷。

PKCS#7 是一種將數(shù)據(jù)加密和簽名（正式名稱是“enveloping”）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 它描述數(shù)字證書的語法和其他加密消息——尤其是舰讹，數(shù)據(jù)加密和數(shù)字簽名的方法茅姜，也包含了算法。但PKCS#7不包含私鑰信息月匣。

PKCS#12 定義了一個(gè)用于保存私鑰和對應(yīng)公鑰證書的文件格式钻洒，并由對稱密鑰加密保護(hù)奋姿。PKCS#12通常采用PFX,P12作為文件擴(kuò)展名。 PKCS#12文件可以存放多個(gè)證書素标，并由密碼保護(hù)称诗，通常用于WINDOWS IIS，也能夠被當(dāng)作Java Keysotre文件使用头遭，用于Tomcat寓免，Resign，Weblogic计维，Jboss等袜香，不能被用于Apache.

編碼 (也用于擴(kuò)展名)

• .DER = 擴(kuò)展名DER用于二進(jìn)制DER編碼的證書。這些證書也可以用CER或者CRT作為擴(kuò)展名享潜。比較合適的說法是“我有一個(gè)DER編碼的證書”困鸥，而不是“我有一個(gè)DER證書”。
• .PEM = 擴(kuò)展名PEM用于ASCII(Base64)編碼的各種X.509 v3 證書剑按。文件開始由一行"—– BEGIN …“開始疾就。

常用的擴(kuò)展名

• .CRT = 擴(kuò)展名CRT用于證書。證書可以是DER編碼艺蝴，也可以是PEM編碼猬腰。擴(kuò)展名CER和CRT幾乎是同義詞。這種情況在各種unix/linux系統(tǒng)中很常見猜敢。
• CER = CRT證書的微軟型式姑荷。可以用微軟的工具把CRT文件轉(zhuǎn)換為CER文件（CRT和CER必須是相同編碼的缩擂，DER或者PEM）鼠冕。擴(kuò)展名為CER的文件可以被IE識(shí)別并作為命令調(diào)用微軟的cryptoAPI（具體點(diǎn)就是rudll32.exe cryptext.dll, CyrptExtOpenCER），進(jìn)而彈出一個(gè)對話框來導(dǎo)入并/或查看證書內(nèi)容胯盯。
• .KEY = 擴(kuò)展名KEY用于PCSK#8的公鑰和私鑰懈费。這些公鑰和私鑰可以是DER編碼或者PEM編碼。

CRT文件和CER文件只有在使用相同編碼的時(shí)候才可以安全地相互替代博脑。

總結(jié)

• ITU-T制定X.509 V1規(guī)范

• IETF 制定PKI的大部分協(xié)議

• RSA公司制定PKCS系列標(biāo)準(zhǔn)

• OSCCA制定國密相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

• CERTICOM憎乙、SECG定制ECC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

X.500系列

• X.500是關(guān)于目錄服務(wù)一系列標(biāo)準(zhǔn)
• X.501是關(guān)于目錄服務(wù)數(shù)據(jù)模型的定義
• X.509是關(guān)于目錄服務(wù)認(rèn)證框架的定義
• X.520是數(shù)據(jù)模型中屬性定義
• X.521是數(shù)據(jù)模型中對象定義
• ASN.1是協(xié)議定義語言
• BER叉趣、DER泞边、CER是編碼格式
• X.509是證書協(xié)議
• BASD64、PEM是另一層次的編碼格式

PKCS系列

• PKCS#1定義了RSA公私鑰格式及RSA運(yùn)算過程疗杉、填充格式阵谚。
• PKCS#5定義了基于口令的私鑰保護(hù)方式
• PKCS#7定義了數(shù)字封裝格式，可以用于證書鏈、簽名梢什、數(shù)字信封闻牡。
• PKCS#8定義了更通用的私鑰保護(hù)格式
• PKCS#10定義了證書請求格式
• PKCS#11定義了加密介質(zhì)接口。
• PKCS#12定義了帶私鑰的證書格式绳矩。

編碼格式

• BER: Basic Encoding Rules
  • 基本編碼格式。
  • 對相同的數(shù)據(jù)玖翅，可以有多種編碼方式翼馆，比如長字節(jié)型、短字節(jié)型金度、不定長型等应媚。
• DER: Distinguished Encoding Rules
  • 是BER的一個(gè)子集，為更嚴(yán)格的一個(gè)變種版本猜极。
  • 和BER相比中姜，DER的編碼格式只有固定一種。比如BER的Boolean變量編碼值是可以1~255的任意值跟伏，而DER只能是1丢胚。
  • DER使用在有數(shù)據(jù)簽名的場合，以保證數(shù)據(jù)原文編碼后可以保持一致受扳。
  • X.509證書都是DER編碼携龟。
• CER: Canonical Encoding Rules
  • CER和DER一樣，都是BER的限定編碼規(guī)則的子集勘高。
  • CER和DER不同在于它是不定長編碼峡蟋，可以用于大數(shù)據(jù)塊的封裝。
  • PKCS#7數(shù)字信封可以用DER編碼华望，也可以用CER編碼蕊蝗。

證書結(jié)構(gòu)

 Certificate  ::=  SEQUENCE  {
        tbsCertificate       TBSCertificate, //證書內(nèi)容
        signatureAlgorithm   AlgorithmIdentifier,// 簽名算法
        signatureValue       BIT STRING//簽名值  對tbsCer進(jìn)行DER編碼
        } 

 TBSCertificate  ::=  SEQUENCE  {
        version         [0]  EXPLICIT Version DEFAULT v1,
        serialNumber         CertificateSerialNumber,
        signature            AlgorithmIdentifier,
        issuer               Name,//發(fā)行者
        validity             Validity,//有效期
        subject              Name,
        subjectPublicKeyInfo SubjectPublicKeyInfo,
        issuerUniqueID  [1]  IMPLICIT UniqueIdentifier OPTIONAL,
                             -- If present, version MUST be v2 or v3