PKI（Public Key Infrastructure公钥基础设施）回顾学习 - 签名等过程
基础说明：
PKI技术-CAs架构（Single-Root CA -简单/Hierarchical CAs-分层/Cross-Certified CAs-交叉认证）
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- 分层架构
PKI和用途密钥
公钥加密（非对称加密算法）/数字签名（散列+密钥）/数字证书（基于非对称算法，以一个密钥对加以说明）
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- 概述
- 数字签名过程：
- Single-Root CA过程说明（数字签名到数字证书），数字证书主要是对各自的公钥做认证。
为后续VPN打基础：
建立IPsec VPN认证双方的身份有3种方式：
pre-share-key预共享枕钥，VPN双方使用相同的宽码认证。
RSA公钥加密，VPN双方使用相同的RSA密钥对进行加解密
RSA签名，数字证书认证双方的身份信息合法性
1.1 基础说明：
- PKI：需要支持大规模基于公钥的技术的服务架构。
- CA：证书（认证）中心（certificate authority，简称CA），或受信任的第三方协议，它们在网络中签署公钥。
- 数字证书：将名字绑定到CA签署的公钥上面的文书。
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1.1.1 PKI技术-CAs架构（Single-Root CA -简单/Hierarchical CAs-分层/Cross-Certified CAs-交叉认证）
分层架构
ROOT CA:
这是第一个CA被安装在你的PKI部署中
1.在层次化的PKI中是最高级别
2.可以作为一个功能齐全的客户端证书的生命周期管理（管理客户端证书的生命周期）
3.有在PKI中的最高寿命自签名数字证书。
4.可以把所有CA功能委托给子CA
5.可以将部分功能委托给RA
6.子CA，根CA不在线出于安全原因，颁发证书给下属子CA负责。
SUB CA:
这是第二个CA被安装在你的PKI中
1.在层次化的PKI中是第二高级别
2.也可以从一个SUB CA到另一个SUB CA
3.有CA的全部功能（管理客户端的证书有效期内）
4.会收到一张从根CA颁发的数字证书
5.能委托全部CA功能给其他SUB CA
6.能委托部分功能给RA
RA（注册授权服务器）
在PKI体系中是一个可选项
1.作为一个代理在客户端和root CA或者SUB CA之间
2.他的功能执行默认是由rootCA或者SUB CA
3.认证和授权客户端的证书请求
4.转发合法和批准请求给rootCA或者subCA
5.不能颁发客户端证书
RA就像是CA的代理
RA使得CA对网络的暴露性降低
1.1.2 PKI和用途密钥
一些KPI需要用户同时拥有两组密钥对
一组只为加密使用
另一组只为解密使用
- 两组密钥对长度可以不同
- 用户拥有两个证书：一个加密证书和一个签名证书
1.1.3 公钥加密（非对称加密算法）/数字签名（散列+密钥）/数字证书（基于非对称算法，以一个密钥对加以说明）
概述：
使用对称和非对称密码算法都可以实现数字签名。
目前采用较多的是公钥加密技术。
数字签名过程：
使用公钥加密技术的签名和验证过程是（二进制）：
1）发送方(甲)先用单向散列函数对某个信息(如合同的电子文件)A进行计算，得到128位的结果B，再用私钥SK对B进行加密，得到C，该数据串C就是甲对合同A的签名。
2）他人(乙)的验证过程为：乙用单向散列函数对A进行计算，得到结果B1，对签名C用甲的公钥PK进行解密，得到数据串B2，如果B1=B2，则签名是真的，反之签名则为假的。
使用公钥加密技术的签名和验证过程是（具体）：
1. A对其要发送给B的文档使用Hash函数，生成文档的摘要（digest），摘要是一个单向散列值。
2. A使用自己的私钥对单向散列值进行加密，加密后的消息摘要生成"数字签名"（signature）（哈希消息验证码HMAC）
3. A将数字签名附着在文档下面连同自己的公钥一起发给B。
4. B收到文档，取下数字签名，使用A的公钥对数字签名进行解密，得到文档的摘要，知道文档是A发的。
5. B同时针对文档本身使用Hash函数，计算出从A收到的文档的单向散列值。比较计算出来的散列值和上一步解密出来的散列值，如果一样表示文档没有被篡改过。
只要文档被篡改，那么只是细微的改变，都会造成计算出来的散列值和原来的有巨大差别（雪崩效应）
使用公钥加密技术的签名和验证过程是（OSI分层）：
Single-Root CA过程说明（数字签名到数字证书），数字证书主要是对各自的公钥做认证。
首先Jane向Root CA申请根证书(自签名证书，有有效期)，也就是加密请求。
Root CA产生（两个，一个只加密，一个只签名）密钥对，用（加密密钥对的）私钥对（经过签名密钥对的私钥）签名后的证书加密后（类似数字签名），将根证书（已附着公钥）发给用户Jane。
Jane用户（首次）用CA的（加密密钥对的）公钥解密，用计算出的单项散列值对比解密的散列值，对比无误。Jane用户申请个人证书，密钥对，将自己的个人证书连同自己的公钥发给CA，CA用Jane用户的公钥解密，认对比正确后，再用CA自己的私钥加密Jane用户的个人证书，最后发给Jane用户。
Phil同样如此。此时每个用户拥有俩个私钥，三个公钥（俩个自己的，一个Root CA的）。而Root CA拥有俩个私钥，四个公钥（俩个自己的，一个Jane的，一个Phil的）
Jane用户和Phil用户，通过Root CA认证公钥，进行加密通信。