在现代数字时代，安全通信和数据传输是整个互联网的命脉。 但是，用户如何才能在网上分享自己的敏感信息，而不用担心潜在的信息泄露呢？ 介绍公钥基础设施（PKI）–维护网络信任和安全的重要组成部分。
那么，什么是公钥基础设施，它是如何工作的，为什么它在当今的数字领域至关重要？ 我们还将讨论 PKI 身份验证、加密、证书以及如何获取 PKI 证书。 最后，我们将探讨公钥基础设施实施不力的潜在后果。
目录
什么是公钥基础设施（PKI）？
PKI（公钥基础设施）是一种安全框架，可确保在互联网上安全传输数据。 它是一个由硬件、软件、政策和程序组成的系统，共同为在线通信提供安全可信的环境。 PKI 可确保数字数据的真实性、保密性和完整性，防止网络威胁和欺诈。
PKI 有何用途？
PKI 可保护各种平台和应用，包括电子商务、网上银行、电子政务、电子邮件加密和安全远程访问。 它还能保护组织和个人之间的在线通信、VPN 连接、电子文档和数字身份。 公钥基础设施维护网络世界的信任和安全。
公钥基础设施的主要组成部分有哪些？
为了更好地理解公钥基础设施的各个组成部分及其在维持整个公钥基础设施架构中的作用，可以把公钥基础设施想象成一个由相互连接的公路、铁路、桥梁和隧道组成的系统，只不过是用于电子交易而已。 PKI 网络有助于在网上发送信息或汇款的人之间建立信任，即使他们不能见面。
那么，它是如何在不露面、无纸化的数字世界中建立信任的呢？ 通过技术、实施、标准和政策四个主要组成部分，提供信息完整性并对用户进行身份验证。 每个部分都由多个要素组成，它们相互配合，确保私人数据在互联网上不受限制、不受更改地流动。
技术
大多数 PKI 系统使用几种加密算法，包括 Rivest-Shamir-Adleman (RSA)、数字签名算法 (DSA)、数字签名算法和椭圆曲线加密算法 (ECC)，将纯文本数据加密为一串无法破译的字符。 与现代密码和复杂的哈希算法一起，它们是传输层安全协议（TLS）的一部分，TLS 是用于网络加密的一套标准密码规则和技术。
进一步了解SSL 和 TLS 的区别。
实施情况
所有公钥基础设施政策和技术都由被称为证书颁发机构（CA）的可信第三方实体实施。 CA 向个人和组织颁发 SSL/TLS 证书，以证明其身份并加密浏览器和网络服务器之间的通信。 属于这一类别的其他参与者包括硬件安全模块制造商、PKI 应用程序开发商、SSL 经销商等。
标准
整个 PKI 安全依赖于由互联网工程任务组 (IETF)、电气和电子工程师协会 (IEEE)、CA/浏览器论坛等组织以及加拿大特许会计师协会/美国注册会计师协会或欧洲电信标准协会 (ETSI) 等其他行业参与者建议和制定的无懈可击的标准，这些组织不断改进 PKI 基础设施，以满足我们时代的动态需求。
政策
最后，政府机构和国际监管机构要确保 PKI 标准适用于不同司法管辖区的法律框架。 虽然他们对 PKI 开发的贡献微乎其微，但他们负责监督整个过程，并将其控制在法律范围内。
PKI 如何工作？
为了更好地理解 PKI 的核心工作原理，我们需要回顾一下什么是加密密钥和加密。
什么是加密密钥？
在密码学中，密钥是决定加密或解密算法输出的一个信息位。 在加密过程中，密钥将明文（可读信息）转换为密文（编码信息），而密文在没有密钥的情况下是无法读取的。 同样，在解密过程中，密钥会将密文变回明文。
什么是加密？
加密是利用算法或数学函数将信息或数据转换为不可读格式（称为密文）的过程。 加密主要有两种：对称加密和非对称加密。
在对称加密中，相同的密钥对数据进行加密和解密。 因此，信息发送方和接收方需要使用相同的密钥。 对称加密速度快、效率高，但也有缺点–如果密钥被泄露，使用该密钥加密的所有信息都会受到攻击。
在非对称加密（也称公钥加密）中，有两把钥匙：一把公钥和一把私钥。 公钥可以与任何人共享，而私钥，顾名思义，必须保密。
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PKI 如何将一切联系在一起？
PKI 的工作原理是使用公钥加密（非对称加密）来加密和解密数字数据。 在 PKI 中，每个用户都有一个由公钥和私钥组成的密钥对。 当用户要向另一个用户发送加密数据时，他们会使用接收方的公开密钥对数据进行加密。 接收者使用私人密钥解密数据。 这一过程可确保只有预定的接收者才能读取信息。
什么是 PKI 身份验证？
PKI 身份验证借助受信任 CA 签发的数字证书来验证通信或交易中的用户或设备身份。 就 SSL/TLS 证书而言，PKI 身份验证可验证网站或服务器的身份。 SSL/TLS 证书可确保浏览器和网络服务器之间的在线通信安全。
PKI 使用什么类型的加密？
PKI 使用非对称加密和多种加密算法，包括 RSA、DSA 和 ECC。 最常用的 PKI 加密算法是 RSA。 它由 Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 于 1977 年开发，以他们名字的首字母命名，使用两个大素数 “p “和 “q “来生成公钥和私钥。
什么是 PKI 证书？
PKI 证书是公钥基础设施系统的重要组成部分。 根据它们所保障的内容，我们可以将它们进一步分类为 x.509 PKI 证书这些证书包括SSL/TLS 证书、代码签名证书、电子邮件证书和文档签名证书。
PKI 证书包含一个公开密钥和其他识别信息，如证书持有者的姓名和签发证书的证书颁发机构 (CA)。 公钥用于加密和数字签名验证，私钥保密，用于解密和生成数字签名。
PKI 证书由负责验证和确认网站或公司合法身份的可信证书颁发机构（CA）签署。 CA 使用多种验证方法，包括政府颁发的身份证件、LEI 代码，或在必要时进行当面验证。
当用户访问由 PKI 证书保护的网站时，他们的网络浏览器会通过查看证书签发者（CA）、有效期、撤销状态以及是否与所访问网站的域名相匹配来检查证书的合法性。
如何获取 PKI 证书？
要获得 PKI 证书，必须生成证书签名请求（CSR）并提交给证书颁发机构（CA）。CSR是一个编码文本块，包含有关您的身份和您要使用的公开密钥的信息。 CA 会验证你的证书，并签发带有你的公开密钥的数字证书。
在申请证书之前，可以直接在服务器或网络上生成 CSR，也可以借助CSR 生成工具从外部生成 CSR。
CA 验证您的请求并通过电子邮件发送证书文件后，您就可以将其上传到服务器，确保与网站访客或电子邮件联系人的通信安全。
PKI 和电子邮件加密
电子邮件加密使用 PKI 对电子邮件内容进行加密，只有收件人才能阅读。 要发送加密电子邮件，发件人必须拥有收件人的数字证书和公开密钥。 发件人使用收件人的公开密钥加密信息，收件人使用其私人密钥解密信息。
用户必须从可靠的 PKI 证书颁发机构获取电子邮件或S/MIME证书。 证书包含用户的公开密钥和其他身份识别信息，如用户的电子邮件地址、身份和组织的法律地位。 当用户发送加密电子邮件时，其客户端会自动获取收件人的数字证书来加密邮件。
PKI 电子邮件加密具有多种优势，包括保密性、完整性和不可抵赖性。 它可以确保只有预定收件人才能阅读电子邮件，而且由于采用了数字 PKI 签名，可以防止邮件在传输过程中被篡改，并提供了一种证明邮件作者身份的方法。
由于其普及性、简单性和便利性，电子邮件总是容易受到严重的网络攻击、诈骗和网络钓鱼。 PKI 电子邮件证书消除了数据盗窃和欺诈漏洞，使个人和企业收件箱免受窥探。
公钥基础设施实施不力的潜在后果
要顺利安全地传输数据，就必须正确实施 PKI 和管理密钥。 私钥和公钥管理不善的后果不堪设想。 以下是公钥基础设施实施不力可能导致的五种结果：
- 数据泄露：如果 PKI 认证松散，不遵守既定标准和安全规范，敏感数据就很容易受到攻击。 网络犯罪分子可以拦截并窃取个人详细信息，从而导致数据泄露。 这可能导致身份盗窃、经济损失和公司声誉受损。
- 失去信任：PKI 在各方（如网站和访问者）之间建立信任。 如果 PKI 应用程序不达标，就会削弱它们之间的信任。 如果网站没有强大的 PKI 基础设施，用户在分享个人信息或进行交易时可能会犹豫不决。
- 法律责任：PKI CA 或 PKI 服务器受损也会给公司带来法律问题。 如果由于 PKI 失效而导致敏感数据外泄，公司可能要承担损害赔偿责任或面临法律诉讼。
- 运行效率低下：无效的 PKI 还可能导致运行效率低下。 例如，如果数字证书管理或维护不当，就可能导致停机或系统故障。 这会导致公司生产力和收入的损失。
- 合规问题：许多行业都必须遵守特定的安全标准，如 HIPAA（《健康保险可携性与责任法案》）或 PCI DSS（《支付卡行业数据安全标准》）。 PKI 使用不当会导致不符合这些标准，从而导致罚款、法律责任或业务损失。
结论
在这篇文章中，我们主要讨论了概括整个 SSL 行业的一些基本问题：什么是公钥基础设施，什么是 PKI 证书。 随着数字领域的扩展，PKI 在确保数字身份和数据安全方面将变得越来越重要。 它将不断改进，以满足对安全可靠的数字通信和交易日益增长的需求。
总之，PKI 是数字生态系统的重要组成部分，它提供了数字经济繁荣所需的高级安全和信任。 随着数字连接在我们的日常生活中变得更加无处不在，它的作用也将不断演变。
