数字证书简介和理解

数字证书就是互联网通讯中标志通讯各方身份信息的一系列数据，提供了一种在Internet上验证您身份的方式，其作用类似于司机的驾驶执照或日常生活中的身份证。它是由一个由权威机构-----CA机构，又称为证书授权(Certificate Authorit y)中心发行的，人们可以在网上用它来识别对方的身份。数字证书是一个经证书授权 中心数字签名的包含公开密钥拥有者信息以及公开密钥的文件。最简单的证书包含一 个公开密钥、名称以及证书授权中心的数字签名。一般情况下证书中还包括密钥的有 效时间，发证机关(证书授权中心)的名称，该证书的序列号等信息，证书的格式遵循 ITUT X.509国际标准。
一个标准的X.509数字证书包含以下一些内容：
  证书的版本信息；
  证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号；
  证书所使用的签名算法；
  证书的发行机构名称，命名规则一般采用X.500格式；
  证书的有效期，现在通用的证书一般采用UTC时间格式，它的计时范围为1950-2049;
  证书所有人的名称，命名规则一般采用X.500格式；
  证书所有人的公开密钥；
  证书发行者对证书的签名。

二.为什么要用数字证书
基于Internet网的电子商务系统技术使在网上购物的顾客能够极其方便轻松地获 得商家和企业的信息，但同时也增加了对某些敏感或有价值的数据被滥用的风险。买 方和卖方都必须对于在因特网上进行的一切金融交易运作都是真实可靠的，并且要使 顾客、商家和企业等交易各方都具有绝对的信心，因而因特网（Internet）电子商务 系统必须保证具有十分可靠的安全保密技术，也就是说，必须保证网络安全的四大要 素，即信息传输的保密性、数据交换的完整性、发送信息的不可否认性、交易者身份 的确定性。

1、信息的保密性
交易中的商务信息均有保密的要求。如信用卡的帐号和用户名被人知悉，就可能 被盗用，订货和付款的信息被竞争对手获悉，就可能丧失商机。因此在电子商务的信 息传播中一般均有加密的要求。
2、交易者身份的确定性
网上交易的双方很可能素昧平生，相隔千里。要使交易成功首先要能确认对方的 身份，对商家要考虑客户端不能是骗子，而客户也会担心网上的商店不是一个玩弄欺 诈的黑店。因此能方便而可靠地确认对方身份是交易的前提。对于为顾客或用户开展 服务的银行、信用卡公司和销售商店，为了做到安全、保密、可靠地开展服务活动， 都要进行身份认证的工作。对有关的销售商店来说，他们对顾客所用的信用卡的号码 是不知道的，商店只能把信用卡的确认工作完全交给银行来完成。银行和信用卡公司 可以采用各种保密与识别方法，确认顾客的身份是否合法，同时还要防止发生拒付款 问题以及确认订货和订货收据信息等。
3、不可否认性
由于商情的千变万化，交易一旦达成是不能被否认的。否则必然会损害一方的利 益。例如订购黄金，订货时金价较低，但收到订单后，金价上涨了，如收单方能否认 受到订单的实际时间，甚至否认收到订单的事实，则订货方就会蒙受损失。因此电子 交易通信过程的各个环节都必须是不可否认的。
4、不可修改性
交易的文件是不可被修改的，如上例所举的订购黄金。供货单位在收到订单后， 发现金价大幅上涨了，如其能改动文件内容，将订购数1吨改为1克，则可大幅受益， 那么订货单位可能就会因此而蒙受损失。因此电子交易文件也要能做到不可修改，以 保障交易的严肃和公正。
人们在感叹电子商务的巨大潜力的同时，不得不冷静地思考，在人与人互不见面 的计算机互联网上进行交易和作业时，怎么才能保证交易的公正性和安全性，保证交 易双方身份的真实性。国际上已经有比较成熟的安全解决方案， 那就是建立安全证书体系结构。数字安全证书提供了一种在网上验证身份的方式。安全证书体制主要采 用了公开密钥体制，其它还包括对称密钥加密、数字签名、数字信封等技术。
我们可以使用数字证书，通过运用对称和非对称密码体制等密码技术建立起一套严密的身份认证系统，从而保证：信息除发送方和接收方外不被其它人窃取；信息在传输过程中不被篡改；发送方能够通过数字证书来确认接收方的身份；发送方对于自己的信息不能抵赖。

三.数字证书原理介绍
数字证书采用公钥体制，即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。每个用户自己设定一把特定的仅为本人所知的私有密钥（私钥），用它进行解密和签名；同时设定一把公共密钥（公钥）并由本人公开，为一组用户所共享，用于加密和验证签名。当发送一份保密文件时，发送方使用接收方的公钥对数据加密，而接收方则使用 自己的私钥解密，这样信息就可以安全无误地到达目的地了。通过数字的手段保证加 密过程是一个不可逆过程，即只有用私有密钥才能解密。在公开密钥密码体制中，常用的一种是RSA体制。其数学原理是将一个大数分解成两个质数的乘积，加密和解密用的是两个不同的密钥。即使已知明文、密文和加密密钥（公开密钥），想要推导出解密密钥（私密密钥），在计算上是不可能的。按现在的计算机技术水平，要破解目前采用的1024位RSA密钥，需要上千年的计算时间。公开密钥技术解决了密钥发布的管理问题，商户可以公开其公开密钥，而保留其私有密钥。购物者可以用人人皆知的公开密钥对发送的信息进行加密，安全地传送给商户，然后由商户用自己的私有密钥 进行解密。

用户也可以采用自己的私钥对信息加以处理，由于密钥仅为本人所有，这样就产生了别人无法生成的文件，也就形成了数字签名。采用数字签名，能够确认以下两点：
（1）保证信息是由签名者自己签名发送的，签名者不能否认或难以否认；
（2）保证信息自签发后到收到为止未曾作过任何修改，签发的文件是真实文件。
数字签名具体做法是:
（1）将报文按双方约定的HASH算法计算得到一个固定位数的报文摘要。在数学上保证:只要改动报文中任何一位，重新计算出的报文摘要值就会与原先的值不相符。这样就保证了报文的不可更改性。
（2）将该报文摘要值用发送者的私人密钥加密，然后连同原报文一起发送给接收者，而产生的报文即称数字签名。
（3）接收方收到数字签名后，用同样的HASH算法对报文计算摘要值，然后与用发送者的公开密钥进行解密解开的报文摘要值相比较。如相等则说明报文确实来自所称的发送者。　

四.在具体过程中，有2种操作:1.签名操作 2.解密操作。签名操作是发送方用私钥进行签名，接受方用发送方证书来验证签名；加密操作则是用接受方的证书进行加密，接受方用自己的私钥进行解密。 因此，如果说数字证书是电子商务应用者的网上数字身份证话，那么证书相应的私钥则可以说是用户的私章或公章。

  本人有幸负责过邮政网关与邮政ca服务器的通讯工作，对数字证书有自己的经历，谈谈双方验证的过程。
  1.首先生成原始信息，也就是原始报文，是双方约定的一个格式。

  2.对信息进行hash算法(附录1)，用的是md5算法，这个是公开的一个算法。目的是为了生成一个摘要值，即hash值，这里简称为数字指纹。

  3.用私钥对数字指纹进行签名，然后连同原报文一起发送给ca服务器，这个原串+签名串合起来的数据，为整个发送数据。

  4.验证签名，先得到原串和签名串,用证书的公钥对签名串进行解密,即得到数字指纹，再对原串进行相同的hash算法，比较2个指纹，即验签。该验证过程包括2个,首先还原数字指纹，如果私钥不正确，或者原信息在传输过程中被篡改，则还原出来的数字指纹不能和新生成的数字指纹相匹配，从而保证了传输过程的安全性。

  5.ca服务器回应网关的时候，也是拿自己的私钥签名，网关用公钥验签。

  附录1:在数字签名中有重要作用的数字指纹是通过一类特殊的散列函数(HASH函数) 生成的。对这些HASH函数的特殊要求是：

1．接受的输入报文数据没有长度限制；

2．对任何输入报文数据生成固定长度的摘要(数字指纹)输出；

3．从报文能方便地算出摘要；

4．难以对指定的摘要生成一个报文，而由该报文可以算出该指定的摘要；

5．难以生成两个不同的报文具有相同的摘要。