CA中心

CA中心概述

“CA中心”定义

　　认证中心（CA─Certificate Authority）作为权威的、可信赖的、公正的第三方机构，专门负责发放并管理所有参与网上交易的实体所需的数字证书。它作为一个权威机构，对密钥进 行有效地管理，颁发证书证明密钥的有效性，并将公开密钥同某一个实体（消费者、商户、银行）联系在一起。它负责产生、分配并管理所有参与网上信息交换各方所需的数字证书，因此是安全电子信息交换的核心。

　　为保证客户之间在网上传递信息的安全性、真实性、可靠性、完整性和不可抵赖性，不仅需要对客户的身份真实性进行验证，也需要有一个具有权威性、公正性、唯一性的机构，负责向电子商务的各个主体颁发并管理符合国内、国际安全电子交易协议标准的安全证书。

　　数字证书管理中心是保证电子商务安全的基础设施。它负责电子证书的申请、签发、制作、废止、认证和管理，提供网上客户身份认证、数字签名、电子公证、安全电子邮件等服务等业务。

　　随着认证中心(或称CA中心)的出现，使得开放网络的安全问题得以迎刃而解。利用数字证书、PKI、对称加密算法、数字签名、数字信封等加密技术，可以建立起安全程度极高的加解密和身份认证系统，确保电子交易有效、安全地进行，从而使信息除发送方和接收方外，不被其他方知悉（保密性）；保证传输过程中不被篡改（完整性和一致性）；发送方确信接收方不是假冒的（身份的真实性和不可伪装性）；发送方不能否认自己的发送行为（不可抵赖性）。

CA的架构

　　CA认证的主要工具是CA中心为网上作业主体颁发的数字证书。CA架构包括PKI结构、高强度抗攻击的公开加解密算法、数字签名技术、身份认证技 术、运行安全管理技术、可靠的信任责任体系等等。从业务流程涉及的角色看， 包括认证机构、数字证书库和黑名单库、密钥托管处理系统、证书目录服务、证书审批和作废处理系统。从CA的层次结构来看， 可以分为认证中心（根CA）、密钥管理中心（KM）、认证下级中心（子CA）、证书审批中心（RA中心）、证书审批受理点（RAT）等。CA中心一般要发布认证体系声明书，向服务的对象郑重声明CA的政策、保证安全的措施、服务的范围、服务的质量、承担的责任、操作流程等条款。

　　根据PKI的结构，身份认证的实体需要有一对密钥，分别为私钥和公钥。其中的私钥是保密的，公钥是公开的。从原理上讲，不能从公钥推导出私钥，穷举法来求私钥则由于目前的技术、运算工具和时间的限制而不可能。每个实体的密钥总是成对出现，即一个公钥必定对应一个私钥。公钥 加密的信息必须由对应的私钥才能解密，同样，私钥做出的签名，也只有配对的公钥才能解密。公钥有时用来传输对称密钥，这就是数字信封技术。密钥的管理政策是把公钥和实体绑定，由CA中心把实体的信息和实体的公钥制作成数字证书，证书的尾部必须有CA中心的数字签名。由于CA中心的数字签名是不可伪造的，因此实体的数字证书不可伪造。CA中心对实体的物理身份资格审查通过后，才对申请者颁发数字证书，将实体的身份与数字证书对应起来。由于实体都信任提供第三方服务的CA中心，因此，实体可以信任由CA中心颁发数字证书的其他实体，放心地在网上进行作业和交易。

职责

　　CA中心主要职责是颁发和管理数字证书。其中心任务是颁发数字证书，并履行用户身份认证的责任。CA中心在安全责任分散、运行安全管理、系统安全、物理安全、数据库安全、人员安全、密钥管理等方面，需要十分严格的政策和规程，要有完善的安全机制。另外要有完善的安全审计、运行监控、容灾备份、事故快速反应等实施措施， 对身份认证、访问控制、防病毒防攻击等方面也要有强大的工具支撑。CA中心的证书审批业务部门则负责对证书申请者进行资格审查，并决定是否同意给该申请者发放证书，并承担因审核错误引起的、为不满足资格的证书申请者发放证书所引起的一切后果，因此，它应是能够承担这些责任的机构担任；证书操作部门（Certificate Processor，简称CP）负责为已授权的申请者制作、发放和管理证书， 并承担因操作运营错误所产生的一切后果，包括失密和为没有授权者发放证书等，它可以由审核业务部门自己担任，也可委托给第三方担任。

CA中的数字证书

　　数字安全证书就是标志网络用户身份信息的一系列数据，用来在网络通讯中识别通讯各方的身份，即要在Internet上解决"我是谁"的问题，就如同现实中我们每一个人都要拥有一张证明个人身份的身份证或驾驶执照一样，以表明我们的身份或某种资格。

　　在网上电子交易中， 商户需要确认持卡人是信用卡或借记卡的合法持有者，同时持卡人也必须能够鉴别商户是否是合法商户，是否被授权接受某种品牌的信用卡或借记卡支付。为处理这 些关键问题，必须有一个大家都信赖的机构来发放数字安全证书。数字安全证书就是参与网上交易活动的各方（如持卡人、商家、支付网关） 身份的代表，每次交易时，都要通过数字安全证书对各方的身份进行验证。数字安全证书是由权威公正的第三方机构即CA中心签发的，它在证书申请被认证中心批 准后，通过登记服务机构将证书发放给申请者。

　　数字安全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数字安全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；

　　·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

CA中的作用

　　CA为电子商务服务的证书中心，是PKI（Public Key Infrastructure）体系的核心。它为客户的公开密钥签发公钥证书、发放证书和管理证书，并提供一系列密钥生命周期内的管理服务。它将客户的公 钥与客户的名称及其他属性关联起来，为客户之间电子身份进行认证。证书中心是一个具有权威性、可信赖性和公证性的第三方机构。它是电子商务存在和发展的基础。认证中心在密码管理方面的作用如下： 　　

自身密钥的产生、存储、备份/恢复、归档和销毁

　　从根CA开始到直接给客户发放证书的各层次CA，都有其自身的密钥对。CA中心的密钥对一般由硬件加密服务器在机器内直接产生，并存储于加密硬 件内，或以一定的加密形式存放于密钥数据库内。加密备份于IC卡或其他存储介质中，并以高等级的物理安全措施保护起来。密钥的销毁要以安全的密钥冲写标 准，彻底清除原有的密钥痕迹。需要强调的是，根CA密钥的安全性至关重要，它的泄露意味着整个公钥信任体系的崩溃，所以CA的密钥保护必须按照最高安全级 的保护方式来进行设置和管理。　 　

为认证中心与各地注册审核发放机构的安全加密通信提供安全密钥管理服务

　　在客户证书的生成与发放过程中，除了有CA中心外，还有注册机构、审核机构和发放机构（对于有外部介质的证书）的存在。行业使用范围内的证书， 其证书的审批控制，可由独立于CA中心的行业审核机构来完成。CA中心在与各机构进行安全通信时，可采用多种手段。对于使用证书机制的安全通信，各机构 （通信端）的密钥产生、发放与管理维护，都可由CA中心来完成。　 　

确定客户密钥生存周期，实施密钥吊销和更新管理

　　每一张客户公钥证书都会有有效期，密钥对生命周期的长短由签发证书的CA中心来确定。各CA系统的证书有效期限有所不同，一般大约为2～3年。　　

　　密钥更新不外为以下两种情况：密钥对到期、密钥泄露后需要启用新的密钥对（证书吊销）。密钥对到期时，客户一般事先非常清楚，可以采用重新申请的方式实施更新。　　

　　采用证书的公钥吊销，是通过吊销公钥证书来实现的。公钥证书的吊销来自于两个方向，一个是上级的主动吊销，另一个是下级主动申请证书的吊销。当上级CA对下级CA不能信赖时（如上级发现下级CA的私钥有泄露的可能），它可以主动停止下级CA公钥证书的合法使用。当客户发现自己的私钥泄露时，也可 主动申请公钥证书的吊销，防止其他客户继续使用该公钥来加密重要信息，而使非法客户有盗取机密的可能。一般而言，在电子商务实际应用中，可能会较少出现私 钥泄露的情况，多数情况是由于某个客户由于组织变动而调离该单位，需要提前吊销代表企业身份的该客户的证书。　　

提供密钥生成和分发服务

　　CA中心可为客户提供密钥对的生成服务，它采用集中或分布式的方式进行。在集中的情形下，CA中心可使用硬件加密服务器，为多个客户申请成批的生成密钥对，然后采用安全的信道分发给客户。也可由多个注册机构（RA）分布生成客户密钥对并分发给客户。　　

提供密钥托管和密钥恢复服务

　　CA中心可根据客户的要求提供密钥托管服务，备份和管理客户的加密密钥对。当客户需要时可以从密钥库中提出客户的加密密钥对，为客户恢复其加密 密钥对，以解开先前加密的信息。这种情形下，CA中心的密钥管理器，采用对称加密方式对各个客户私钥进行加密，密钥加密密钥在加密后即销毁，保证了私钥存储的安全性。密钥恢复时，采用相应的密钥恢复模块进行解密，以保证客户的私钥在恢复时没有任何风险和不安全因素。同时，CA中心也应有一套备份库，避免密钥数据库的意外毁坏而无法恢复客户私钥。　　

其他密钥生成和管理、密码运算功能

　　CA中心在自身密钥和客户密钥管理方面的特殊地位和作用，决定了它具有主密钥、多级密钥加密密钥等多种密钥的生成和管理功能。

　　对于为客户提供公钥信任、管理和维护整个电子商务密码体系的CA中心来讲，其密钥管理工作是一项十分复杂的任务，它涉及到CA中心自身的各个安全区域和部件、注册审核机构以及客户端的安全和密码管理策略。

CA的应用前景

　　目前，以数字安全证书为核心的PKI技术正在日趋成熟，其应用已覆盖了安全电子邮件、虚拟专用网络（VPN）、Web交互安全、电子数据交换、Internet上的信用卡交易等，涉及电子商务、电子政务、电子事务安全等诸多领域。

　　随着Internet应用在我国的不断普及和深入，政府部门将利用数字安全证书技术来支持管理；商业企业内部、企业与企业之间、区域性服务网络、电子商务网站将使用PKI的技术和解决方案。

　　许多PKI新技术都在不断地涌现，CA之间的信任模型、使用的加解密算法、密钥管理的方案等也在不断地变化之中。网络，特别是Internet网 络的安全应用离不开PKI技术的支持。网络应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全需求，只有以数字安全证书为核心的PKI技术才能 满足。作为一个网络发展大国，我国的安全认证市场方兴未艾，未来必将大有可为。