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数字世界如何保证网络安全?

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2024-12-18 14:23

正文

在我们的日常生活中,无论是网购、掌上银行还是在线办公,都离不开一个关键的保障——网络安全。而在这个数字化的世界里,有一种神奇的工具,它能证明“你”是“你”,就好比网络世界中的“身份证”,它就是我们今天要聊的主角—— 数字证书 ,下面小编就带大家认识一下什么是数字证书吧!

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数字证书是什么


数字证书是一种电子文档,用于证明某个实体(如个人、公司或服务器)的身份。 数字证书包含了实体的 公钥、实体的名称和证书的有效期等,并且由一个可信的第三方机构——证书颁发机构(CA,Certificate Authority)进行数字签名。

简单来说,当你访问一个网站时,浏览器会检查该网站是否有一个有效的数字证书,以确保你正在与正确的网站进行交互,而不是被黑客欺骗。

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数字证书的由来


数字证书的诞生源于公钥加密技术的发展。 在传统的加密方式中,发送者和接收者需要共享一个秘密秘钥才能进行安全通信。但是,这种方法在大规模网络环境中难以实施,因为管理大量密钥非常复杂且容易出错。


为了解决这个问题, 公钥加密 应运而生。在这种系统中,每个用户都有 两把密钥:一把公开的公钥和一把私人的私钥 。任何人都可以使用公钥加密信息,但只有持有相应私钥的人才能解密。这样,即使信息在传输过程中被截取,攻击者也无法读取内容。

然而,如何确保你收到的公钥确实属于预期的发送者呢?这就引入了 数字证书 的概念。数字证书由可信的第三方机构(称为证书颁发机构,或CA)签发,它们验证并绑定一个公钥与其对应的实体身份。

3


如何获取数字证书


要获取数字证书,你需要联系一个受信任的证书颁发机构。申请过程通常涉及以下步骤:

  1. 构建密钥对 :服务方(如网站服务器)生成密钥对。

  2. 将公钥、组织信息、个人信息等提交给证书认证机构

  3. 认证机构审核信息真实性

  4. 签发证书 :如果信息审核通过,认证机构向申请者签发认证文件-证书。证书一般包含以下信息:

  • 申请者公钥

  • 申请者的组织信息和个人信息

  • 签发机构的信息

  • 有效时间

  • 证书序列号等信息的明文

  • 签名(使用认证机构的私钥对信息摘要进行加密得到的密文)

  • 验证证书 :申请者在收到证书后,会进行如下验证:

    • 读取证书中的明文信息,采用相同的散列函数计算得到信息摘要。

    • 利用对应认证机构的公钥解密签名数据,对比证书的信息摘要。

    • 如果一致,则可以确认证书的合法性,即公钥合法。

    4


    数字证书的优点


    • 提高安全性 :通过加密技术保护数据免受窃听和篡改。就像现实生活中的保险箱一样,数字证书为你的数据提供了额外的安全防护。
    • 增强信任 :提供可靠的身份验证机制,让用户知道他们正在与正确的实体交互。数字证书就像网络世界中的“绿灯”,告诉你前方的道路是安全的。
    • 法律效力 :某些类型的数字签名具有法律效力,可用于签署合同和其他重要文件。这就像在现实生活中,你用笔签名确认一份文件的合法性。
    • 简化管理 :集中管理公钥基础设施(PKI,Public Key Infrastructure),降低密钥管理的复杂性。数字证书使得网络环境中的安全管理变得更加简单和高效。

    5


    数字证书的应用


    数字证书的应用非常广泛,常见的使用场景参见下表。



    END



    随着技术的进步和需求的增长,数字证书也在不断发展和完善。例如,出现了 扩展验证(EV,Extended Validation)证书 ,提供更高级别的信任度和安全性。同时,新的加密算法如RSA和AES也被引入到数字证书中,以应对日益复杂的网络安全威胁。
    随着数字化程度的加深,数字证书的重要性只会继续增长。所以,下次当你看到浏览器上显示的小锁图标时,记得感谢这个守护网络安全的“身份证”哦!

    来源:中兴文档

    编辑:千里雁啼


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