X.509标准、CA认证

X.509标准是什么？

X.509是由国际电信联盟（ITU-T）制定的数字证书标准，X.509给出的鉴别框架是一种基于公开密钥体制的鉴别业务密钥管理。X.509证书里含有公钥、身份信息(比如网络主机名，组织的名称或个体名称等)和签名信息（可以是证书签发机构CA的签名，也可以是自签名）。

 

CA认证：

参考博客：https://www.cnblogs.com/yunlongaimeng/p/9417276.html

1.什么是CA证书。

　◇ 普通的介绍信

　　想必大伙儿都听说过介绍信的例子吧？假设 A 公司的张三先生要到 B 公司去拜访，但是 B 公司的所有人都不认识他，他咋办捏？常用的办法是带公司开的一张介绍信，在信中说：兹有张三先生前往贵公司办理业务，请给予接洽......云云。然后在信上敲上A公司的公章。

　　张三先生到了 B 公司后，把介绍信递给 B 公司的前台李四小姐。李小姐一看介绍信上有 A 公司的公章，而且 A 公司是经常和 B 公司有业务往来的，这位李小姐就相信张先生不是歹人了。

这里，A公司就是CA证书

◇ 引入中介机构的介绍信

　　好，回到刚才的话题。如果和 B 公司有业务往来的公司很多，每个公司的公章都不同，那前台就要懂得分辨各种公章，非常滴麻烦。所以，有某个中介公司 C，发现了这个商机。C公司专门开设了一项“代理公章”的业务。

　　今后，A 公司的业务员去 B 公司，需要带2个介绍信：

　　介绍信1

　　含有 C 公司的公章及 A 公司的公章。并且特地注明：C 公司信任 A 公司。

　　介绍信2

　　仅含有 A 公司的公章，然后写上：兹有张三先生前往贵公司办理业务，请给予接洽......云云。

　　某些不开窍的同学会问了，这样不是增加麻烦了吗？有啥好处捏？

　　主要的好处在于，对于接待公司的前台，就不需要记住各个公司的公章分别是啥样子的；他/她只要记住中介公司 C 的公章即可。当他/她拿到两份介绍信之后，先对介绍信1的 C 公章，验明正身；确认无误之后，再比对介绍信1和介绍信2的两个 A 公章是否一致。如果是一样的，那就可以证明介绍信2是可以信任的了。

 

◇ 什么是证书？

　　“证书”洋文也叫“digital certificate”或“public key certificate”（专业的解释看“这里”）。

　　它是用来证明某某东西确实是某某东西的东西（是不是像绕口令？）。通俗地说，证书就好比例子里面的公章。通过公章，可以证明该介绍信确实是对应的公司发出的。

　　理论上，人人都可以找个证书工具，自己做一个证书。那如何防止坏人自己制作证书出来骗人捏？请看后续 CA 的介绍。

　　◇ 什么是CA？

　　CA是Certificate Authority的缩写，也叫“证书授权中心”。（专业的解释看“这里”）

　　它是负责管理和签发证书的第三方机构，就好比例子里面的中介——C 公司。一般来说，CA必须是所有行业和所有公众都信任的、认可的。因此它必须具有足够的权威性。就好比A、B两公司都必须信任C公司，才会找 C 公司作为公章的中介。

　◇ 什么是CA证书？

　　CA 证书，顾名思义，就是CA颁发的证书。

　　前面已经说了，人人都可以找工具制作证书。但是你一个小破孩制作出来的证书是没啥用处的。因为你不是权威的CA机关，你自己搞的证书不具有权威性。

　　这就好比上述的例子里，某个坏人自己刻了一个公章，盖到介绍信上。但是别人一看，不是受信任的中介公司的公章，就不予理睬。坏蛋的阴谋就不能得逞啦。

　　文本后续提及的证书，若无特殊说明，均指 CA 证书。

 

2.证书的签发过程：

a.服务方 S 向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息(域名)等信息并申请认证；

b.CA 通过线上、线下等多种手段验证申请者提供信息的真实性，如组织是否存在、企业是否合法，是否拥有域名的所有权等；

c.如信息审核通过，CA 会向申请者签发认证文件-证书。

证书包含以下信息：申请者公钥、申请者的组织信息和个人信息、签发机构 CA 的信息、有效时间、证书序列号等信息的明文，同时包含一个签名；

签名的产生算法：首先，使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要，然后，采用 CA 的私钥对信息摘要进行加密，密文即签名；

d.客户端 C 向服务器 S 发出请求时，S 返回证书文件；

e.客户端 C 读取证书中的相关的明文信息，采用相同的散列函数计算得到信息摘要，然后，利用对应 CA 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；

f.客户端然后验证证书相关的域名信息、有效时间等信息；

g.客户端会内置信任 CA 的证书信息(包含公钥)，如果CA不被信任，则找不到对应 CA 的证书，证书也会被判定非法。

 

在这个过程注意几点：

1.申请证书不需要提供私钥，确保私钥永远只能服务器掌握；

2.证书的合法性仍然依赖于非对称加密算法，证书主要是增加了服务器信息以及签名；

3.内置 CA 对应的证书称为根证书，颁发者和使用者相同，自己为自己签名，即自签名证书；

4.证书=公钥+申请者与颁发者信息+签名；

 

明白了证书的颁发过程后，那得到证书后怎么对交互的数据进行加密呢？

 

1.服务器向CA机构获取证书（假设这个证书伪造不了），当客户端首次请求服务器的时候，服务器返回证书给客户端。（证书包含：公钥+申请者与颁发者的相关信息+签名）

 

2.客户端得到证书后，开始验证证书的相关信息，证书有效（没过期等）。（验证过程，比较复杂，详见上文）。

 

3.验证完证书后，如果证书有效，客户端是生成一个随机数，然后用证书中的公钥进行加密，加密后，发送给服务器，服务器用私钥进行解密，得到随机数。之后双方便开始用该随机数作为钥匙，对要传递的数据进行加密、解密。