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知识路径： > 网络安全 > 安全技术与协议 > 保密 > 密钥管理 >
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被考次数：4次
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被考频率：
中频率
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总体答错率：
46%
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知识难度系数：
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考试要求：
掌握
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相关知识点：3个
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密钥管理是信息安全的核心技术之一。在美国信息保障技术框架（Information Assurance Technical Framework, IATF）中定义的密钥管理体制主要有3种：一是适用于封闭网，以传统的密钥分发中心为代表的KMI技术；二是适用于开放网的PKI技术；三是适用于规模化专用网的SPK技术。
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密钥管理基础结构（Key Management Infrastructure， KMI）假定有一个密钥分发中心（KDC）来负责发放密钥。这种结构经历了从静态分发到动态分发的发展历程，目前仍然是密钥管理的主要手段。无论是静态分发还是动态分发，都是基于秘密的物理通道进行的。
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（1）点对点配置。可用单钥实现，也可用双钥实现。单钥分发是最简单而有效的密钥管理技术，通过秘密的物理通道实现。单钥为认证提供可靠的参数，但不能提供不可否认性服务。有数字签名要求时则用双钥实现。
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（2）一对多配置。可用单钥或双钥实现，是点对点分发的扩展，只是在中心保留所有各端的密钥，而各端只保留自己的密钥。一对多的密钥分配在银行清算、军事指挥、数据库系统中仍为主流技术，也是建立秘密通道的主要方法。
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（3）格状网配置。可以用单钥实现，也可以用双钥实现。格状网的密钥配置量为全网n个终端用户中选2的组合数。Kerberos曾安排过25万个用户的密钥。格状网一般都要求提供数字签名服务，因此多数用双钥实现，即各端保留自己的私钥和所有终端的公钥。如果用户量为25万个，则每一个终端用户要保留25万个公钥。
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动态分发是"请求一分发"机制，是与物理分发相对应的电子分发，在秘密通道的基础上进行，一般用于建立实时通信中的会话密钥，在一定意义上缓解了密钥管理规模化的矛盾。动态分发有以下两种形式。
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（1）基于单钥的单钥分发。在用单密钥实现时，首先在静态分发方式下建立星状密钥配置，在此基础上解决会话密钥的分发。这种密钥分发方式简单易行。
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（2）基于单钥的双钥分发。在双钥体制下，可以将公、私钥都当作秘密变量，也可以将公、私钥分开，只把私钥当作秘密变量，公钥当作公开变量。尽管将公钥当作公开变量，但仍然存在被假冒或窜改的可能，因此需要有一种公钥传递协议，证明其真实性。基于单钥的公钥分发的前提是密钥分发中心（C）和各终端用户（A、B）之间已存在单钥的星状配置，分发过程如下。
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GC_A：将B的公钥用单密钥加密发送，包括A的时间戳。
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GA_B：用B的公钥加密A的身份标识和会话序号N1。
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GC_B：将A的公钥用单密钥加密发送，包括B的时间戳。
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GB_A：用A的公钥加密A的会话序号N1和B的会话序号N2。
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在密钥管理中，不依赖秘密信道的密钥分发技术一直是一个难题。1976年，Deffie和Hellman提出了双钥密码体制和D-H密钥交换协议，大大促进了这一领域的进程。但是，在双钥体制中只是有了公、私钥的概念，私钥的分发仍然依赖于秘密通道。1991年，PGP首先提出了Web of Trust信任模型和密钥由个人产生的思路，避开了私钥的传递，从而避开了秘密通道，推动了PKI技术的发展。
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公钥基础结构（Public Key Infrastructure， PKI）是运用公钥的概念和技术来提供安全服务的、普遍适用的网络安全基础设施，包括由PKI策略，软、硬件系统，认证中心（CA），注册机构（RA），证书签发系统和PKI应用等构成的安全体系，如下图所示。
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PKI策略定义了信息安全的指导方针和密码系统的使用规则，具体内容包括CA之间的信任关系、遵循的技术标准、安全策略、服务对象、管理框架、认证规则、运作制度、所涉及的法律关系等；软、硬件系统是PKI运行的平台，包括认证服务器、目录服务器等；认证中心（Certificate Authority， CA）负责密钥的生成和分配；注册机构（Registration Authority, RA）是用户（Subscriber）与CA之间的接口，负责对用户的认证；证书签发系统负责公钥数字证书的分发，可以由用户自己或通过目录服务器进行发放；PKI的应用非常广泛，包括Web通信、电子邮件、电子数据交换、电子商务、网上信用卡交易、虚拟专用网等都是PKI潜在的应用领域。
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20世纪90年代以来，PKI技术逐渐得到了各国政府和许多企业的重视，由理论研究进入商业应用阶段。IETF和ISO等国际组织陆续颁布了X.509、PKIX、PKCS、S/MIME、SSL、SET、IPSec、LDAP等一系列与PKI应用有关的标准；RSA、VeriSign、Entrust、Baltimore等网络安全公司纷纷推出了PKI产品和服务；网络设备制造商和软件公司开始在网络产品中增加PKI功能；美国、加拿大、韩国、日本和欧盟等国家相继建立了PKI体系；银行、证券、保险和电信等行业的用户开始接受和使用PKI技术。
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PKI解决了不依赖秘密信道进行密钥管理的重大课题，但这只是概念的转变，并没有多少新技术。PKI是在民间密码研究摆脱政府控制的斗争中发展起来的，而这种斗争一度达到了白热化程度，PGP的发明者Philip Zimmermann曾经因为违反美国的密码产品贸易管制政策而被联邦政府调查。PKI以商业运作的形式壮大起来，以国际标准的形式确定。PKI技术完全开放，甚至连一向持反对态度的美国国防部（DoD）、联邦政府也不得不开发PKI策略。DoD定义的KMI/PKI标准规定了用于管理公钥证书和对称密钥的技术、服务和过程，KMI是提供信息保障能力的基础架构，而PKI是KMI的主要组成部分，提供了生成、生产、分发、控制和跟踪公钥证书的服务框架。
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KMI和PKI两种密钥管理体制各有其优、缺点和适用范围：①KMI具有很好的封闭性，而PKI则具有很好的扩展性。②KMI的密钥管理机制可形成各种封闭环境，可作为网络隔离的基本逻辑手段；而PKI则适用于各种开放业务，但却不适应封闭的专用业务和保密性业务。③KMI是集中式的基于主管方的管理模式，为身份认证提供直接信任和一级推理信任，但密钥更换不灵活；PKI是依靠第三方的管理模式，只能提供一级以下推理信任，但密钥更换非常灵活。④KMI适用于保密网和专用网；而PKI则适用于安全责任完全由个人或单方面承担，安全风险不涉及他方利益的场合。
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从实际应用方面看，互联网中的专用网主要处理内部事务，同时要求与外界联系。因此，KMI主内、PKI主外的密钥管理结构是比较合理的。如果一个专用网是与外部没有联系的封闭网，那么仅有KMI就已足够。如果一个专用网可以与外部联系，那么要同时具备两种密钥管理体制，至少KMI要支持PKI。如果是开放网业务，则完全可以用PKI技术处理。
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