在数字领域，一切事物都有自己的身份。在基本级别上，数字身份被定义为IP地址或其他标识数字数据（如姓名或电子邮件地址），但数字身份包含在组织、个人和设备中。
数字身份就像指纹一样独特，就像个人的社会安全信息一样个人化，因此，必须保持隐私并保护它。 公钥基础设施（PKI）在保护数字身份方面发挥着关键作用，但它是一个非常广泛的主题，有许多不同的解决方案、用例和实践。因此，当接近PKI安全基础设施时，很难知道从哪里开始或什么是最佳实践来实现。
本博客将介绍PKI的关键概念和组成部分，以及PKI管理的好处、应用和最佳实践，以及它如何适用于您的业务安全。
什么是公钥基础设施（PKI）？
公钥基础设施（PKI）是所有数字证书建立的密码系统。通过加密，使用公钥和私钥的组合，PKI为数据传输创建了一个安全的环境，并确保发送方和接收方之间的信任。
PKI通过保护隐私和确保组织数据、通信和数字身份的真实性，为整个行业、组织和政府提供信任和安全至关重要。
PKI以数字证书的形式保护数据并建立信任，数字证书由证书颁发机构（CA）在创建证书签名请求（CSR）后颁发给组织。一旦CSR被批准并颁发了证书，一个组织或实体就可以认证和保护他们的通信、web域名或文档，只要它是正确的证书并在有效期内。
PKI如何工作：关键概念和过程
如何用PKI加密数据？
PKI的功能是在数据传输时通过加密来保证数据的安全。简而言之，两个或更多的通信者交换数据将同时拥有公钥和私钥。对应方A将使用哈希算法和他们的私钥发送加密数据。通信者B可以用其对应的公钥解密该算法。
在传输数据时，密钥对有两个作用。
- 使用唯一的密钥对验证通信方A的身份，使通信方B可以确定发送方的真实性
- 保护传输中的数据，以便只有拥有相应公钥的接收方才能访问数据
在此过程中，数字证书将验证公钥和私钥分别属于正确的接收方和发送方。
如何创建数字证书？
通过PKI，组织可以申请由ca签发的数字证书。数字证书证明了一个实体的真实性，如组织、个人用户或服务器。当一个组织生成CSR文件时，它会被发送给注册机构（RA），由RA通过审查程序验证该组织或用户的身份，并向CA确认，然后由CA签发证书。一些CA，比如GlobalSign，内部会有自己的审核程序。
PKI的组成
在将PKI实现为安全基础设施时，理解所涉及的基本组件是很重要的。PKI为数字证书的颁发、更新和撤销提供了便利，但数字证书是由CA签发的。
CA的作用是建立和维护一个信任链，这样组织就可以确保他们的证书是安全的。在这个信任链中，有两种不同类型的CA；一个根证书颁发机构和一个中间证书颁发机构。
信任也可以通过证书库存管理来建立，可以通过两种方式来维持：
- 证书吊销列表（CRL）：是一个CA在过期前吊销的证书清单。这通常是由私钥泄露等问题引起的。例如，浏览器向签发证书的CA请求一个启用HTTPS的网页的吊销证书列表，CA会返回一个吊销证书和保持证书的列表。
- 在线证书状态协议（OCSP）：在线证书状态协议可以提供与CRL类似的信息，但请求被发送到OCSP服务器，这意味着请求的信息可以以更快的速度和更深入的内容被返回。OCSP响应程序会详细说明证书的状态，包括以下三种响应之一：正常（有效）、已吊销（暂时或永久）和未知（无法被响应程序识别）。
通过CA和浏览器之间的信任链，以及通过CA进行适当的证书管理，协作维护在线信任，这使得PKI成为加强安全基础设施的强大解决方案。
PKI的好处
PKI是企业加强自身安全态势的有力工具，为组织机构提供了增强数据安全和运营效率的全面解决方案。以下是PKI的6个主要优点：
- 身份验证可以降低身份欺诈、数据泄露和未授权访问的风险
- 通过在广泛的应用和环境中维护数据的机密性、完整性和真实性，提供增强的数据安全性
- 通过改进管理流程提供更高的效率
- 简化的访问控制确保权限只授予受信任的实体以获得访问权限
- 为各种业务安全需求提供更大的可伸缩性
- 集成PKI提供了低成本的安全性，因为企业可以节省因安全漏洞或管理不善而产生的罚款，法律费用和业务损失
PKI的应用
金融、法律、医疗、电子商务、供应链管理和政府等许多行业都依赖PKI来构建安全架构，每个行业都有不同的应用。一些例子包括：
- SSL / TLS证书：建立网站的安全性，特别是在电子商务中确保客户和消费者数据的安全
- 数字签名：用于保护文档安全，维护合规性，在某些情况下提供不可否认性
- S/MIME或安全电子邮件：组织内的安全通信，保护数据和验证发件人的有效性
- 高级和合格的签名或印章：确保文件的安全，并在eIDAS等法规参数内确认其真实性
- 物联网身份管理：保护设备身份免受恶意攻击，通过为物联网内部发现的漏洞打补丁来加强组织安全
- DevOps：PKI还在开发生命周期的每个阶段集成到安全的DevOps环境中，以保护容器，并依赖集成和ACME等协议来维护安全性
实施PKI的最佳实践
组织和IT团队在实施PKI时需要认真考虑安全问题，以克服面临的挑战。这些挑战可以通过适当的规划来解决：
- 正确的密钥管理：当计划将PKI作为安全基础设施的中心时，正确管理加密密钥是必不可少的。托管PKI有助于消除人为错误的风险，并减少管理证书时使用的资源。将PKI管理解决方案集成到您的证书管道中，有助于对所有类型的证书进行集中控制和可见性，以及通过使用API自动提供证书，节省时间和整体成本。
- 定期安全审计：进行定期审计对于发展强大的PKI安全态势是必要的。最初，这些将帮助评估组织的安全需求，包括安全培训、证书需求、访问管理和潜在风险的缓解。今后，必须定期执行这些操作，以通知业务中不断变化的需求，通过不断更新安全基础设施、业务和行业需求以及合规性维护中的不断变化的威胁和差距。
- 与受信任的证书颁发机构合作：在实施PKI时，花时间考虑CA对业务的需求是很重要的。一个潜在的CA应该是信誉良好的，表现出信任、完整性和安全性。这应包括执行严格的审查程序和维持行业标准。
最后一句
PKI的关键在于其实现过程中各个组件之间的安全性分配，例如它的基础是利用公钥和私钥的非对称加密。在管理PKI和证书的生命周期中，也有多个参与者确保浏览器和最终用户的信任。通过分散维护信任的责任，PKI为安全性奠定了坚实的基础。
托管式PKI可以对证书进行集中库存，并对潜在的安全威胁进行审计和证书更新管理，简化了PKI的管理过程，降低了泄露风险。
PKI是一种强大的解决方案，可以在组织内部提供强大的安全基础设施，保护数字身份。然而，PKI的实施也面临着挑战，组织机构必须确保适当的密钥和证书管理来维护基于公钥基础设施的安全性。虽然这可能会给公司资源带来压力，并且仍然可能导致人为错误或违规，但这些风险可以通过使用CA解决方案和自动化来减轻。
