密钥管理概述
密钥管理包含：密钥生成、装入、存储、备份、分配、更新、吊销、销毁等内容，分配与存储是最棘手的问题。
密钥生成：
- 集中式密钥生成：由可信的密钥管理中心
- 分布式密钥生成：网络中的多个节点协商
密钥分配：
- 集中式：由可信的密钥管理中心给用户分发（存在单点失效问题）
- 分布式：多个服务器通过协商来分发
密钥种类：
- 主密钥：对密钥加密密钥进行加密的密钥，通常通过自然界中的真随机现象提取或由伪随机数生成器来生成
- 密钥加密密钥：在传输会话密钥时，用来加密会话密钥的密钥，也称次主密钥或二级密钥。由随机数生成器产生，也可由密钥管理员选定
- 会话密钥：用于通信双方交换数据时使用的密钥。在密钥加密密钥控制下通过加密算法动态产生
伪随机数生成器（PRBG）的概念
PRBG的基本安全要求：
- 其输出序列与真随机序列应该在统计上是不可区分的
- 对于拥有有限计算资源的敌手而言，输出比特是不可预测的
BBS伪随机比特生成器
安全性基于大整数分解的困难性
基于RSA的伪随机比特生成器
Micali-Schnorr伪随机比特生成器
密钥分配
根据密钥传送的途径不同：
- 公钥的分配
- 对称密钥的分配
公钥分发
- 广播式公钥分发。
-该方法必须能对广播的公钥进行鉴别
- 目录式公钥分发：
-由可信机构维护一个公开、动态、可访问的公开密钥目录，参与者通过正常或可信渠道到机构登记公开密钥，并允许其对自己的密钥进行管理，其他用户可以基于公开渠道进行访问
- 公钥管理机构分发：
一种在线服务器公钥分发方式
每个用户知道公钥管理机构的公钥，机构的私钥只由机构自己知道。当用户A想要获取用户B的公钥时，向机构发起请求，机构将B的公钥签名后发给A
- 公钥证书进行公钥分发：
该方法不需要可信服务器在线
公钥证书由可信证书管理机构CA生成，内容包括用户的身份、证书有效期、公钥等信息。所有信息经CA用自己的私钥签名后形成了公钥证书。
设计密码方案必须考虑的因素
- 通信量和存储量要尽可能的小
- 每一对用户都能独立地计算他们之间的会话密钥
按照是否需要可信第三方
- 无中心的密钥分发
- 有中心的密钥分发
有共享密钥或已知公钥的无中心密钥分发
分发的是随机生成的会话密钥k
A - -> B Ekab(K)/Ekb(K)
无共享密钥的密钥分发
该方法可能遭受中间人攻击
有中心对称密钥的分发
根据是否使用公钥以及密钥是否由中心生成，分为：
- 基于对称密钥，会话密钥由通信方生成
基于对称密钥，会话密钥由可信中心生成
例Needham-Schroeder密钥分发协议
它有基于对称密码体制和非对称密码体制两个版本
基于对称密钥体制协议流程
- 基于公钥，会话密钥由单方生成或者双方共同生成
参与通信的单方或双方选择一个对称密钥，然后使用另一方的公钥将其加密，传送给另一方。
例Needham-Schroeder密钥分发协议
Blom密钥分配协议
该协议是一种无条件安全的密钥分配方案
PKI（公钥基础设施）技术
PKI的核心理论：公钥密码学，主要技术包括加密、认证、数字签名、信任模型等
PKI系统组成：认证中心（CA）、证书库、Web安全通信平台、注册审核机构（RA）等
X.509是基于公钥密码系统的用户之间认证的对称密钥传输功能。
其认证方案有单向认证、双向认证、三向认证。
方案中使用时间戳和基于随机数的“挑战-应答”方式。
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