每日一得--网银u盾工作原理

随着电子商务的迅速发展，信息安全已成为焦点问题之一，尤其是网上支付和网络银行对信息安全的要求显得更为突出。为了能在因特网上开展安全的电子商务活动，公开密钥基础设施（ PKI, Public Key Infrastructure ）逐步在国内外得到广泛应用。我们是否真的需要 PKI ， PKI 究竟有什么用？下面通过一个案例一步步地来剖析这个问题 : 甲想将一份合同文件通过 Internet 发给远在国外的乙，此合同文件对双方非常重要，不能有丝毫差错，而且此文件绝对不能被其他人得知其内容。如何才能实现这个合同的安全发送？ 

问题 1: 最自然的想法是，甲必须对文件加密才能保证不被其他人查看其内容，那么 , 到底应该用什么加密技术，才能使合同传送既安全又快速呢 ? 

    可以采用一些成熟的对称加密算法 , 如 DES 、 3DES 、 RC5 等对文件加密。对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用做解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法， 

    不可以 , 因为加密和解密均需要两个组件 : 加密算法和对称密钥 , 加密算法需要用一个对称密钥来解密 , 黑客并不知道此密钥。 

    方法是用非对称密钥算法加密对称密钥后进行传送。与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（ Public Key ）和私有密钥（ Private Key ）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫做非对称加密算法 ( 公 / 私钥可由专门软件生成 ) 。甲乙双方各有一对公 / 私钥，公钥可在 Internet 上传送，私钥自己保存。这样甲就可以用乙的公钥加密问题 1 中提到的对称加密算法中的对称密钥。即使黑客截获到此密钥，也会因为黑客不知乙的私钥，而解不开对称密钥，因此也解不开密文，只有乙才能解开密文。 

    不可以这么做。因为非对称密码算法有两个缺点 : 加密速度慢 , 比对称加密算法慢 10 ～ 100 倍 , 因此只可用其加密小数据 ( 如对称密钥 ) ，另外加密后会导致得到的密文变长。因此一般采用对称加密算法加密其文件 , 然后用非对称算法加密对称算法所用到的对称密钥。 

    答案是用数字签名证明其身份。数字签名是通过散列算法 , 如 MD5 、 SHA-1 等算法从大块的数据中提取一个摘要。而从这个摘要中不能通过散列算法恢复出任何一点原文，即得到的摘要不会透露出任何最初明文的信息，但如果原信息受到任何改动，得到的摘要却肯定会有所不同。因此甲可以对文件进行散列算法得到摘要，并用自己的私钥加密 ( 因为非对称算法可逆，即用私钥可解开公钥加密的文件，反之亦然 ) ，这样即使黑客截获也无用。因为黑客不会从摘要内获得任何信息，但乙却不一样，他可用甲的公钥解密，得到其摘要 ( 如果用甲的公钥能够解开此摘要，说明此摘要肯定是甲发的，因为只有甲的公钥才能解开用甲的私钥加密的信息 , 而甲的私钥只有甲自己知道 ) ，并对收到的文件 ( 解密后的合同文件 ) 也进行同样的散列算法，通过比较其摘要是否一样 , 就可得知此文件是否被篡改过  ( 因为若摘要相同，则肯定信息未被改动，这是散列算法的特点 ) 。这样不仅解决了证明发送人身份的问题，同时还解决了文件是否被篡改问题。 

    因为数字证书是公开的，就像公开的电话簿一样，在实践中，发送者（即甲）会将一份自己的数字证书的拷贝连同密文、摘要等放在一起发送给接收者（即乙），而乙则通过验证证书上权威机构的签名来检查此证书的有效性（只需用那个可信的权威机构的公钥来验证该证书上的签名就可以了ps:权威机构公钥是公开的，可验证公钥机构的签名，进而证明证书中的公钥是可信的），如果证书检查一切正常，那么就可以相信包含在该证书中的公钥的确属于列在证书中的那个人（即甲）。 

    时间戳产生的过程为 : 用户首先将需要加时间戳的文件用哈希编码加密形成摘要，然后将该摘要发送到 DTS ， DTS 在加入了收到文件摘要的日期和时间信息后再对该文件加密（数字签名），然后送回用户。因此时间戳 (time-stamp) 是一个经加密后形成的凭证文档，它包括三个部分：需加时间戳的文件的摘要， DTS 收到文件的日期和时间， DTS 的数字签名。由于可信的时间源和文件的签名者对文件进行了联合签名 , 进而阻止了文档签名的那一方 ( 即甲方 ) 在时间上欺诈的可能性 , 因此具有不可否认性。

    解决这个问题之前我们先来看看目前实现的基于 PKI 的认证通常是如何工作的。以浏览器或者其他登记申请证书的应用程序为例说明，在第一次生成密钥的时候会创建一个密钥存储，浏览器用户会被提示输入一个口令，该口令将被用于构造保护该密钥存储所需的加密密钥。如果密钥存储只有脆弱的口令保护或根本没有口令保护，那么任何一个能够访问该电脑浏览器的用户都可以访问那些私钥和证书。在这种场景下 , 又怎么可能信任用 PKI 创建的身份呢 ? 正因为如此，一个强有力的 PKI 系统必须建立在对私钥拥有者进行强认证的基础之上，现在主要的认证技术有：强口令、认证令牌、智能卡和生物特征（如指纹，眼膜等认证）。 

    甲乙传送信息过程看似并不复杂 , 但实际上它由许多基本成分组成 , 如 : 对称 / 非对称密钥密码技术、数字证书、数字签名、证书发放机构（ CA ）、公开密钥的安全策略等 , 这其中最重要、最复杂的是证书发放机构（ CA ）的构建。

备注：

你的数字证书有一对，一份在U盾里的私钥，一份在银行的公钥(其实两份银行都有)

U盾的原理很类似于双向认证的TLS(SSL)或者其它用到RSA的双向证书验证手段，以下步骤可能和U盾实际执行的有所区别，但本质相同：

--银行先给你一个"冲击"，它包含了随机数，以及该随机数HASH，它们都由公钥加密，这样就可以保证只有你能解密这个"冲击"

--你计算该随机数的HASH，并和用私钥解出的HASH，两者相同后，便可确认银行的身份

--接下来，以一个只有你和银行知道的算法，利这个随机数和一些其它信息，生成"响应"和相应的HASH，再用私钥加密后发回银行。(此时银行也以相同的算法计算该"响应")

--银行用公钥解密，并验证HASH正确，接下来银行比较两个"相应"是否相同，相同的话客户的身份也确认了

至于私钥的保密性由U盾来完成。U盾的控制芯片被设计为只能写入证书，不能读取证书，并且所有利用证书进行的运算都在U盾中进行。所以，只能从U盾读出运算结果。


ps:
和平常登录HTTPS网站不一样的是，一般HTTPS在TLS握手时，只要验证服务器身份成功便可完成握手。
接下来以前面的"随机数"导出对称加密算法的密钥，开始加密链接

最后

以上就是悲凉雪碧为你收集整理的每日一得--网银u盾工作原理的全部内容，希望文章能够帮你解决每日一得--网银u盾工作原理所遇到的程序开发问题。

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