数字证书及 CA 的扫盲介绍

文章目录

★先说一个通俗的例子
★相关专业术语的解释
★证书有啥用?
★总结

  最近1-2周,关于 CNNIC 的 CA 证书问题,网上搞得沸沸扬扬。但是俺发觉,即使是一些 IT 行业的技术人员,也搞不太明白该问题的严重性(至于不懂技术的傻瓜用户,就更甭提了)。主要在于 CA 证书是一个相对专业的东东,大伙儿平时接触不多。
  所以,俺打算写3个帖子:第1个用来扫盲 CA 证书的基础知识(也就是本帖);第2个则用来揭露 CNNIC 这个老流氓的丑恶历史(在“
这里”);第3个介绍如何 CNNIC 证书的危害及清除方法(在“这里”)。为了达到普及的效果,俺会尽量用比较浅显,非技术的语言来讲清楚这事儿。

★先说一个通俗的例子

  考虑到证书体系的相关知识比较枯燥、晦涩。俺先拿一个通俗的例子来说事儿。

◇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。
  说到这,爱抬杠的同学会问了:万一公章是伪造的,咋办捏?在此,俺要先声明,在本例子中,先假设公章是难以伪造滴,否则俺的故事没法说下去鸟。

◇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。

★相关专业术语的解释


  费了不少口水,终于说完了一个俺自认为比较通俗的例子。如果你听到到这,还是想不明白这个例子在说啥,那后续的内容,就不必浪费时间听了 😦
  下面,俺就着上述的例子,把相关的名词,作一些解释。

◇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。

◇什么是证书之间的信任关系?

  在俺的例子里谈到,引入中介后,业务员要同时带两个介绍信。第一个介绍信包含了两个公章,并注明,公章C信任公章A。证书间的信任关系,就和这个类似。就是用一个证书来证明另一个证书是真实可信滴。

◇什么是证书信任链?

  实际上,证书之间的信任关系,是可以嵌套的。比如,C 信任 A1,A1 信任 A2,A2 信任 A3……这个叫做证书的信任链。只要你信任链上的头一个证书,那后续的证书,都是可以信任滴。

◇什么是根证书?

  “根证书”的洋文叫“root certificate”,专业的解释看“这里”。为了说清楚根证书是咋回事,再来看个稍微复杂点的例子。
  假设 C 证书信任 A 和 B;然后 A 信任 A1 和 A2;B 信任 B1 和 B2。则它们之间,构成如下的一个树形关系(一个倒立的树)。

不见图 请翻墙
  处于最顶上的树根位置的那个证书,就是“根证书”。除了根证书,其它证书都要依靠上一级的证书,来证明自己。那谁来证明“根证书”可靠捏?实际上,根证书自己证明自己是可靠滴(或者换句话说,根证书是不需要被证明滴)。
  聪明的同学此刻应该意识到了:根证书是整个证书体系安全的根本。所以,如果某个证书体系中,根证书出了问题(不再可信了),那么所有被根证书所信任的其它证书,也就不再可信了。这个后果是相当相当滴严重(简直可以说是灾难性的),具体在下一个帖子里介绍。

★证书有啥用?


  CA 证书的作用有很多,俺为了节省口水,只列出常用的几个。

◇验证网站是否可信(针对HTTPS)


  通常,我们如果访问某些敏感的网页(比如用户登录的页面),其协议都会使用 HTTPS 而不是 HTTP。因为 HTTP 协议是明文的,一旦有坏人在偷窥你的网络通讯,他/她就可以看到网络通讯的内容(比如你的密码、银行帐号、等);而 HTTPS 是加密的协议,可以保证你的传输过程中,坏蛋无法偷窥。
  但是,千万不要以为,HTTPS 协议有了加密,就可高枕无忧了。俺再举一个例子来说明,光有加密是不够滴。假设有一个坏人,搞了一个假的网银的站点,然后诱骗你上这个站点。假设你又比较单纯,一不留神,就把你的帐号,口令都输入进去了。那这个坏蛋的阴谋就得逞鸟。
  为了防止坏人这么干,HTTPS 协议除了有加密的机制,还有一套证书的机制。通过证书来确保,某个站点确实就是某个站点。
  有了证书之后,当你的浏览器在访问某个 HTTPS 网站时,会验证该站点上的 CA 证书(类似于验证介绍信的公章)。如果浏览器发现该证书没有问题(证书被某个根证书信任、证书上绑定的域名和该网站的域名一致、证书没有过期),那么页面就直接打开;否则的话,浏览器会给出一个警告,告诉你该网站的证书存在某某问题,是否继续访问该站点?为了形象起见,下面给出 IE 和 Firefox 的抓图:

不见图 请翻墙
不见图 请翻墙
  大多数知名的网站,如果用了 HTTPS 协议,其证书都是可信的(也就不会出现上述警告)。所以,今后你如果上某个知名网站,发现浏览器跳出上述警告,你就要小心啦!

◇验证某文件是否可信(是否被篡改)


  证书除了可以用来验证某个网站,还可以用来验证某个文件是否被篡改。具体是通过证书来制作文件的数字签名。制作数字签名的过程太专业,咱就不说了。后面专门告诉大家如何验证文件的数字签名。考虑到大多数人用 Windows 系统,俺就拿 Windows 的例子来说事儿。
  比如,俺手头有一个 Firefox 的安装文件(带有数字签名)。当俺查看该文件的属性,会看到如下的界面。眼神好的同学,会注意到到上面有个“数字签名”的标签页。如果没有出现这个标签页,就说明该文件没有附带数字签名。

不见图 请翻墙
  选择该标签页,看到如下界面。
  顺便说一下,某些数字签名中没有包含“邮件地址”,那么这一项会显示“不可用”;同样的,某些数字签名没有包含“时间戳”,也会显示“不可用”。不要紧张,这里显示的“不可用”跟数字签名的有效性没关系

不见图 请翻墙
  一般来说,签名列表中,有且仅有一个签名。选中它,点“详细信息”按钮。跳出如下界面:
  通常这个界面会显示一行字:“该数字签名正常”(图中红圈标出)。如果有这行字,就说明该文件从出厂到你手里,中途没有被篡改过(是原装滴、是纯洁滴)。

不见图 请翻墙
  如果该文件被篡改过了(比如,感染了病毒、被注入木马),那么对话框会出现一个警告提示“该数字签名无效”(图中红圈标出)。界面如下:
不见图 请翻墙
  不论签名是否正常,你都可以点“查看证书”按钮。这时候,会跳出证书的对话框。如下:
不见图 请翻墙
不见图 请翻墙
  从后一个界面,可以看到俺刚才说的证书信任链。图中的信任链有3层:
第1层是根证书(Thawte Premium Server CA)
第2层是 Thawte 专门用来签名的证书
第3层是 Mozilla 自己的证书

  目前大多数知名的公司(或组织机构),其发布的可执行文件(比如软件安装包、驱动程序、安全补丁),都带有数字签名。你可以自己去看一下。
  建议大伙儿在安装软件之前,都先看看是否有数字签名?如果有,就按照上述步骤验证一把。一旦数字签名是坏的,那可千万别装。

★总结

  费了半天口舌,大致介绍了 CA 证书相关的概念。想更深入了解这方面知识的同学,可以找些信息安全或密码学方面的资料,继续钻研。
  如果哪个同学觉得俺有说得不对的地方,或者有需要补充的内容,欢迎到
本文留言

 

原文:http://program-think.blogspot.com/2010/02/introduce-digital-certificate-and-ca.html

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