26、公钥基础设施：信任模型与认证机制解析

公钥基础设施：信任模型与认证机制解析

1. 量子密码学与公钥基础设施概述

量子密码学是密码学的一个分支，它利用偏振光量子来传输密钥。根据物理定律，测量光量子的偏振状态会改变其状态，因此攻击者无法在不被察觉的情况下拦截密钥，这为密钥交换提供了可靠的安全性。然而，目前量子密码学尚未在实际中得到广泛应用。

非对称算法如 RSA、Diffie - Hellman 和 DSA 给密码学带来了变革，但仅依靠这些算法并不能确保密码使用的万无一失。在实际应用中，非对称算法存在诸多陷阱，需要构建合适的基础设施来避免这些问题，这种基础设施被称为公钥基础设施（PKI）。目前，公钥基础设施的构建是密码学领域，尤其是与互联网和移动电话相关领域的重要课题。

2. 非对称算法应用的问题

在没有额外基础设施的情况下，使用非对称算法会产生以下四个方面的问题：
- 密钥真实性 ：当 Alice 想给 Bob 发送加密邮件时，她需要使用 Bob 的公钥。但攻击者 Mallory 可能会将 Alice 自己的密钥伪装成 Bob 的密钥，从而能够自行解密邮件。Mallory 可以通过拦截网络传输的公钥、替换服务器上的公钥或在网络上假冒 Bob 的公钥等方式进行攻击。这是因为公钥本身无法表明其所有者。
- 密钥撤销 ：如果 Mallory 偷走了 Alice 的私钥，他就可以读取用相应公钥加密的所有消息，并伪造 Alice 的数字签名。即使 Alice 发现私钥被盗并生成了新的密钥对，她的通信伙伴也无法得知旧密钥已被撤销，因为从公钥本身无法判断其是否已被撤销。
- 不可抵赖性