3、密码学技术：密钥管理、哈希函数与零知识证明解析

密码学技术：密钥管理、哈希函数与零知识证明解析

1. 密钥管理

密钥管理在密码学中占据着至关重要的地位，它涵盖了密钥的生成、分发、使用和存储等多个环节。

1.1 密钥使用

当密钥被分发给各个用户后，必须严格按照协议规范来使用。不同的协议对于密钥的使用规定有所不同，有些协议允许密钥重复使用且不会产生安全问题，而有些协议中密钥的重复使用可能会危及协议的安全性。因此，协议需要明确一系列策略，例如：
- 密钥是存储在内存中还是可信平台模块（TPM）里。
- 密钥的更换频率（密钥滚动）。
- 密钥可用于哪些操作。

1.2 发展趋势

• 密钥生成 ：硬件组件如硬件随机数生成器（HRNGs）变得越来越容易获取。像光学量子随机数生成器这样的专业HRNG，能够以高带宽生成随机数；而基于现场可编程门阵列（FPGAs）定时抖动的低成本HRNG，在消耗有限资源的情况下也能以合理的速率生成随机数。
• 密钥存储 ：用于存储密钥的硬件安全模块（HSM）的成本因安全保障和性能的不同而有很大差异。随着市场上竞争的加剧，其成本可能会逐渐降低。此外，对HSM正确运行的验证技术也取得了进展，这对HSM的安全性是一个积极的趋势。
• 公钥基础设施 ：公钥基础设施领域有了一些改进。例如，Let’s Encrypt等证书颁发机构通过自动颁发证书的方式提供免费证书，提高了Web PKI的覆盖范围。自2012年RPKI推出后的头几年采用速度较慢，但在过去三年中其部署一直在稳步增加，目前已达