UCAS 24秋网络认证技术 CH12 PKI系统安全增强 复习

考点：

1. 入侵容忍
2. 信任机制(检测CA行为、限制CA权力、证书透明化)
3. 安全增强的3种基本思路

1. 入侵容忍 (Intrusion Tolerance)

• 核心概念：即使系统受到部分攻击或出现失效，依然可以维持基本服务。
  • 技术基础：
    • 门限密码学 (Threshold Cryptography)：通过分发私钥片段的方式避免单点失效。仅需部分片段即可完成签名，无需恢复完整密钥。
    • 生存性技术 (Survivability)：系统即使部分被入侵，也能够提供正常服务，保护私钥的机密性和可用性。
    • 主动恢复 (Proactive Recovery)：
      • 定期更新服务器的密钥片段，使攻击者即便逐步攻陷各个服务器，也无法得到完整密钥。
      • 更新周期需足够短，防止攻击者在单周期内完成攻击。
• 入侵容忍的方案：
  • ITTC 方案：提升机密性，简化计算。
  • ICNP 2001 方案：适用于动态变化环境（如移动网络），调整密钥方便。

---

2. 信任机制增强

• PKI 信任体系的现状与问题：
  • CA 并不完全可信，可能因审查不严、操作失误或系统入侵等问题签发虚假证书。
  • PKI 体系存在“木桶效应”：任何一个被信任的 CA 出现安全问题，都会威胁到整个 PKI 系统。
• 增强信任机制的方案：
  1. 检测 CA 行为：
     • 客户端检测 (Client Detection)：
       • Pinning：浏览器记录和比较 TLS 服务器的证书信息，发现不一致时报警。
       • Perspectives：通过多个公证服务器（Notary Servers）验证证书一致性。
  2. 限制 CA 权力：
     • Certlock：假定服务器只向同一国家的 CA 申请证书，限制签发范围。
     • CAge：限制 CA 签发证书的顶级域名范围。
     • DANE 和 CAA：将权力转移给域名拥有者，通过 DNSSEC 明确授权的 CA 范围。
  3. 证书透明化 (Certificate Transparency)：
     • 行为审计：记录 CA 的签发操作，公开和透明化，使得错误行为可以快速被发现。

---

3. 安全增强的三种基本思路

• 思路 1：客户端检测（检测 CA 是否出错）

  • 通过浏览器的 Pinning 或 Notary-based 方法检测虚假证书。
  • 举例：Perspectives 建立多路径公证机制，与其他客户端或公证服务器比较证书信息。

• 思路 2：限制 CA 权力

  • 限制 CA 签发范围，例如 Certlock 按国家限制、CAge 按域名限制。
  • 将更多权力交由域名拥有者，如通过 DANE 和 CAA 实现更精细的信任规则。

• 思路 3：证书透明化

  • 强制 CA 的签发操作公开和透明，例如 Google 推动的 Certificate Transparency。
  • 可追踪和审计证书的颁发过程，快速发现问题。