密钥分层结构

一、密钥等级分类

密钥分类目的：更好地管理和保护密钥。

密钥层次结构作用：

1. 提高安全性：不同层次的密钥具有不同的安全级别和权限，只有经过授权的用户才能访问和使用。有助于防止密钥的泄露和滥用。

2. 便于管理：使得密钥的管理更加有序和高效。管理员可以根据需要生成、分配和更新密钥，同时确保密钥的机密性和完整性。

3. 降低更新成本：当根密钥需要更新时，只需要解密和重新加密主密钥即可。由于主密钥的数量远远小于工作密钥的数量，这大大降低了更新成本和对系统性能的影响。

下图为主流的密钥分类形式：

二、分类后密钥的功能和生成源头

• 根密钥：是密钥管理的最高层次，用于生成和管理下一级密钥。通常由系统管理员或安全管理员创建和维护。

• 主密钥：是根密钥下一级的密钥，用于保护和管理应用程序的密钥。可以由根密钥衍生生成，也可以由用户选定或系统分配。

• 工作密钥：是主密钥下一级的密钥，用于保护应用程序中的数据。由主密钥衍生生成，通常由应用程序本身动态生成和管理。

• 会话密钥：是工作密钥下一级的密钥，用于保护应用程序会话中的数据。由工作密钥动态生成和管理，其生命周期通常与会话期限相同，在会话结束后销毁。

三、分类后密钥的功能

• 根密钥

  • 提高整体安全性：因为根密钥的安全性要求极高，一般采用复杂的数学算法生成，确保无法被轻易破解。因此，根密钥的存在大大提高了整个系统的安全性。

  • 加密密钥：根密钥通过加密上层密钥来确保其机密性，从而防止未经授权的访问和泄露。

• 主密钥

  • 密钥管理：负责管理和维护其他密钥的生命周期，通过主密钥的管理，可以确保密钥的安全性和有效性，从而保障整个加密系统的稳定运行。

  • 网络安全：用于生成和管理VPN、SSL/TLS等加密通信所需的密钥，确保网络通信的安全性。

  • 数据保护：用于加密存储的敏感数据，如用户密码、个人信息等，防止数据泄露。

  • 身份认证：用于生成和管理数字证书和私钥等，确保身份认证过程的准确性和安全性。

  • 加密密钥：可对工作密钥进行加密，保证会话密钥的安全性。

• 工作密钥

  • 数据加密：用于加密敏感数据，确保数据在传输和存储过程中的机密性。

  • 数据完整性保护：对数据进行签名和验签处理，保证数据的完整性。

  • 身份认证：用于生成和验证消息认证码（MAC），从而确保交易信息的来源是合法的。

  • 加密密钥：可对会话密钥进行加密，保证会话密钥的安全性。

• 会话密钥

  • 数据安全：用于两个通信终端用户的交换数据进行加密，保证数据的安全性。

四、总结

对密钥进行分类，可更好的管理密钥的使用，同时也保障了密钥在未经授权的情况下不同角色可使用的密钥类型不同，保障了密钥的安全性。不同层次的密钥分工不同也大幅提升了密钥在参与使用时的工作效率。