密码学及其应用——安全邮件、公钥密码学和PKI

2024-06-07 08:20

本文主要是介绍密码学及其应用——安全邮件、公钥密码学和PKI,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

        本教程的学习目标是熟悉与公钥加密和公钥基础设施(PKI)相关的概念。此外,本实验室将借助安全邮件交换进行说明。完成实验室后,学生应该能够获得关于安全邮件交换、公钥加密、数字签名、X.509证书、证书颁发机构、基于PKI的认证等方面的第一手经验。

1. 概述

        在当今的数字时代,网络安全变得越来越重要。公钥加密和公钥基础设施(PKI)是保护信息传输的关键技术,特别是在电子邮件交换中。本实验室旨在通过安全邮件交换的实践操作,让学生深入了解这些重要的网络安全概念。

1.1 公钥加密

        公钥加密是一种加密技术,它使用一对非对称密钥来加密和解密数据。每个用户都有一对密钥:一个公钥和一个私钥。公钥可以公开分享,用于加密信息;私钥则是保密的,仅用户本人知晓,用于解密信息。这种方法确保了即使公钥被公开,没有私钥的情况下也无法解密信息,从而保证了通信的安全性。

1.2 数字签名

        数字签名是公钥加密的一个重要应用,它允许消息的发送者用自己的私钥对信息进行加密,接收者则可以使用发送者的公钥来验证信息的真实性。这不仅确保了信息的来源是可验证的,还保证了信息在传输过程中未被篡改。

1.3 X.509证书

        X.509证书是一种电子文件,用于将公钥与其拥有者的身份信息关联起来。证书由信任的证书颁发机构(CA)签发,以确保公钥的真实性和可信度。使用X.509证书可以帮助用户验证公钥所属的个人或组织身份,从而增强通信的安全性。

1.4 证书颁发机构

        证书颁发机构(CA)是负责发放、管理、撤销公钥证书的权威机构。CA的存在是PKI体系中的核心,它通过颁发证书来确保网络中公钥的真实性和可信度。

1.5 基于PKI的认证

        公钥基础设施(PKI)是一套用于管理公钥加密和数字证书的技术和服务体系。它包括用于创建、管理、存储、分发和撤销数字证书的硬件、软件、人员、政策和标准。PKI的目标是为电子文档提供安全的加密和数字签名服务,以保障信息的完整性、认证性和不可否认性。

        通过实际操作安全邮件交换的过程,学生不仅能学习到理论知识,还能获得实践经验,深入理解公钥加密、数字签名、X.509证书、证书颁发机构和基于PKI的认证等核心概念,为将来在网络安全领域的学习和工作打下坚实的基础。

2. 实验环境和组织

2.1 工作组织

        即使你们是以小组形式工作,你们也应该使用不同的电脑进行操作。

2.2 OpenSSL

        在本实验室中,我们将使用OpenSSL命令和库。这些应该已经安装在大学的计算机上。如果你希望在自己的电脑上进行这个实验,你需要额外安装OpenSSL。需要注意的是,OpenSSL也可以在Windows下运行,但是某些练习可能无法像在Linux下那样正常工作,因此,如果你选择在自己的Windows电脑上做实验,需要准备花更多时间解决问题。

2.3 一些可能会对你有帮助的链接

        本实验室需要大量的自主工作。仔细阅读任务和提供的支持材料。不要犹豫,做自己的研究,并在网络上寻找解决遇到问题的解决方案。这里有一个与OpenSSL相关的示例资源:https://www.madboa.com/geek/openssl/

2.4 证书颁发机构

        证书颁发机构(CA)是一个受信任的实体,负责发放数字证书。数字证书证明了证书主题所命名的公钥的所有权。认证依赖于CA的签名,这也包含在证书中。这是我们希望你学到的主要概念之一。

        为了使CA有用,它必须被广泛信任。在撰写本文时,一些商业CA被视为根CA;IdenTrust、Comodo和Symantec是最大的CAs。想要从商业CA获取数字证书的用户需要支付费用。Let’s Encrypt(LE)是这些CAs的一个替代品,它是一个提供免费X.509证书的CA。然而,LE颁发的证书并不覆盖所有用例,例如保护电子邮件。

3 实验任务

        在第一个任务中,我们将使用另一个免费的,但尚未广泛接受的证书颁发机构(CA)。在剩余的任务中,我们将创建我们自己的CA。

3.1 任务1:获取个人证书并发送签名邮件

        在这个任务中,我们将学习如何获取免费的个人证书,并使用它们来签名我们的发出邮件。这个任务需要配置一个电子邮件客户端(或更正式地说,一个邮件用户代理(MUA))。对于Linux、Windows和Mac OS X,存在多种MUA。我们将使用开源的、多平台的电子邮件客户端Mozilla Thunderbird,它已经在大学的计算机上安装,用于本实验室。

3.2 具体步骤包括

3.2.1 获取个人证书

        首先,需要从一个提供免费个人证书的证书颁发机构(CA)获取一个证书。虽然这样的CA可能不像商业CA那样广泛接受,但对于我们的实验来说已经足够了。

3.2.2 配置Mozilla Thunderbird

        安装并打开Mozilla Thunderbird。按照指示配置你的电子邮件账户,以便可以接收和发送邮件。

3.2.3 导入个人证书

        一旦获得个人证书,需要将其导入到Thunderbird中。通常,这涉及到导入证书文件,并可能需要输入一个密码来完成导入过程。

3.2.4 使用证书签名邮件

        配置好个人证书后,当发送邮件时,可以选择使用证书来对邮件进行签名。这样,收件人可以验证邮件的真实性,即确认邮件确实来自于声明的发送者,并且在传输过程中未被篡改。

3.2.5 发送并验证签名邮件

        向一个或多个接收者发送一个签名的邮件。收件人可以使用你的公钥(通过你的证书提供)来验证邮件签名的真实性。

        通过完成这个任务,你将学习到如何在日常的电子邮件通信中增加一个额外的安全层次,即通过使用数字证书来签名邮件。这不仅提升了邮件的安全性,还增加了发送者身份的可信度。

这篇关于密码学及其应用——安全邮件、公钥密码学和PKI的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1038648

相关文章

中文分词jieba库的使用与实景应用(一)

知识星球:https://articles.zsxq.com/id_fxvgc803qmr2.html 目录 一.定义: 精确模式(默认模式): 全模式: 搜索引擎模式: paddle 模式(基于深度学习的分词模式): 二 自定义词典 三.文本解析   调整词出现的频率 四. 关键词提取 A. 基于TF-IDF算法的关键词提取 B. 基于TextRank算法的关键词提取

水位雨量在线监测系统概述及应用介绍

在当今社会,随着科技的飞速发展,各种智能监测系统已成为保障公共安全、促进资源管理和环境保护的重要工具。其中,水位雨量在线监测系统作为自然灾害预警、水资源管理及水利工程运行的关键技术,其重要性不言而喻。 一、水位雨量在线监测系统的基本原理 水位雨量在线监测系统主要由数据采集单元、数据传输网络、数据处理中心及用户终端四大部分构成,形成了一个完整的闭环系统。 数据采集单元:这是系统的“眼睛”,

csu 1446 Problem J Modified LCS (扩展欧几里得算法的简单应用)

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题,这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题,在比赛之后请教了队友,然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意:把题意转变下就变成了:求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点:求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个

hdu1394(线段树点更新的应用)

题意:求一个序列经过一定的操作得到的序列的最小逆序数 这题会用到逆序数的一个性质,在0到n-1这些数字组成的乱序排列,将第一个数字A移到最后一位,得到的逆序数为res-a+(n-a-1) 知道上面的知识点后,可以用暴力来解 代码如下: #include<iostream>#include<algorithm>#include<cstring>#include<stack>#in

zoj3820(树的直径的应用)

题意:在一颗树上找两个点,使得所有点到选择与其更近的一个点的距离的最大值最小。 思路:如果是选择一个点的话,那么点就是直径的中点。现在考虑两个点的情况,先求树的直径,再把直径最中间的边去掉,再求剩下的两个子树中直径的中点。 代码如下: #include <stdio.h>#include <string.h>#include <algorithm>#include <map>#

【区块链 + 人才服务】可信教育区块链治理系统 | FISCO BCOS应用案例

伴随着区块链技术的不断完善,其在教育信息化中的应用也在持续发展。利用区块链数据共识、不可篡改的特性, 将与教育相关的数据要素在区块链上进行存证确权,在确保数据可信的前提下,促进教育的公平、透明、开放,为教育教学质量提升赋能,实现教育数据的安全共享、高等教育体系的智慧治理。 可信教育区块链治理系统的顶层治理架构由教育部、高校、企业、学生等多方角色共同参与建设、维护,支撑教育资源共享、教学质量评估、

客户案例:安全海外中继助力知名家电企业化解海外通邮困境

1、客户背景 广东格兰仕集团有限公司(以下简称“格兰仕”),成立于1978年,是中国家电行业的领军企业之一。作为全球最大的微波炉生产基地,格兰仕拥有多项国际领先的家电制造技术,连续多年位列中国家电出口前列。格兰仕不仅注重业务的全球拓展,更重视业务流程的高效与顺畅,以确保在国际舞台上的竞争力。 2、需求痛点 随着格兰仕全球化战略的深入实施,其海外业务快速增长,电子邮件成为了关键的沟通工具。

AI行业应用(不定期更新)

ChatPDF 可以让你上传一个 PDF 文件,然后针对这个 PDF 进行小结和提问。你可以把各种各样你要研究的分析报告交给它,快速获取到想要知道的信息。https://www.chatpdf.com/

安全管理体系化的智慧油站开源了。

AI视频监控平台简介 AI视频监控平台是一款功能强大且简单易用的实时算法视频监控系统。它的愿景是最底层打通各大芯片厂商相互间的壁垒,省去繁琐重复的适配流程,实现芯片、算法、应用的全流程组合,从而大大减少企业级应用约95%的开发成本。用户只需在界面上进行简单的操作,就可以实现全视频的接入及布控。摄像头管理模块用于多种终端设备、智能设备的接入及管理。平台支持包括摄像头等终端感知设备接入,为整个平台提

【区块链 + 人才服务】区块链集成开发平台 | FISCO BCOS应用案例

随着区块链技术的快速发展,越来越多的企业开始将其应用于实际业务中。然而,区块链技术的专业性使得其集成开发成为一项挑战。针对此,广东中创智慧科技有限公司基于国产开源联盟链 FISCO BCOS 推出了区块链集成开发平台。该平台基于区块链技术,提供一套全面的区块链开发工具和开发环境,支持开发者快速开发和部署区块链应用。此外,该平台还可以提供一套全面的区块链开发教程和文档,帮助开发者快速上手区块链开发。