网银u盾(usb_key_)的工作原理.doc

随着电子商务的迅速发展，信息安全已成为焦点问题之一，尤其是网上支付和网络银行对信息安全的要求显得更为突出。为了能在因特网上开展安全的电子商务活动，公开密钥基础设施（PKI,PublicKeyInfrastructure）逐步在国内外得到广泛应用。我们是否真的需要PKI，PKI究竟有什么用？下面通过一个案例一步步地来剖析这个问题：甲想将一份合同文件通过Internet发给远在国外的乙，此合同文件对双方非常重要，不能有丝毫差错，而且此文件绝对不能被其他人得知其内容。如何才能实现这个合同的安全发送？
问题1：最自然的想法是，甲必须对文件加密才能保证不被其他人查看其内容，那么，到底应该用什么加密技术，才能使合同传送既安全又快速呢？
可以采用一些成熟的对称加密算法，如DES、3DES、RC5等对文件加密。对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用做解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，
问题2：如果黑客截获此文件，是否用同一算法就可以解密此文件呢？
不可以，因为加密和解密均需要两个组件：加密算法和对称密钥，加密算法需要用一个对称密钥来解密，黑客并不知道此密钥。
问题3：既然黑客不知密钥，那么乙怎样才能安全地得到其密钥呢？用电话通知，若电话被窃听，通过Internet发此密钥给乙，可能被黑客截获，怎么办？
方法是用非对称密钥算法加密对称密钥后进行传送。与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（PublicKey）和私有密钥（PrivateKey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫做非对称加密算法(公/私钥可由专门软件生成)。甲乙双方各有一对公/私钥，公钥可在Internet上传送，私钥自己保存。这样甲就可以用乙的公钥加密问题1中提到的对称加密算法中的对称密钥。即使黑客截获到此密钥，也会因为黑客不知乙的私钥，而解不开对称密钥，因此也解不开密文，只有乙才能解开密文。
问题4：既然甲可以用乙的公钥加密其对称密钥，为什么不直接用乙的公钥加密其文件呢？这样不仅简单，而且省去了用对称加密算法加密文件的步骤？
不可以这么做。因为非对称密码算法有两个缺点：加密速度慢，比对称加密算法慢10～100倍，因此只可用其加密小数据(如对称密钥)，另外加密后会导致得到的密文变长。因此一般采用对称加密算法加密其文件，然后用非对称算法加密对称算法所用到的对称密钥。
问题5：如果黑客截获到密文，同样也截获到用公钥加密的对称密钥，由于黑客无乙的私钥，因此他解不开对称密钥，但如果他用对称加密算法加密一份假文件，并用乙的公钥加密一份假文件的对称密钥，并发给乙，乙会以为收到的是甲发送的文件，会用其私钥解密假文件，并很高兴地阅读其内容，但却不知已经被替换。换句话说，乙并不知道这不是甲发给他的，怎么办？
答案是用数字签名证明其身份。数字签名是通过散列算法，如MD5、SHA-1等算法从大块的数据中提取一个摘要。而从这个摘要中不能通过散列算法恢复出任何一点原文，即得到的摘要不会透露出任何最初明文的信息，但如果原信息受到任何改动，得到的摘要却肯定会有所不同。因此甲可以对文件进行散列算法得到摘要，并用自己的私钥加密(因为非对称算法可逆，即用私钥可解开公钥加密的文件，反之亦然)，这样即使黑客截获也无用。因为黑客不会从摘要内获得任何信息，但乙却不一样，他可用甲的公钥解密，得到其摘要(如果用甲的公钥能够解开此摘要，说明此摘要肯定是甲发的，因为只有甲的公钥才能解开用甲的私钥加密的信息，而甲的私钥只有甲自己知道)，并对收到的文件(解密后的合同文件)也进行同样的散列算法，通过比较其摘要是否一样，就可得知此文件是否被篡改过(因为若摘要相同，则肯定信息未被改动，这是散列算法的特点)。这样不仅解决了证明发送人身份的问题，同时还解决了文件是否被篡改问题。
问题6：通过对称加密算法加密其文件，再通过非对称算法加密其对称密钥，又通过散列算法证明其发送者身份和其信息的正确性，这样是否就万无一失了？
回答是否定的。问题在于乙并不能肯定他所用的所谓甲的公钥一定是甲的，解决办法是用数字证书来绑定公钥和公钥所属人。
数字证书是一个经证书授权中心数字签名的包含公开密钥拥有者信息以及公开密钥的文件，是网络通信中标识通信各方身份信息的一系列数据，它提供了一种在Internet上验证身份的方式，其作用类似于司机的驾驶执照或日常生活中的身份证，人们可以在交往中用它来识别对方的身份。
最简单的证书包含一个公开密钥、名称以及证书授权中心的数字签名。一般情况下证书中还包括密钥的有效时间、发证机关