PKI證書撤銷機(jī)制與評(píng)估的研究.pdf

1、通過公鑰概念和技術(shù)實(shí)施提供安全服務(wù)的PKI(Public Key Infrastructure)作為Internet安全解決方案得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。PKI的主要目的是通過管理密鑰和證書，可以為用戶建立起一個(gè)安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，使用戶可以在多種應(yīng)用環(huán)境下方便地使用加密和數(shù)字簽名技術(shù)，從而保證網(wǎng)上數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、有效性。PKI的證書撤銷技術(shù)是制約PKI大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一，但國(guó)內(nèi)外對(duì)其現(xiàn)有機(jī)制的評(píng)估工作的開展方興未艾。對(duì)PKI撤銷機(jī)

2、制的評(píng)估與研究的開展不僅有利于推動(dòng)行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，也同時(shí)也能夠?yàn)镻KI系統(tǒng)的安全實(shí)施和維護(hù)提供參考。 作為國(guó)家自然科學(xué)基金“PKI綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”子課題之一的PKI撤銷機(jī)制的評(píng)估，本文首先綜合分析了現(xiàn)有主流PKI證書撤銷機(jī)制的性能和風(fēng)險(xiǎn)，從性能、及時(shí)性和可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性、安全性和標(biāo)準(zhǔn)兼容性等方面給出了比較和分析，然后對(duì)CRL和OCSP的風(fēng)險(xiǎn)性和性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。對(duì)于CRL來(lái)講，峰值負(fù)載、峰值請(qǐng)求率和峰值帶寬是我們關(guān)注的性

3、能重點(diǎn)，在詳盡介紹各種CRL變體的基礎(chǔ)上，通過證書撤銷列表的性能公式，一定試驗(yàn)環(huán)境下我們得到了各種CRL及其變體的性能參數(shù)，同時(shí)也對(duì)用戶風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析描述。而OCSP雖然有著眾多優(yōu)于CRL的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論是DDOS/DDOS攻擊還是Replay攻擊等都對(duì)OCSP系統(tǒng)的實(shí)施是不小的威脅。在充分分析OCSP協(xié)議和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，本文從六個(gè)方面詳細(xì)論述了OCSP存在的風(fēng)險(xiǎn)和漏洞以及提出了一些解決方法，該部分研究填補(bǔ)了在此領(lǐng)域的空

4、白。 最后依據(jù)前面的綜合分析，我們得到了證書撤銷機(jī)制最重要的六個(gè)評(píng)估方面：安全性，包括系統(tǒng)所采用的安全機(jī)制，是否使用可信第三方，是否具有非否認(rèn)性等：及時(shí)性，從CA更新證書撤銷信息到用戶最遲可以使用該撤銷信息的時(shí)間區(qū)間。這個(gè)時(shí)間越短，用戶所冒的風(fēng)險(xiǎn)就越??；可擴(kuò)展性，系統(tǒng)規(guī)模增大對(duì)系統(tǒng)性能的影響；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性，包括CA、目錄、用戶三方的撤銷機(jī)制本身實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和證書管理復(fù)雜性；性能，證書的峰值負(fù)載和峰值請(qǐng)求率決定了用戶的最長(zhǎng)請(qǐng)求等待時(shí)間

5、，還有系統(tǒng)的計(jì)算開銷、通信開銷、存儲(chǔ)開銷；標(biāo)準(zhǔn)兼容性，描述了撤銷方案是標(biāo)準(zhǔn)的、容易獲得的、業(yè)界支持的。據(jù)此提出了PKI證書撤銷機(jī)制的六維評(píng)估模型Eva-PKI，該模型從PKI證書撤銷機(jī)制上述六個(gè)方面來(lái)建立和細(xì)化撤銷機(jī)制的評(píng)估指標(biāo)，并對(duì)每個(gè)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行了詳盡的解釋和評(píng)估建議，最后在一定的實(shí)施環(huán)境下，利用自然科學(xué)基金項(xiàng)目開發(fā)的PKI安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具QMS，基于EVA-PKI的評(píng)估指標(biāo)體系對(duì)PKI撤銷機(jī)制進(jìn)行綜合評(píng)估，同時(shí)也給出了各種PKI證