數字證書是什麼？數字證書如何獲取和使用？ 文章圍繞數字證書的相關問題展開拓展，歡迎感興趣的童鞋閱讀。
在現代密碼學中，非對稱密碼算法應用十分常見，銀行卡、U盾以及網絡通信中應用的https，都應用了非對稱密碼算法技術。
相對於對稱密碼算法，非對稱密碼算法的提出，在一定程度上可以簡化密鑰管理的難題，但由於非對稱密碼算法中的公鑰在分發過程中可能被截取後篡改，接收方也無從核查接收到的公鑰所對應私鑰的持有者身份，因而引入了數字證書。
一、什麼是數字證書
大學畢業時學校會頒發學位證書和學歷證書；駕照考試通過後交管局會頒發機動車駕駛證書……相同的，個人身份認證通過之後，數字證書認證機構（Certificate Authority，簡稱CA）會頒發數字證書（也叫公鑰證書）。
和學歷證書、駕照相似，數字證書中包含個人信息，聯繫方式，以及個人公鑰等信息，其中個人身份認證通過屬於獲取數字證書的前提條件，個人身份認證由CA（或專門用於對用戶提供面對面的證書業務服務機構Registry Authority，簡稱RA）來完成，CA機構根據電子認證業務準則（CPS,Certification Practice Statement）的要求完成用戶的個人身份認證。
二、數字證書的獲取與使用
個人用戶可自行生成一對公私鑰對，將公鑰發送給認證機構CA，CA確認用戶身份之後，使用自身的私鑰對個人用戶的身份信息和公鑰信息進行加密處理（簽名）後形成數字證書，此時個人用戶即獲得了一張個人數字證書。
數字證書可建立公鑰與用戶之間的對應關係，通常應用在驗證個人用戶的數字簽名中，也應用在對隱私信息的加密中。在應用層面，之所以引用數字證書而不直接應用個人用戶的公鑰，目的是通過可信任的認證機構CA對用戶身份的認可，使個人用戶的數字簽名合法化，同時讓第三方使用數字證書加密更加安全，避免中間人篡改公鑰。
三、數字證書認證機構CA
數字證書認證機構（Certificate Authority，簡稱CA），也常見CA中心或證書認證中心等稱呼，擁有自己的公鑰和私鑰，負責給用戶簽發數字證書。常見的數字證書認證機構有：國外的Verisign，國內的CFCA、BJCA、GDCA、天威誠信等。
CA簽發數字證書具體過程如下：
（1）將用戶身份信息和用戶公鑰信息，按照特定格式組成數據D。
（2）使用哈希算法對數據D進行計算得到摘要值H。
（3）使用CA自身私鑰對摘要值H進行簽名得到數字簽名S。
（4）將用戶身份信息、用戶公鑰信息和數字簽名S，按照特定格式（如X.509）組成數字證書。
CA 不僅負責給用戶簽發數字證書，還需要履行對數字證書的全生命週期管理職責，CA主要職責包括：
（1）數字證書的簽發和更新。對新用戶簽發數字證書；在老用戶有需要時，對其更新數字證書。
（2）數字證書的狀態變更，包括：吊銷、掛失、解掛等。證書吊銷後將成為無效證書，永遠不能使用；證書掛失後將成為無效證書，但可以通過解掛恢復成有效狀態。
（3）數字證書的查詢及下載。CA對外提供公開的查詢及下載服務，允許用戶根據條件隨時查詢證書並下載。常用服務方式為LDAP， LDAP是Light weight Directory AccessProtocol（輕型目錄訪問協議）的縮寫。CA系統通過LDAP機制對外發布所有證書及CRL。用戶端可以通過LDAP協議訪問LDAP服務器，按需下載滿足條件的證書和CRL。
（4）數字證書狀態查詢。提供公開服務方式，允許用戶隨時查詢證書狀態，以便判斷該證書是否處於有效狀態。常用服務方式有CRL和OCSP。
四、數字證書狀態查詢
如果用戶的個人數字證書已經處於非正常狀態（過期、吊銷、凍結等），CA將通過CRL、OCSP等方式告知正在進行簽名驗證的第三方。
CRL是Certificate Revocation List的縮寫，表示證書吊銷列表。CA或CRL簽發者定期簽發併發布CRL，並在CRL中指明下次簽發的最晚時間。因CRL為定期發佈，存在用戶證書已臨時掛失，但CRL狀態未及時發佈的情況，此時第三方進行簽名驗證仍是可以通過的。
OCSP是Online Certificate Status Protocol的縮寫，表示在線證書狀態協議。CA系統通過OCSP機制為用戶提供在線證書狀態查詢服務。用戶端將待查詢證書序列號按照OCSP協議組織成OCSP請求包，然後將OCSP請求包發送給OCSP服務器，OCSP服務器查詢數據庫獲得該序列號對應證書的狀態，並組織成OCSP響應包後返回給用戶端。用戶端解析OCSP響應包後獲得該證書的當前狀態。相對比與CRL方式，OCSP查詢的數字證書狀態更為準確。
SOCSP是Simple Online Certificate Status Protocol的縮寫，表示簡化版在線證書狀態協議。由於OCSP請求包和響應包需要數字簽名，從而導致其執行效率不高。為提高OCSP的響應速度，採用MAC算法代替數字簽名，形成簡化版的OCSP。
五、雙證書
如果用戶的私鑰不慎丟失，將造成公鑰加密後的數據無法解密，為解決用戶私鑰的備份問題，CA採用KMC（Key Management Center，密鑰管理系統）提供用戶私鑰備份服務，用戶可自行選擇將私鑰進行安全備份，需要時進行恢復。也可由KMC生成用戶公鑰和私鑰，而後KMC將私鑰備份並交給用戶。
私鑰備份存在如下矛盾：用戶私鑰應具備唯一性，否則無法證明用戶身份是否被冒用；但若無私鑰備份服務，用戶私鑰不慎丟失，公鑰加密後的數據將無法解密，可能造成重要信息丟失的問題。
為解決上述矛盾，CA引入了雙證書機制（簽名證書和加密證書）。簽名證書的私鑰只用於簽名，簽名證書的公鑰只用於驗籤，不用於加密信息，簽名證書的公私鑰對必須由用戶自己產生，KMC 不備份簽名私鑰。加密證書的公鑰只用於加密信息，加密證書的私鑰只用於解密信息，不用於簽名，加密證書的公私鑰對由KMC產生，且KMC對加密私鑰進行備份。
題圖來自 Unsplash，基於CC0協議
閱讀更多 人人都是產品經理 的文章
