موضوع مقاله: زیرساخت کلید عمومی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # زیرساخت کلید عمومی | مقدمه: در رمزنگاری، PKI مقدمه‌ای است برای الصاق کلید عمومی به هویت کاربر، که با استفاده از یک مرکز صدور گواهی (CA) انجام می‌گیرد. | ## بخش 1: زیرساخت کلید عمومی | نسبت دادن کلید عمومی به هویت افراد مطابق با یک روند ثبت و صدور انجام می‌شود، که بر اساس سطح تضمین لازم ممکن است توسط یک نرم‌افزار در CA انجام شود یا با نظارت انسان باشد. مرکز ثبت نام، اطمینان می‌دهد که کلید عمومی به گونه ای به فرد مورد نظر الصاق شده‌است که عدم انکار را تضمین می‌کند. بررسی اجمالی رمزنگاری کلید عمومی تکنیک پنهانی است، تا کاربران را قادر به ارتباط امن بر روی یک شبکهٔ عمومی ناامن سازد و به‌طور قابل اعتماد، هویت کاربر را با استفاده از امضای دیجیتال بررسی کند. زیرساخت کلید عمومی (PKI)، یک سیستم برای ایجاد، ذخیره‌سازی و توزیع امضاهای دیجیتال می‌باشد که به منظور بررسی یک کلید عمومی منحصربه‌فرد متعلق به نهاد خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. زیرساخت کلید عمومی، گواهی‌های دیجیتال را که حاصل نگاشت کلیدهای عمومی به هویت افراد است، ایجاد کرده و این گواهی‌ها را در یک مخزن مرکزی، به‌طور امن نگهداری می‌کند و اگر لازم باشد، آنها را باطل می‌کند. زیرساخت کلید عمومی از موارد زیر تشکیل شده‌است: مرکز صدور گواهی (CA) که هر دو، گواهی ¬های دیجیتال را صادر و تأیید می‌کنند. به‌طور مثال، مکانی امن برای ذخیره و نمایه سازی کلیدها سیستم مدیریت گواهی روش‌های تأیید گواهی به‌طور کلی، سه رویکرد برای جلب اعتماد وجود دارد: مراکز صدور گواهی (CAها)، وب سایت‌های مورد اعتماد (WoT) و زیرساخت کلید عمومی ساده (SPKI). مراکز صدور گواهی وظیفهٔ اصلی مرکز صدور گواهی امضای دیجیتالی کلید عمومی مربوط به هر کاربر و انتشار آن است. این کار با استفاده از کلید خصوصی مرکز صدور گواهی انجام می‌شود بنابراین اعتماد به کلید کاربر، متکی به اعتماد به درستی کلید مرکز صدور گواهی است. ساز و کاری که کلیدها را به کاربران الصاق می‌کند، مرکز ثبت نام¬ (RA) نامیده می‌شود که ممکن است از CA جدا باشد یا نباشد. الصاق کلید به کاربر بسته به سطح اطمینان لازم در آن، توسط نرم‌افزار یا تحت نظارت انسان صورت می‌پذیرد. ممکن است برای مرکز صدور گواهی (CA) عبارت طرف سوم قابل اعتماد (TTP) نیز بکار رود. علاوه بر این، زیرساخت کلید عمومی اغلب خود به عنوان مترادف برای پیاده‌سازی مرکز صدور گواهی استفاده می‌شود. گواهی‌های موقت و شناسایی یگانه این نگرش شامل سروری است که به عنوان یک مرکز صدور گواهی آنلاین، درون یک سیستم شناسایی یگانه عمل می‌کند. یک سرور شناسایی یگانه، گواهی‌های دیجیتال را برای کاربران سیستم صادر خواهد کرد، اگرچه هرگز آنها را ذخیره نخواهد کرد. وب (شبکه) اعتماد مقالهٔ اصلی: Web of trust رویکرد جایگزین برای مسألهٔ احراز هویت عمومی اطلاعات کلید عمومی، طرح وب اعتماد است که این طرح از گواهی‌های امضا شده و تصدیق شخص سوم استفاده می‌کند. وب اعتماد در حقیقت شبکه معنائی در هم تنیده‌ای است از افراد مختلفی که هرکدام به نسبتهای مختلف به سایر افراد موجود در این شبکه و اصالت کلید عمومی‌اشان اعتماد دارد و آن را با استفاده از امضای دیجیتال خود بر روی کلید عمومی آنها نشان می‌دهد. | ## بخش 2: زیرساخت کلید عمومی | واژهٔ منحصربه‌فرد «وب اعتماد» دلالت بر وجود یک وب اعتماد منحصربه‌فرد، یا نقطهٔ مشترک اطمینان ندارد، بلکه منظور یک وب اعتماد از شمار زیادی وب اعتماد گسسته و بالقوه می‌باشد. از آن جایی که PGP و پیاده‌سازی‌های آن به منظور انتشار اطلاعات کلید عمومی، اجازهٔ استفاده از امضاهای دیجیتال را برای پست الکترونیکی خود می‌دهند، طبعاً، ایجاد یک نسخه از وب اعتماد آسان است. یکی از مزایای وب اعتماد، از جمله پیاده‌سازی PGP این است که می‌تواند با تمام بخش‌های داخل دامنه تعامل داشته باشد (از جمله، مرکز صدور گواهی داخلی در یک شرکت)، در حقیقت برای ارتباط با مرکز صدور گواهی داخلی یک شرکت از آن به عنوان یک معرف مورد اعتماد استفاده می‌شود. اگر «وب اعتماد» کاملاً مطمئن باشد، به دلیل ماهیت وب اعتماد، اعتماد به یک گواهی، اطمینان به تمام گواهی‌های موجود در آن وب را باعث می‌شود. زیرساخت کلید عمومی دارای ارزشی به اندازهٔ استانداردها و روش‌هایی است که صدور گواهی‌ها را کنترل می‌کند و شامل PGP یا یک وب اعتماد تأسیس شده می‌باشد که می‌تواند به‌طور قابل توجه، قابلیت اطمینان در پیاده‌سازی حوزهٔ PKI یا سرمایه‌گذاری در آن را کاهش دهد. زیرساخت کلید عمومی ساده گزینهٔ دیگر که با احراز هویت عمومی اطلاعات کلید عمومی سرو کار ندارد، زیر ساخت کلید عمومی ساده (SPKI) می‌باشد که حاصل ۳ تلاش مستقل برای غلبه بر پیچیدگی‌های X.509 و وب مورد اعتماد PGP می‌باشد. از آن جایی که کلید، تنها چیز قابل اعتماد به جای شخص می‌باشد، SPKI کاربران را با افراد وابسته نمی‌کند. SPKI از هیچ مفهوم اعتماد و اطمینان استفاده نمی‌کند، به طوری که تصدیق کننده، صادرکننده هم هست. این موضوع، در اصطلاحات SPKI «حلقهٔ احراز هویت» نامیده می‌شود، که در آن احراز هویت از طراحی اش جدایی ناپذیر است. همراه با گسترش بیش تر ارتباطات الکترونیکی دیجیتال دارای سرعت بالا (اینترنت و ماقبل آن)، نیاز به روش‌هایی که در آن کاربران می‌توانستند به‌طور ایمن با همدیگر ارتباط برقرار کنند، مشهود شد، به طوری که نتیجهٔ آن، پیدا کردن روش‌هایی بود که کاربران می‌توانستند از کسی که با او تعامل دارند، اطمینان حاصل کنند. پروتکل‌های رمز نگاری مناسب ابداع شدند و در چارچوب اصول رمزنگاری جدید با توانایی بهره بری مؤثر تحلیل شدند. با ابداع شبکهٔ جهانی وب و گسترش سریع آن، نیاز به احراز هویت و ارتباط امن روز به روز بیش تر شد. (برای مثال، تجارت الکترونیکی و دستیابی آنلاین به پایگاه داده‌های اختصاصی از طریق مرورگرهای وب و غیره). به همین ترتیب، ساختار PKI برای سایت‌ها و کاربران وبی که خواستار ارتباطات ایمن بودند، ایجاد شد. فروشندگان و کارآفرینان، متوجه احتمال یک بازار بزرگ و شرکت‌های تازه به کار (یا پروژه‌های جدید در شرکت‌های موجود) شدند و به منظور تحریک برای به رسمیت شناختن قانونی و حفاظت از مسئولیت، شروع به کار کردند. کانون وکلای آمریکا، پروژهٔ فناوری تحلیلی گسترده‌ای در رابطه با برخی از جنبه‌های قانونی عملیات PKI منتشر کرد (به رهنمودهای امضای دیجیتال ABA نگاهی بیندازید) و در مدت کوتاهی پس از آن، چندین ایالت آمریکا (Utah برای اولین بار، در سال ۱۹۹۵) و دیگر مقامات قضایی سراسر جهان، شروع به تصویب قوانین و اتخاذ مقررات کردند. گروه‌های مصرف‌کننده و دیگران، سوالاتشان را در رابطه با حریم خصوصی، دسترسی و ملاحظات مسولیتی -با توجه به این که در برخی از حوزه‌های قضایی بیش تر مورد توجه قرار می‌گرفت - افزایش دادند. | ## بخش 3: زیرساخت کلید عمومی | قوانین تصویب شده و مقررات مصوب متفاوت است و مشکلات فنی و عملیاتی در تبدیل طرح PKI به بهره‌برداری تجاری وجود دارد و پیشرفت‌های، به مراتب کندتر از تصور پیشگامان این امر بوده‌است. در سال‌های اولیهٔ قرن ۲۱، مهندسی رمز نگاری اساسی، به وضوح برای استقرار به‌طور صحیح آسان نبود. روش‌های عامل (دستی یا اتوماتیک) برای طراحی به‌طور صحیح آسان نبودند (یا حتی اگر خوب طراحی شده بودند، برای اجرا به‌طور کامل، نیازمند مهندسی بودند). فروشندگان PKI بازاری برای خود پیدا کردند اما کاملاً همان بازاری که در رؤیای خود در اواسط دههٔ ۹۰ می‌دیدند، نبود و آهسته‌تر و از روش‌های متفاوت نسبت به آنچه که پیش‌بینی می‌شد، رشد می‌کرد. زیرساخت‌های کلید عمومی، برخی از مشکلاتی را که با آن مواجه بودند، حل نکرده‌اند و فروشندگان بزرگ از کسب و کار آن بیرون رفته‌اند یا توسط دیگران سهام آن‌ها خریداری شده‌است. زیر ساخت کلید عمومی تا به حال بیش‌ترین موفقیت را در پیاده‌سازی‌های دولتی به دست آورده‌است. بزرگ‌ترین پیاده‌سازی PKI تا این تاریخ، مربوط به زیرساخت کلید عمومی آژانس سیستم‌های اطلاعاتی دفاع (DISA) برای برنامهٔ دسترسی مشترک به کارت‌ها می‌باشد. احراز اصالت کاربران به برنامه‌های کاربردی (برای مثال، ورود با استفاده از کارت‌های هوشمند و احراز اصالت کاربر با SSL). در هردوی آن‌ها، راه اندازی اولیهٔ یک کانال امن (یک "ارتباط امنیتی") با استفاده از روش‌های کلید نامتقارن انجام می‌شود (با نام مستعار کلید عمومی). در حالی که ارتباطات حقیقی، از روش‌های کلید متقارن سریع تر (با نام مستعار کلید مخفی) استفاده می‌کنند. امضاهای سیار، امضاهای الکترونیکی هستند که با استفاده از یک دستگاه تلفن همراه ایجاد می‌شوند و به امضاها یا خدمات مربوط به گواهی در یک محیط مخابراتی مستقل از مکان، تکیه می‌کنند. رابط اندازه‌گیری جهانی (UMI) استاندارد باز که در ابتدا توسط مشاوران کمبریج برای استفاده در دستگاه/سیستم‌های اندازه‌گیری هوشمند و اتوماسیون خانگی ایجاد شد و از یک زیر ساخت PKI برای امنیت خود بهره می‌برد. چالش‌ها و محدودیت‌های PKI برخی از چالش‌های زیرساخت کلید عمومی PKI عبارتند از مشکلات مقیاس‌پذیری: به خصوص در محیط‌هایی با تعداد زیادی کاربر و دستگاه (مثلاً در اینترنت اشیا)، مدیریت گواهی‌ها و اطمینان از امنیت آنها می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. هزینه‌های بالا: پیاده‌سازی و نگهداری سیستم‌های PKI ممکن است هزینه‌بر باشد، به ویژه برای سازمان‌های کوچک. اعتبار مراجع صدور گواهی (CA): گاهی اوقات، مشکلاتی مانند شکاف‌های امنیتی در مراکز صدور گواهی می‌توانند اعتبار یک سیستم PKI را به خطر بیندازند. | ## جمع‌بندی | آینده زیرساخت کلید عمومی با توجه به رشد روزافزون تهدیدات امنیتی و نیاز به راهکارهای جدیدتر، همواره تکامل PKI و فناوری‌های جدید مرتبط با آن باید مدنظر باشد: استفاده از بلاکچین: PKI در آینده می‌تواند با بلاکچین ترکیب شود تا از اعتبار گواهی‌ها به صورت غیرمتمرکز حمایت کند احراز هویت بیومتریک: PKI می‌تواند با فناوری‌های بیومتریک برای ایجاد یک سیستم احراز هویت ترکیبی استفاده شود.