分布式系统安全

分布式安全面临的两大难题

传统操作系统只能保护它直接管理的硬件。一旦计算跨越多台机器，就会出现两个根本障碍。远程参与者可能根本不执行约定的安全策略，甚至可能是伪装成可信伙伴的对手，其内部状态无法被检查。同时，承载消息的网络通常不受任何一方完全控制，攻击者可以伪造、复制、重放、篡改、销毁或延迟数据包。密码学是主要防御工具，但必须通过经过仔细设计的标准协议来使用，而不是自行发明。

如何在网络上验证身份

由于无法观察远程计算机，我们只能通过它独自拥有的秘密来认证它。密码适合大量客户端向单一服务器证明身份的场景，因为每个客户端可以记住一个独特字符串，服务器则以加盐哈希形式保存。公钥密码学适合相反场景：单一服务器用一把私钥向无数客户端证明自己，对应的公钥被广泛分发。任何在网络上传输的密码都必须先由已建立的加密通道保护，否则窃听者可以直接记录。

数字证书与证书颁发机构

公钥本身毫无价值，除非我们确定它属于谁。证书将身份、公钥以及过期日期等辅助信息打包，再由称为证书颁发机构（CA）的可信第三方对整个包进行数字签名。任何已经持有该 CA 公钥的人都可以验证签名，从而在从未谋面的情况下获得主体公钥的可信副本。整个体系的安全性最终取决于 CA 核实身份的认真程度以及对其自身私钥的保护。

常见误区

• 仅仅相信远程方口头保证会执行安全策略
• 在未加密通道上传输密码或其他认证秘密
• 不检查颁发者及其签名就接受一张证书
• 以为加密通道也能抵御已被攻破的远程主机

最低标准 C11 · 完整程序 · 下载 .c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    puts("=== Toy Simulation of Certificate-Based Authentication ===");
    puts("Remote service ExampleCorp wants to prove its identity.");
    puts("It presents a certificate containing its public key, signed by TrustedCA.");
    puts("Local machine already holds TrustedCA's public key (pre-installed).");
    puts("Signature verification succeeds.");
    puts("Public key of ExampleCorp is now trusted for this session.");
    puts("Encrypted channel can be established.");
    puts("Remember: the remote OS itself may still be compromised.");
    return 0;
}

在本地编译

gcc -std=c11 -Wall -Wextra -Wpedantic -Werror ostep-57-distributed-security.c -o example && ./example

预期结果

=== Toy Simulation of Certificate-Based Authentication ===
Remote service ExampleCorp wants to prove its identity.
It presents a certificate containing its public key, signed by TrustedCA.
Local machine already holds TrustedCA's public key (pre-installed).
Signature verification succeeds.
Public key of ExampleCorp is now trusted for this session.
Encrypted channel can be established.
Remember: the remote OS itself may still be compromised.

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

为什么网站通常用公钥证书向用户证明自己，而用户却用密码向网站证明自己？

继续查证

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