密碼是國之重器，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的安全基因，是保障網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全的核心技術(shù)，也是推動(dòng)我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的基礎(chǔ)支撐。而密鑰作為密碼安全性的根基，其重要性不言而喻。
密鑰是密碼安全性的根基
關(guān)于密鑰
● 密碼是什么？
密碼是一種用來混淆的技術(shù)。它可以將正常的（可識(shí)別的）信息轉(zhuǎn)變?yōu)闊o法識(shí)別的信息，但這種無法識(shí)別的信息是可以再加工并恢復(fù)的。密碼主要用來保護(hù)我們的秘密，這里的秘密可以是個(gè)人隱私數(shù)據(jù)、企業(yè)商業(yè)秘密，甚至是國家秘密信息。未加工的秘密我們稱之為明文，明文是可以被直接識(shí)別的，任何人看見明文就可以知道我們的秘密；加工后的秘密我們稱之為密文，密文是無法被直接識(shí)別的，即使被別人竊取也無法解讀我們的秘密。
● 密碼的工作原理是什么？
密碼通常分為加密和解密，即明文和密文的轉(zhuǎn)換過程。加密，就是通過一系列方法或規(guī)則，使用密鑰將明文隱藏起來變成密文的過程。解密，就是通過一系列方法或規(guī)則，使用密鑰將密文恢復(fù)成明文的過程。其中提到的一系列方法或規(guī)則，我們稱之為密碼算法。一個(gè)典型的加解密流程如下圖所示：
加解密過程示意圖
● 密鑰有什么作用？
簡單來講，密鑰就是一長串的數(shù)字，但是它卻扮演著十分重要的角色。它就像保險(xiǎn)柜的鑰匙，我們把秘密鎖在柜子里面，只有拿著“密鑰”這把鑰匙打開保險(xiǎn)柜，才能看到里面的秘密。密鑰的價(jià)值等同于秘密的價(jià)值，如果你的秘密值1000萬，那么用來保護(hù)你秘密的密鑰就值1000萬。因?yàn)橹灰玫?ldquo;密鑰”就可以隨時(shí)打開保險(xiǎn)柜訪問和使用你的秘密了，所以密鑰需要妥善保管。
● 密鑰有哪些類型？
密鑰分為對(duì)稱密鑰和非對(duì)稱密鑰。
對(duì)稱密鑰，就是加密和解密使用同一個(gè)密鑰。這要求密鑰必須嚴(yán)格妥善保管，不能公開，傳輸時(shí)必須保證其安全性。因?yàn)槊荑€一旦泄露，加密信息將受到威脅。
使用對(duì)稱密鑰進(jìn)行加解密過程示意圖
非對(duì)稱密鑰，就是加密和解密使用的是不同的密鑰。在數(shù)據(jù)加解密場景下，用于加密的密鑰稱為公鑰，顧名思義它是可以被公開的，任何人都可以使用公鑰進(jìn)行加密。用于解密的密鑰稱為私鑰，私鑰是絕對(duì)不能公開的，只能由自己保管，不能讓任何人知曉，因此又稱作秘密密鑰。公鑰和私鑰必須配對(duì)使用，由公鑰進(jìn)行加密的密文，必須使用與該公鑰配對(duì)的私鑰才能夠解密。
使用非對(duì)稱密鑰進(jìn)行加解密過程示意圖
相反，由私鑰加密的數(shù)據(jù)只能由其配對(duì)的公鑰解密，非對(duì)稱密鑰的這個(gè)特點(diǎn)也使其應(yīng)用于數(shù)字簽名場景。
密鑰管理是信息安全的基礎(chǔ)
從上面幾個(gè)問題和答案，我們可以了解到，密鑰是密碼技術(shù)的鑰匙。密鑰這樣一個(gè)很短的比特序列可以確保重要信息的機(jī)密性，還可以證明你的身份。奧古斯特·柯克霍夫在19世紀(jì)提出柯克霍夫原則：“即使密碼系統(tǒng)的任何細(xì)節(jié)已為人悉知，只要密鑰未泄漏，它也應(yīng)是安全的。”后來，柯克霍夫原則成為現(xiàn)代密碼學(xué)算法設(shè)計(jì)基本原則之一。
所以，密碼體系的安全取決于密鑰的安全，而不只是密碼算法或密碼設(shè)備的安全。現(xiàn)代密碼體制通常要求加密算法是可以公開的，整個(gè)密碼體系的安全性并不取決于對(duì)密碼算法的保密或者是對(duì)加密設(shè)備的保護(hù)，即使密碼算法被公開或者密碼設(shè)備丟失，它們都不危及密碼體系的安全性。但一旦密鑰丟失或者泄露，非法用戶將會(huì)有可能破壞數(shù)據(jù)的機(jī)密性、可用性和完整性。
由此可見，密鑰管理是信息安全的基礎(chǔ)。如何管理和保護(hù)好密鑰，關(guān)系個(gè)人隱私保護(hù)、企業(yè)商業(yè)秘密甚至國家安全。
密鑰管理必須合法合規(guī)
國家和密碼行業(yè)一直以來都高度重視密碼應(yīng)用和密鑰管理，陸續(xù)發(fā)布了一系列的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)密碼應(yīng)用和密鑰管理工作。《基于SM2密碼算法的證書認(rèn)證系統(tǒng)密碼及其相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范》（GM/T 0034-2014）、《證書認(rèn)證密鑰管理系統(tǒng)檢測規(guī)范》（GM/T 0038-2014）、《信息安全技術(shù) 證書認(rèn)證系統(tǒng)密碼及其相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范》（GB/T2018-25056），這些標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)密鑰管理的產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用提出了明確要求。2019年，國家發(fā)布《中華人民共和國密碼法》，將密碼工作上升至依法管理的層面。
2021年，國家發(fā)布的《信息安全技術(shù) 信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用基本要求》（GB/T 39786-2021）“密鑰生存周期管理”章節(jié)明確要求：“密鑰管理對(duì)于保證密鑰全生存周期的安全性是至關(guān)重要的，可以保證密鑰（除公鑰外）不被非授權(quán)的訪問、使用、泄露、修改和替換，可以保證公鑰不被非授權(quán)的修改和替換。信息系統(tǒng)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)層面的密鑰體系由業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)密碼應(yīng)用需求在密碼應(yīng)用方案中明確，并在密碼應(yīng)用實(shí)施中落實(shí)。”同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)密鑰管理的各個(gè)環(huán)節(jié)還提出了具體的要求：
密鑰產(chǎn)生，需要在符合《信息安全技術(shù)密碼模塊安全要求》（GB/T 37092-2018）的密碼產(chǎn)品中產(chǎn)生，產(chǎn)生的同時(shí)可在密碼產(chǎn)品中記錄密鑰關(guān)聯(lián)信息，包括密鑰種類、長度、擁有者、使用起止時(shí)間等。
密鑰分發(fā)，是密鑰從一個(gè)密碼產(chǎn)品傳遞到另一個(gè)密碼產(chǎn)品的過程，分發(fā)時(shí)要抗截取、篡改、假冒等攻擊，保證密鑰的機(jī)密性、完整性以及分發(fā)者、接收者身份的真實(shí)性等。
密鑰存儲(chǔ)，密鑰不以明文方式存儲(chǔ)在密碼產(chǎn)品外部是十分必要的，并須采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，防止密鑰被非授權(quán)訪問和篡改。
密鑰更新，密鑰更新發(fā)生在密鑰超過使用期限、已泄露或存在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的更新策略進(jìn)行更新。
密鑰銷毀，需要注意銷毀過程的不可逆，即無法從銷毀結(jié)果中恢復(fù)原密鑰。
密鑰管理現(xiàn)狀及面臨問題
密鑰管理涉及密鑰全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，隨著商用密碼逐漸普及，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在企業(yè)、政務(wù)等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，用戶密鑰管理也面臨一系列的問題。
● 密鑰管理專業(yè)性強(qiáng)、管理難度大
密鑰管理是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的工作，涉及密鑰產(chǎn)生、分發(fā)、存儲(chǔ)、使用、更新、歸檔、撤銷、備份、恢復(fù)和銷毀各個(gè)環(huán)節(jié)，且每個(gè)環(huán)節(jié)都有比較嚴(yán)格的安全要求，用戶在使用和管理密鑰時(shí)往往存在較大的困難。
● 密鑰管理不合規(guī)現(xiàn)象普遍存在
密鑰管理實(shí)際應(yīng)用過程中，存在很多不合規(guī)的地方。如硬件密碼設(shè)備的主密鑰通過在線方式分發(fā)獲取，容易造成主密鑰泄露；密鑰生成時(shí)采用軟隨機(jī)源；隨機(jī)數(shù)熵值達(dá)不到密碼安全要求；軟密碼模塊的私鑰未采用分割技術(shù)，完整私鑰出現(xiàn)在通信鏈路或運(yùn)行終端上，達(dá)不到安全等級(jí)要求等。
● 傳統(tǒng)密鑰管理難以滿足新應(yīng)用場景需求
在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用場景下，密鑰管理面臨一系列挑戰(zhàn)：應(yīng)用數(shù)量不斷擴(kuò)大、數(shù)據(jù)量指數(shù)級(jí)增長、密鑰種類和數(shù)量不斷增加、密鑰管理分散等。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的密鑰管理模式難以滿足新應(yīng)用場景下各類需求，如大規(guī)模化的密鑰管理能力、復(fù)雜多樣的密鑰管理模式、云環(huán)境下的多租戶密鑰安全隔離等。
解決之道：平臺(tái)化密鑰管理服務(wù)
安盟信息依托“安盟華御密碼服務(wù)平臺(tái)”，為用戶提供集中統(tǒng)一的平臺(tái)化密鑰管理服務(wù)，幫助用戶輕松創(chuàng)建和管理密鑰，實(shí)現(xiàn)對(duì)密鑰的全生命周期安全管控。
安盟信息密鑰管理服務(wù)架構(gòu)圖
● 密鑰全生命周期管理
支持對(duì)稱密鑰和非對(duì)稱密鑰的全生命周期管理，包含密鑰生成、密鑰分發(fā)、密鑰更新、密鑰歸檔、密鑰恢復(fù)和密鑰銷毀。對(duì)稱密鑰支持的商用密碼算法有：SM1(128bit)、SM4(128bit)，非對(duì)稱密鑰支持的商用密碼算法有：SM2(256bit)。
● 密鑰模板管理
支持密鑰模板管理功能。用戶可以按需定義各種密鑰屬性，形成密鑰模板。系統(tǒng)根據(jù)密鑰模板的屬性快速創(chuàng)建密鑰，自動(dòng)進(jìn)行密鑰更新、銷毀等操作。方便密鑰整個(gè)生命周期的使用和管理，幫助用戶準(zhǔn)確高效地使用和管理密鑰。
● 彈性規(guī)模化密鑰管理
用戶可根據(jù)應(yīng)用對(duì)密鑰數(shù)量的實(shí)際需求申請(qǐng)密鑰管理服務(wù)，并可以在應(yīng)用擴(kuò)展時(shí)，動(dòng)態(tài)彈性調(diào)整密鑰管理服務(wù)的密鑰數(shù)量，滿足用戶的密鑰使用需求。系統(tǒng)支持千萬級(jí)以上規(guī)模的密鑰管理。
● 多租戶密鑰安全隔離
支持面向多個(gè)租戶單位提供密鑰管理服務(wù)。系統(tǒng)采用公司創(chuàng)新設(shè)計(jì)的“一種云計(jì)算環(huán)境下多用戶密鑰安全隔離方法及系統(tǒng)”等專利技術(shù)，從應(yīng)用密鑰管理系統(tǒng)、虛擬云服務(wù)器密碼機(jī)、服務(wù)調(diào)度機(jī)制等多層次提供密鑰隔離機(jī)制，并采用密鑰容器隔離技術(shù)進(jìn)行租戶隔離，實(shí)現(xiàn)多租戶場景下的密鑰全生命周期安全防護(hù)。
● 密鑰管理安全合規(guī)
密鑰管理服務(wù)，采用通過商用密碼檢測中心認(rèn)證的硬件密碼設(shè)備，按照國家主管部門認(rèn)可的密鑰生成方法生成高質(zhì)量隨機(jī)數(shù)、對(duì)稱密鑰和非對(duì)稱密鑰，提供密鑰存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制，保證密鑰生成及存儲(chǔ)的安全合規(guī)性。
安盟華御密碼服務(wù)平臺(tái)構(gòu)筑安全合規(guī)密鑰管理體系
安盟信息基于密碼基因打造安全合規(guī)、統(tǒng)一管理、部署靈活、服務(wù)彈性可計(jì)量的密碼服務(wù)平臺(tái)，采用多模式資源集成技術(shù)，通過整合各種密碼設(shè)備和系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全防護(hù)產(chǎn)品，打造服務(wù)化、場景化，易于行業(yè)快速對(duì)接集成的服務(wù)能力，對(duì)外向用戶應(yīng)用系統(tǒng)提供的密鑰管理服務(wù)，可幫助用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)稱密鑰和非對(duì)稱密鑰的全生命周期管理，簡化密鑰管理操作，減少密鑰管理的維護(hù)成本，滿足云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用場景下的密鑰數(shù)量彈性擴(kuò)展、大規(guī)模密鑰管理和多租戶密鑰安全隔離需求，幫助用戶建立可管可控、便捷易用、安全合規(guī)的密鑰管理體系。
