一、什麼是 PKI
PKI 是一種用以強化網路安全的技術，讓使用者透過公眾網路與他人安全且經過驗證地交換資訊，就如同現實世界以簽名、密封文件的方式來保全交換的訊息。
Public 在此指的是公眾的設施、公開的存取，通常是指網際網路之類的公開實體；Key 是一種數位表徵，藉以密碼學的加密與數位簽章的方式達成所要求的安全目標；Infrastructure 則是幾個部分所結合而成的整合系統，這裡最重要的部分是憑證機構(Certificate Authority：CA)，將於爾後負起身份驗證與登錄的責任。PKI 整體而言透過網路所要提供給使用者的是：
‧保密性（Confidentiality）：確保僅有預期的接收者會收到訊息。
‧資料完整性（Data Integrity）：確保資料在接收前沒有被更改。
‧驗證性（Authentication）：確保參與資料交易者的身份無誤。
‧不可否決性（Non-repudiation）：交易資訊具有法律效力，參與交易者無法隨意否認。
二、PKI 組成要素
使用者的一對金鑰：這是提供給每一實體、每一個人，在數學上相關的一對鑰匙，每對鑰匙由私密金鑰（Private Key）與公開金鑰（Public Key）組成。公開金鑰可以發佈到網路或給其他使用者，私密金鑰通常只能存在於使用者的電腦，只有使用者可以存取。
數位憑證：由憑證機構發出，藉以向他人確認您的身分。數位憑證通常包含有持有者的公開金鑰、持有者的電子郵件地址、憑證發行單位、憑證有效期限…等等。
憑證機構(Certificate Authority：CA)：發行與驗證憑證的組織，是屬於公正的第三方，要負責證明提出憑證發行的人身分的正確性，要保證包含在憑證裡資訊的正確性，並且需要對憑證作數位簽章。CA 的角色可以比擬成發行駕照的監理單位，當您提供必要的證明文件來證明您身份之後，CA 就發給您憑證，CA 並且會對憑證作簽署以避免憑證被竄改。依據檢核的等級，憑證可以依不同等級來發行，總共可以區分為 3 到 4 種的憑證等級。Class 1 憑證只需透過 E-Mail 就可取得；Class 2 憑證需要額外的個人資訊即可取得；Class 3 的憑證必須提出請求者的身份證明，經檢核過才能取的；Class 4 是用於政府和機關團體，需要非常高等級的檢核。
三、PKI 如何運作
公開金鑰驗證數位簽章：
當使用者 A 想要與使用者 B 溝通時，A先產生一對金鑰再向 CA 註冊申請，A 除了提供 CA 必要的證明文件外，也需要送上公開金鑰的副本，當 A 的身份被驗證無誤之後，CA 將發佈結合 A 使用者公開金鑰的數位憑證，CA 會把此憑證擺在公用資料庫，這就如同是公用電話簿的公開電話一般。
當 A 使用者想要與 B 使用者溝通時，他只需以自己的私密金鑰對文件作簽章，B 使用者這端只需透過 CA 的資料庫取得A使用者的公開金鑰即可驗證文件的確來自A使用者；當由 A 使用者傳送過來的文件內容經過雜湊函數（hash function）所得到的文摘（digest）與A一併傳送過來的簽章經 public key 解密所得到的文摘作比對，若是符合即證明文件確實是 A 使用者所簽署。
公開金鑰加密：
上面例子是用在簽章，若A使用者希望也能傳送加密資料給 B 使用者，必須 B 使用者也使用 PKI。A 此時必須從 CA 取得包含 B 的公開金鑰的憑證，而B的憑證是以 CA 的私密金鑰作數位簽章，因此 A 必須以 CA 的公開金鑰驗證此簽章以取得 B 的公開金鑰，接著用於傳送加密資料。
公開金鑰密碼學是使用在數學上相關連的一對金鑰，如果以其中一把金鑰用來加密訊息，那就只能用另一把金鑰解開訊息；這對金鑰的其中一支稱為 Public Key（公開金鑰），通常被任意散佈；另一把鑰匙稱為 Private Key（私密金鑰），不對公眾公開，通常是放於電腦內部無法取得；由於加密與解密使用不同的一對鑰匙，所以稱為非對稱式密碼學（asymmetric cryptography）。
不過在實際的運作案例中，加密與解密大多是使用同一把鑰匙，也就是對稱式密碼學（asymmetric cryptography），在處理速度上比非對稱式密碼學快。
四、PKI 應用
PKI 在實際上與我們生活比較相關的應用就屬“自然人憑證”，自然人憑證就像是網路身份證，不需要出門就可以透過網路證明我的身份；因此我可以透過網路辦理網路報稅、申請電子戶籍謄本、更改駕照地址，甚至可以用於中華電信e櫃臺。另外台灣網路認證（TWCA）所發送的網路銀行憑證，可以用於證券網路下單、期貨網路下單、電子商務、網路銀行…等等，與我們日常生活也是息息相關。目前國內多數 PKI 的憑證機構仍是屬於政府機關在推動，在民間企業內部其實有諸多應用可以推廣；例如用於員工識別證，可以作為門禁管制、請假、公文傳遞，甚至在家裡辦公，因為電子化憑證的使用，強調的就是突破時空的限制。
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