证书透明度（Certificate Transparency）

证书透明度（Certificate Transparency, CT）是由谷歌提出的一项技术，旨在通过创建一个公开且可审计的日志系统，增强数字证书的安全性和透明度，防止错误或恶意签发的证书在未经检测的情况下被广泛使用。

背景与动机

数字证书是确保HTTPS连接安全的关键。证书颁发机构（Certificate Authorities, CAs）负责签发这些证书，但由于各种原因（例如操作失误、内部威胁、恶意行为等），CAs可能会签发不合法的证书。这些证书一旦被滥用，可能导致中间人攻击（MITM）等严重的安全问题。CT通过引入一个公开透明的机制，使得任何人都可以审计和监控这些证书，从而及时发现和应对不合法的证书。

证书透明度的工作原理

1. CT日志服务器：

   • CT日志是一个公开的、只追加的日志，专门用于记录所有被提交的证书。
   • 这些日志由多个独立的实体维护，确保其可靠性和分散性。

2. 证书提交：

   • 在证书颁发过程中，CAs将签发的证书提交到一个或多个CT日志服务器。
   • 日志服务器对接收到的证书进行记录，并返回一个包含提交证据的“签名证书时间戳”（Signed Certificate Timestamp, SCT）。

3. SCT的使用：

   • SCT可以直接嵌入证书中，或者作为TLS握手的一部分发送给浏览器。
   • 浏览器在建立HTTPS连接时，会检查证书中的SCT，以验证证书是否已经被记录在CT日志中。

4. 监控和审计：

   • 监控器：独立的监控器不断扫描CT日志，以发现不应存在的证书。例如，一个监控器可以配置为监控特定域名的所有证书，及时发现和报告未经授权的证书。
   • 审计器：审计器定期检查CT日志的完整性和正确性，确保日志数据未被篡改。

证书透明度的主要组成部分

• CT日志：这些是公开的、只追加的日志，记录了所有被提交的证书。日志数据对任何人开放，允许公众自由查询和验证。
• 监控器：这些是独立的实体或工具，负责监控CT日志中的证书，以发现和报告不合法的证书。
• 审计器：这些是独立的工具，负责验证CT日志的完整性，确保日志记录未被篡改或删除。

证书透明度的优点

• 增强信任：通过公开记录所有签发的证书，CT提高了证书签发过程的透明度，使得CA的操作更加透明和可信。
• 早期发现问题：能够快速发现和响应误发或恶意签发的证书，减少潜在的安全风险。
• 防止滥用：CAs知道所有签发的证书都是公开记录的，这减少了他们滥用权限的机会。

实际应用示例

假设一家银行拥有一个HTTPS网站，其证书由一个受信任的CA签发。该证书在签发时被提交到CT日志服务器，并获得一个SCT。CT监控器会持续检查该银行域名的证书记录，如果发现有其他未经授权的证书被签发并记录在CT日志中，监控器会立即发出警报。这样，银行可以及时采取措施，撤销不合法的证书，防止潜在的安全威胁。

总结

证书透明度通过引入一个公开、可审计的日志系统，显著提升了数字证书的安全性和透明度。通过允许公众监控和审计证书签发过程，CT确保了不合法证书能够被及时发现并处理，从而增强了互联网通信的整体安全性。