上海 CA 王天华：如何把钥匙装进手机 – 作者:史中浅黑科技-安全小百科

上海 CA 王天华：如何把钥匙装进手机

文 | 史中

今天的文章开始，我先帮你开个脑洞：

你有没有想过，你口袋里的钥匙、压箱底的毕业证、脑子里的密码、登录网银用的 Ukey，在本质上是一种东西。

简单来说，他们的目的都是“证明你是你”。

说严谨点，他们都是“你获得某项权利的凭据”。

为了让你更明白，我啰嗦两个例子：

1、你不会让一个陌生人随便进你的家上你的床（我是说陌生的汉子。。。），所以，你需要你家的大门能够认出你，放行你，同时拒绝其他人。你的钥匙就能完美地做到这一点。

2、一家屌屌的媒体“浅黑科技”只招聘北大的中文系博士。所以，你来应聘的时候，为了证明你符合要求，你会甩出北大的学位证书。有证书在手，不用多废一句话。

说到这里，我要介绍一下今天的主角：“上海 CA”。它并不是像“AC 米兰”一样的球队，而是一家专门做“证书”的企业。全上海的工商、税务、社保、公积金等委办局的业务系统，都在使用他们颁发的“数字证书”对用户进行身份认证。

铺垫了这么多，我猜你已经能够理解：上海 CA 所生产的“证书”，就是电子世界的钥匙。

最近，我见到了上海 CA 研发部部长王天华，聊了聊他眼中的未来身份认证技术。

王天华

一、凡是证明，必有成本。

人们每天要做的身份认证，可能比你想象中要多。

我问你个无厘头的问题：

你和女票约会的时候，看到她从出租车上下来，你们一眼就认出了彼此。为什么你们不互相交换一下身份证来验证下身份呢？

别觉得这个问题不值得回答，它起码说明了两个知识点：

1、人脑具有非常优秀的“人脸识别”机制，你看到对方的一瞬间，大脑已经自动完成了身份验证，且准确率奇高。

2、互相看一下身份证，当然可以避免《白夜追凶》里冒名顶替这类事情发生，但这样做所付出的代价是浪费宝贵的时间和精力，而结果99.99999%会证明你刚才纯靠肉眼的判断没错。所以这种认证从成本和收益的角度看，非常不划算，所以会被别人认为脑子秀逗了。

我举这个例子，是为了说明：凡是证明，必有成本。

这个认知非常重要。

上海 CA 所颁发的“证书”，其实根本目的就是为了降低证明的成本。

一家企业，要经常在税务局的网站上办理业务，但每一次办业务，办事员都要证明自己能代表这家企业。于是，理论上他应该每次都跑到税务局向他们提供公司的营业执照、公章、法人签名介绍信。这简直是灾难。

如果没有“电子证书”，每个用户都要拿着证明材料和各个委办局“单线联系”，就像这样。

王天华告诉我，真实的情况是：企业把自己的全套资料拿到上海 CA 的办事网点，然后上海 CA 的工作人员进行审核，之后给他一个 Ukey（相当于一把钥匙）。这样之后，工作人员再登录税务局网站，就可以把 Ukey 插进电脑，继续操作。它的效果等同于把营业执照神马的给税务局看了一遍，因为上海 CA 是税务局认可的第三方电子认证服务机构。所谓“你办事我放心”。

有了上海 CA 颁发的证书，每个用户就可以集中到它的网点认证啦。

忘记说了，“CA”的意思就是“认证授权机构”（Certificate Authority）。这种由机构授权的模式大大降低了社会活动的“信用成本”，提高了效率。

当然，之所以能提高效率，是因为证书代替了当面验证的过程。如此一来，证书本身的安全性其实是最为重要的。那么证书的安全性是怎么保障的呢？

二、怎样保护证书的安全？

为了举例方便，我刚才一直把 CA 颁发的证书等同于一个U盘一样的东西，但实际上，这是不准确的。

从技术上来讲，为了证明你是你，你只需要拿出某个别人没有的东西就ok了。

什么东西是你有，而别人没有的呢？主流的无外乎三个：

1、你的某个独特记忆

2、你的某个独特物品

3、你的某个独特特征

记忆，物品，特征

独特记忆，主要就是密码，你脑海里那段打死也不说的字符；而独特的物品，一般情况下是指“秘钥”，这串数字极长，符合密码学算法，一般存储在某个硬件里，比如 Ukey；至于独特的特征，一般指你的生物特征，人脸、指纹、虹膜、体态等等。。。

王天华给我科普了下，这三类东西所保证的安全性，其实是不同的。

安全性最差的，要数密码。因为太复杂的密码，人脑根本记不住。而且当人有很多账户密码需要记的时候，他一般会采用简单的密码，或者不同账户重复的密码。这些都有可能造成密码泄露，而一旦泄露，安全性就荡然无存。

安全性较高的，是生物识别。以现在的生物识别技术所提取的指纹或虹膜特征，识别错误率非常低，但生物特征存在一个弊端，那就是不可撤销，从而导致一次泄漏终身泄漏。（你不可能给自己换一张脸）

安全性最高的，是证书。证书的核心是通过密码学的方式算出来的秘钥，要想暴力破解（类似于猜测），以现在的计算机水平，要算到世界末日。

上海 CA 目前最主要的业务之一，就是“法人一证通”，所有公司如果在上海各个委办局办理报税、工商年检、社保、公积金等等业务，就要使用上海 CA 认证平台颁发的证书。

在这种情况下，所有的操作都会产生法律效应，所以这些认证方式都必须符合国家标准。而2005年施行的《电子签名法》，就是保障证书合规性的法律。刚才提到的三种验证方式，只有数字证书可以进行电子签名。

刚才说到，证书的核心就是秘钥，而秘钥就是一串非常长的你根本背不下来的字符。其中私钥由用户自己保管，而与之配对的公钥则可以公布给社会大众。密码学保证，公钥可以验证私钥的正确与否，但是从公钥又没办法推导出私钥。

传统的方式里，私钥被存在这样一种 USB 设备里，就是我们经常用的 Ukey。

所以，把私钥和公钥一配对，立刻就知道你是李逵还是李鬼。这就是证书的工作原理。

上海 CA 是国内第一家专业的“第三方电子认证服务机构”，每天各个网点超级繁忙，生意火爆。不过，作为研发部长，王天华却不满足，他觉得未来的认证机制应该更人性化。

三、把钥匙装进手机，还能安全吗？

Ukey 这种东西，虽然保证了安全，但它其实挺反人类的。以银行的 Ukey 为例：

你不可能随身带着它，而要用的时候往往不在身边，另外你稍不留神，它就彻底消失在你的生命里，死活都找不到。而且，使用 Ukey 时还要安装一堆“驱动”“控件”之类，还得整天升级，如果你有好多个 Ukey，那更是一场噩梦了。

所以这几年，王天华一直在带领团队把秘钥“塞”进手机。

你可能会问，证书就是一个包含秘钥的文件，把它存在手机里不就得了？

这种说法对，也不对。

秘钥存在手机里，手机自然就变成一个 Ukey，这很容易理解。但是你有米有想过，秘钥要存在手机的什么位置呢？

要知道，手机和 Ukey 最大的不同点在于：手机是可以联网的。只要可以联网，理论上黑客就有可能通过漏洞进入到你的手机，进而找到你的秘钥。如果这件事发生就杯具了。

王天华说，普通的手机内存空间，理论上都不可信。所以他和团队采用了密钥分散存储和运算的技术。简单来说就是：秘钥手机上存一半，服务器上放一半，使用的时候，联合校验。这种方式当然安全性也很高，但是实话实说，和那种封闭的 Ukey 相比较，这样的验证方法毕竟要通过网络传输一段秘钥，用户使用起来，心里会有一点隐隐的压力。

所以，今天的第二个主角——IFAA 联盟——就登场了。

简单说来，IFAA 联盟是一个技术联盟，全称是互联网金融身份认证联盟，发起会员有蚂蚁金服、华为、三星、ARM等等。IFAA 推行的技术标准恰恰可以解决王天华的技术难点，这就是：秘钥存储的位置。

在 IFAA 的标准里，秘钥被存储在一个名为 TrustZone（可信区）的特定区域里。这是一个独立的芯片，和手机其他的内存相互隔离，数据无法被盗取。可以理解为，在手机内部内嵌了一个 Ukey。

在手机里的独立芯片里存储秘钥，相当于和手机的其他功能隔离开，安全性大大提高。

说到这，你可能注意到了两个重要的问题：

1、IFAA 标准可以让证书不出手机，在本地的封闭芯片里就可以进行校验，杜绝了秘钥被盗的风险。

2、IFAA 标准要靠一个联盟来推动，因为里面既涉及到支付系统，又涉及到内嵌芯片，需要软硬件厂商合作。

于是，2017年7月上海 CA 成为了 IFAA 联盟的第一批战略伙伴，利用这套体系完善了自己的手机证书技术。

其实，上海 CA 在过去几年，已经在手机证书上做了不少创新。让王天华引以为豪的一个发明就是，上海 CA 发布的手机 App“移证通”，不仅可以让移动证书完全代替传统 Ukey ，而且还可以让移动证书更好用，两种用法如下：

1、用手机登录某服务时，系统会自动跳转到移动证通，用户只要刷一下指纹，或者刷脸，就能授权访问自己的证书，从而完成验证。

2、用电脑登录服务时，网页端会显示一个二维码，用“移证通”扫描一下，就可以在手机上授权，相当于把 Ukey 插入了电脑。（据说这个功能是国内首创，适应了纯移动应用之间以及移动+Web 的应用场景）

不知道你有没有发现一个问题。为什么访问手机上的证书，还要验证一下指纹呢？

这也是一个标准的保护模型，同样也是 IFAA 的技术标准之一：秘钥被存在手机上，但是并不是谁拿到手机都可以访问，必须再进行一次验证，证明你是秘钥的主人。

也就是说，秘钥不仅放在手机的安全区域，还被缩进了一个箱子，而这个箱子的密码，就是你的指纹或面部。这就好比你的 Ukey，把它插到电脑上之后，还要输入一个密码才可以使用，是一样的安全效果。

用你的生物特征解锁手机里的证书，然后再用证书验明自己的正身，大概就是这么个过程。

如此一来，上海 CA 的移动证书技术体系就更加完善。对于王天华来说，有了 IFAA 联盟的技术加持，上海 CA 在移动领域的认证系统，就可以完全符合国家标准。在此之上，他有两个设想：