基于数字证书的安全电子邮件收发

一、实验目的
1.       理解数字证书的基本结构、作用；
2.       掌握数字证书的基本申请和安装方法；
3.       掌握应用数字证书在邮件客户端软件OUTLOOK上安全（加密、数字签名）收发电子邮件；

二、实验网站
1.       课堂主选：天威诚信数字认证中心：https://www.itrus.com.cn/
2.       课后参考：
IE中文网：http://www.iechina.org.cn FOXMAIL CA证书服务：http://ca.foxmail.com.cn 

三、实验相关理论知识
回顾理论知识点：
1.      数字证书的概念和数据结构
网络身份证，在网上进行电子商务交易时，交易双方需要使用数字证书来证明自己的身份，并使用数字证书来进行有关的交易操作。通俗地讲，数字证书就是个人或单位在Internet上的身份证，它由认证中心(即CA中心)颁发。数字证书(Digital Certificate),它提供了一种在 Internet上进行身份验证的方法，是用来标志和证明网络通信双方身份的数字信息文件，与日常生活中的身份证相似。
结构标准规范的电子文件，数字证书文件的字段结构符合X.509标准。
2.      数字证书的用途 ----
在电子商务交易中，数字证书首先可用于各实体身份真实性的验证；也可作为公钥密码体制中密钥对分配管理的载体，证明用户合法持有惟一的公、私钥对；数字证书还可以作为密钥分发的载体。用户使用数字证书可进行加密通信，对电子文件进行数字签名，以保护数据的机密性、真实性、完整性和不可否认性。
本实验应用数字证书，通过加密和数字签名等技术手段，安全收发电子邮件，可保护邮件内容的机密，防止篡改，收发人事后的否认等，适合于商业用途电子邮件的通信。

四、实验内容与步骤
1．数字证书的申请及安装
---- 数字证书通过向相关CA机构申请获得，目前，一些CA中心向用户提供免费的试用型数字证书，其申请过程即时在网上完成，并可以立即投入使用。如天威诚信数字认证中心，其申请地址为https://www.itrus.com.cn/，具体步骤如下。
---- （1）．访问https://www.itrus.com.cn/网址的网页，点击“安全电子邮件服务”区域的“试用”按钮，在新页面上选择“申请用户证书”链接。需要特别强调的是，只有安装了根证书(即证书链)的计算机，才能够完成后面的申请步骤和正常使用申请的数字证书，所以需要先进行证书链的安装。
按照系统提示，我们可以在当前页面上通过点击“安装CA证书链”超级链接来自动安装证书链。
（２）．选择“申请用户证书”链接后，进入“输入注册信息”表单，按照表单的提示内容，完整地输入个人资料。具体包括姓名、地址、电子邮箱等。
（３）．然后，在选择加密服务提供程序(Cryptographic Service Provider，CSP)项目中选择“Microsoft Base Cryptagraphic Provider V1.0”选项。点击“确定”按钮。确认后续的消息框,继续申请并自动安装证书。
---- 注意: CSP负责创建密钥、吊销密钥以及使用密钥执行各种加密或解密的操作。每个CSP都提供了不同的实现方式。
---- 某些CSP提供了更加强大的加密算法，而另一些则包含了硬件组件，例如智能IC卡或USB电子令牌等。当您使用特殊的数字证书存储介质(例如，智能IC卡或USB电子令牌)存储数字证书及其相应的私有密钥时，可以在“加密服务提供程序(CSP)”下拉框中选择该存储介质生产厂商提供的CSP。

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2. 查看数字证书
---- (1)．首先打开Internet Explorer，在其菜单栏上选择“工具”--“Internet选项“，在“Internet选项”对话框中，选择“内容”选项卡，点击“证书”按钮查看您当前信任的证书列表。

( 2)．在“证书”对话框中，点击“个人”选项卡，您可以查看到已经申请的个人数字证书列表。

---- (3)．选定您需要查看的个人数字证书，然后单击“查看”按钮，可以查看相应数字证书的详细信息。

3、使用数字证书发送安全邮件
---- 申请并安装了数字证书之后，我们就可以发送安全的电子邮件，实现网上邮件的加密和签名，还可以将数字证书应用于公众网络的商务活动中。对电子邮件进行数字签名和加密,可给网上汇款、网上支付、网上购物以及信件保密等方面应用带来极大的方便。现在我们以Outlook Express 6.0为例，介绍利用数字证书安全发送邮件的具体方法。
---- （1）．设定邮件账户
---- 首先，打开Outlook Express，选择“工具”-“账户”，在“Internet账户”对话框中，点击“添加”按钮，并选择“邮件”选项，进入“Internet连接向导”对话框。按照系统提示输入相关信息，完成账号设置。
---- （2）．设置邮箱与数字证书绑定
---- ①选择“工具”-“账户”，选中“邮件”选项卡中用于发送安全电子邮件的邮件账户，然后单击“属性”按钮，进入“属性”对话框(如图8所示)。

---- ②选择“属性”对话框的“安全”选项卡，我们可以看到“签署证书”和“加密首选项”这2个项目。通过相关设置，我们可以进行邮件的签署和加密。

---- ③点击“签名证书”项目后的“选择”按钮，就可以看到我们申请的数字证书了。选择您的数字证书，点击“确定”按钮，即完成了邮箱与证书的绑定，您也可以点击“查看证书”按钮，了解自己的数字证书的详细信息。最后点击“确定”按钮即可。
---- 注意事项:
---- 如果点击“选择”按钮，没有相关的数字证书弹出，请确认您的证书已经正确安装且没有过期。同时还要确认您在Outlook Express中所设置的邮箱与您在申请数字证书时所提供的邮箱是一致的。
---- 查看您在申请数字证书时所使用的邮箱方法是，在Internet Explorer中，选择“工具”-“Internet选项”*“内容”-“证书”，选中您的数字证书后，依次选择“查看”-“详细信息”-“主题”即可。
---- ④按照同样的方法，您也可以在“加密首选项”中把您自己的证书选中。

---- （3）．发送安全的电子邮件
---- 发送加密邮件之前，您需要先获得接收方的数字标识。这时，您可以首先让接收方给您发送一份签名邮件来获取对方的数字标识，或者直接到电子商务安全认证中心的网站上查询并下载对方的数字标识。
---- ①启动Outlook Express 6.0，点击“创建邮件”按钮，进入“新邮件”窗口，开始撰写邮件。同时我们选中工具栏中的“签名”或“加密”按钮。

---- ②然后点击“发送”按钮，签名邮件的发送即告成功。
---- ③当收件人收到并打开有数字签名的邮件时，对方将看到“数字签名邮件”的提示信息。

---- 您只有在点击“继续”按钮后，才可以阅读该邮件内容。若该邮件在传输过程中被其他人篡改或发信人的数字证书有问题，系统将给出“安全警告”提示。
---- ④在收到具有数字签名的邮件后，我们可以看到，在邮件窗口的右边中间有一个“数字签名”图标，点击它可以看到相关的数字证书信息。

---- 另外，发送加密邮件的方法与发送签名邮件的方法类似，您也可以对即将发送的同一封邮件既签名又加密，两种方式可以同时使用。
五.  课后思考与练习
1．  通过查看数字证书的内容，与课堂理论教学进行比较，深入掌握数字证书的实质和文件结构。
2．  通过浏览器邮件浏览方式，注意观察和比较，明文传递邮件和加密邮件，数字签名邮件的区别。
3．  为自己的另一邮箱申请数字证书，并与同学或朋友进行加密或数字签名邮件的收发。