4. 密钥管理基础：生成密钥对、理解私钥安全、公钥分发策略

在 Sigstore 体系中，密钥管理是构建信任边界的基石。无论是使用 Fulcio 颁发的短期证书，还是使用自管理的密钥对进行签名，理解密钥对的生成、私钥的安全存储以及公钥的分发策略，都是确保供应链安全的前提。本章将深入剖析这些基础操作与安全原则。

4.1 密钥对生成：从理论到实践

密钥对由私钥和公钥组成。私钥必须严格保密，用于对工件（如容器镜像、二进制文件）进行签名；公钥则公开发布，供验证方校验签名的真实性。Sigstore 支持多种密钥算法，推荐使用 ECDSA（P-256）或 Ed25519，因其在安全性与性能之间取得了良好平衡。

以下是使用 OpenSSL 和 Cosign 生成密钥对的典型命令：

# 使用 OpenSSL 生成 ECDSA P-256 私钥
openssl ecparam -genkey -name prime256v1 -noout -out private-key.pem

# 从私钥导出公钥
openssl ec -in private-key.pem -pubout -out public-key.pem

# 使用 Cosign 生成密钥对（推荐，自动处理格式）
cosign generate-key-pair
# 执行后会在当前目录生成 cosign.key（私钥）和 cosign.pub（公钥）

4.2 私钥安全：信任链的命门

私钥泄露意味着攻击者可以冒充合法发布者，对恶意工件进行签名。私钥安全必须遵循“最小权限、硬件隔离、定期轮换”三大原则。下表对比了不同私钥存储方式的安全等级与适用场景：

4.3 公钥分发策略：建立信任锚点

公钥本身不敏感，但如何让验证方安全地获取正确的公钥，是信任链的关键。Sigstore 提供了多种公钥分发策略，各有优劣。下图展示了三种主流策略的架构对比：

4.4 密钥轮换与吊销

密钥轮换是降低长期密钥泄露风险的关键措施。建议遵循以下轮换周期：

• 短期密钥（Fulcio 证书）： 证书有效期通常为 10 分钟到 24 小时，由 Fulcio 自动管理，无需手动轮换。
• 长期密钥（自管理）： 建议每 90 天轮换一次。轮换时，需使用新私钥重新签名所有活跃工件，并更新公钥分发点。
• 吊销： 当私钥泄露或员工离职时，应立即吊销对应公钥。在 Sigstore 中，可通过将公钥指纹加入吊销列表（CRL）或更新信任策略来实现。

4.5 实战：使用 Cosign 完成密钥生命周期管理

以下是一个完整的密钥生命周期管理示例，涵盖生成、签名、验证和轮换：

# 1. 生成密钥对（带密码保护）
cosign generate-key-pair
# 输入密码，生成 cosign.key 和 cosign.pub

# 2. 使用私钥签名容器镜像
cosign sign --key cosign.key your-registry/your-image:tag

# 3. 验证签名（使用公钥）
cosign verify --key cosign.pub your-registry/your-image:tag

# 4. 密钥轮换：生成新密钥对
cosign generate-key-pair
# 输入新密码，生成新的 cosign.key 和 cosign.pub

# 5. 使用新私钥重新签名
cosign sign --key cosign.key your-registry/your-image:tag

# 6. 更新验证方的公钥配置
# 将新的 cosign.pub 内容更新到验证策略中