随着开放式网络的发展和安全问题的突出,PKI(Public Key Infrastructure,公共密钥基础设施)网络安全体系被广泛应用。PKI体系中的身份认证主要是通过数字证书进行的。而数字证书以及终端用户私钥的安全性又是影响整个PKI体系的关键问题之一。与此同时,智能卡作为一种便捷、安全、可靠的新型安全设备飞速发展起来。由于其先天的特点,智能卡在安全领域,特别是在身份认证应用中有着不可替代的优势。因此,把具有独立计算能力、带有特定操作系统的智能卡应用于PKI体系中,作为证书和私钥的生成、管理设备将大大提高系统的安全性。本文从以上观点出发,结合项目情况,进行了以下的工作:首先,介绍了信息安全和PKI体系、身份认证等基础知识;接着,在叙述COS(Chip OperatingSystem,片内操作系统)设计原则的基础上,遵照智能卡ISO/IEC7816国际标准,设计并实现了安全COS;进而,结合COS的安全体系结构,重点研究了RSA算法在智能卡中的实现、智能卡在基于PKI的IPSec VPN中的部署等问题,阐述了智能卡认证的应用实现。