Digitālie sertifikāti: nozīme, darbība un X.509 standarts

Uzzini par digitālajiem sertifikātiem, to nozīmi, darbību un X.509 standartu — drošība, autentifikācija un šifrēšanas prakse tīmeklī.

Digitālie sertifikāti ir elektroniskas identitātes apliecības, kas saista personas vai ierīces identitāti ar publisko atslēgu. Tos izsniedz sertifikācijas iestāde (CA — Certification Authority) un tie satur informāciju, kas ļauj pārliecināties par sertifikāta izcelsmi un derīgumu. Parasti sertifikātā ir norādīts jūsu vārds, sērijas numurs, derīguma termiņš, sertifikāta īpašnieka publiskās atslēgas kopija (ko izmanto datu šifrēšanai un digitālajiem parakstiem) un sertifikātu izdevējas iestādes digitālais paraksts, lai saņēmējs varētu pārbaudīt, vai sertifikāts ir īsts.

Kam digitālie sertifikāti tiek izmantoti

Digitālie sertifikāti ir pamats drošai komunikācijai internetā. Tipiski lietojumi:

• SSL/TLS serveru sertifikāti — nodrošina drošu savienojumu (HTTPS) starp pārlūkprogrammu un serveri.
• Koda parakstīšana — nodrošina programmatūras integritāti un piederību izstrādātājam.
• E-pasta šifrēšana un parakstīšana (S/MIME) — garantē ziņojuma autentiskumu un konfidencialitāti.
• Klientu autentifikācija — lietotāji vai ierīces var autentificēties serveriem, izmantojot sertifikātus.
• Dokumentu parakstīšana — juridiski apstiprini elektroniskus dokumentus, ja to atļauj tiesiskā sistēma.

X.509 standarts un sertifikāta struktūra

Visizplatītākais sertifikātu formāts ir X.509. Galvenās X.509 sastāvdaļas:

• Versija — X.509 versija (parasti v3).
• Sērijas numurs — unikāls numurs, ko piešķir CA.
• Paraksta algoritms — algoritms, ko CA izmanto, lai parakstītu sertifikātu (piem., SHA-256 with RSA).
• Izdētājs (Issuer) — CA identitāte.
• Derīguma laiks (Validity) — notBefore un notAfter datumi.
• Subjekts (Subject) — sertifikāta īpašnieka identitāte (vārds, organizācija, domēns u.c.).
• Publiskās atslēgas informācija — algoritms un publiskā atslēga.
• Paplašinājumi (Extensions) — Key Usage, Extended Key Usage, SubjectAltName, Basic Constraints, CRL Distribution Points, Authority Information Access u.c.

Sertifikātu ķēde un uzticība

Sertifikāti parasti tiek izsniegti kā daļa no ķēdes: servera sertifikāts parakstīts ar starpniecisku CA sertifikātu, kas savukārt parakstīts ar saknes (root) CA sertifikātu. Saknes sertifikāts ir “trust anchor” — to pārlūkprogramma vai operētājsistēma uztic bez papildu pārbaudes. Lai pārbaudītu sertifikāta derīgumu, sistēma:

• verificē digitālo parakstu uz leju pa ķēdi līdz uzticamajam saknes sertifikātam,
• pārbauda sertifikāta derīguma termiņu,
• pārbauda, vai sertifikāts nav atsaukts (skat. zemāk),
• pārliecinās, ka sertifikāta paplašinājumi atbilst lietošanas mērķim (piem., servera sertifikātam jābūt SAN, kurā iekļauts domēna nosaukums).

Sertifikātu atcelšana un derīguma pārbaude

Pat ja sertifikāts nav beidzies, to var atsaukt (piem., ja nozagta atslēga). Galvenās derīguma pārbaudes metodes:

• CRL (Certificate Revocation List) — CA publicē sarakstu ar atsauktajiem sertifikātiem.
• OCSP (Online Certificate Status Protocol) — tieša pieprasīšana reālajā laikā, lai noskaidrotu sertifikāta statusu.
• OCSP stapling — servers periodiski pieprasa OCSP atbildi un "piešuj" to TLS savienojumam, uzlabojot veiktspēju un privātumu.

Sertifikātu izsniegšanas procesu elementi

Ierasts procesa gaita:

• ģenerē publiskās/privātās atslēgas pāri (privātā atslēga paliek īpašniekam),
• izveido CSR (Certificate Signing Request) ar publisko atslēgu un identitātes datiem,
• nosūta CSR CA; CA veic identitātes pārbaudi atbilstoši pieprasītajam līmenim,
• CA izsniedz parakstītu sertifikātu, kuru īpašnieks instalē vajadzīgajā vietā.

Sertifikātu formāti un glabāšana

Biežāk lietotie sertifikātu faili un formāti:

• PEM — Base64 kodēts formāts ar "-----BEGIN CERTIFICATE-----".
• DER — binārais formāts.
• PFX / PKCS#12 — saglabā sertifikātu kopā ar privāto atslēgu, parasti aizsargāts ar paroli.

Privātās atslēgas drošība ir izšķiroša: tās jāglabā droši (failu sistēmā ar piekļuves tiesībām, šifrēti, vai aparatūras līmenī — HSM, smartcard).

Drošības un tehniskās prasības

Lai sertifikāti būtu droši, jāievēro labas prakses principi:

• izmantojiet mūsdienīgus algoritmus (piem., RSA 2048+ vai ECC) un ejiet prom no novecojušiem hash algoritmiem (piem., SHA-1);
• ierobežojiet sertifikāta derīguma laiku (īsi termiņi samazina risku, ja tiek nozagta atslēga);
• pārvaldiet privātās atslēgas drošību un piekļuvi,
• regulāri atjauniniet saknes un starpnieciskos sertifikātus; pārbaudiet, vai CA ir uzticama organizācija.

Sertifikātu klases un vērtējumi

Dažādas CA un sistēmas izmanto dažādas klasifikācijas, bet praktiskā sadalījuma piemērs:

• 1. klase (Domain/Basic) — parasti ir domēna vai e-pasta validācija (Domain Validation, DV). Validācija var balstīties uz e-pasta vai DNS apstiprinājumu; šādi sertifikāti parasti nav paredzēti, lai pierādītu organizācijas juridisko identitāti.
• 2. klase (Organization Validation, OV) — identitāte tiek pārbaudīta pret uzticamu datubāzi vai citiem avotiem; CA apstiprina organizācijas eksistenci un saistību ar sertifikāta īpašnieku.
• 3. klase (Extended Validation, EV) — stingrākas pārbaudes, bieži ietver tiešu kontaktu ar organizāciju un dokumentu pārbaudi; šie sertifikāti sniedz augstāku uzticamību juridiskās identitātes apliecināšanai.

Piezīme: konkrēti nosaukumi (1., 2., 3. klase) var atšķirties starp jurisdikcijām un CA. Mūsdienu pārlūkprogrammas biežāk izmanto DV/OV/EV kategorijas nekā klasiski numerētās klases.

Praktiski ieteikumi

• pirms uzticēties sertifikātam, pārliecinieties par tā ķēdi un paraksta algoritmu;
• regulāri pārbaudiet sertifikātu derīgumu un atsaukumu statusu;
• lietojiet tikai uzticamas CA vai privātu CA ar pareizu drošības pārvaldību;
• ievērojiet atjaunināšanas politiku (iespējams automatizējiet atjaunināšanu un atgādinājumus par beigu termiņiem).

Digitālie sertifikāti veido drošības infrastruktūras (PKI) mugurkaulu — ja tie tiek pareizi pārvaldīti, tie nodrošina uzticamu, šifrētu un autentificētu saziņu internetā un korporatīvās vidēs.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir digitālie sertifikāti?

J: Kas izsniedz digitālos sertifikātus?

J: Kāda informācija ir iekļauta digitālajā sertifikātā?

J: Kas ir X.509?

J: Kādas ir digitālo sertifikātu klases?

J: Kas ir 1. klases digitālais sertifikāts?

J: Kas ir 3. klases digitālais sertifikāts?

Meklēt pēc burta