Каркас сертификатов открытых ключей
Мы приступаем к изучению четвертой редакции рекомендаций X.509 [51], которая регламентирует следующие аспекты:
-
сертификаты открытых ключей;
- сертификаты атрибутов;
- сервисы аутентификации.
Идейной основой рекомендаций X.509 являются сертификаты открытых ключей, обслуживающие такие грани информационной безопасности, как конфиденциальность и целостность, и такие сервисы, как аутентификация и неотказуемость.
В курсе "Основы информационной безопасности" [91] приведены необходимые сведения о криптографии с открытыми ключами и механизме электронной цифровой подписи (ЭЦП); далее предполагается, что они уже известны.
Сертификат открытого ключа - это структура данных, обеспечивающая ассоциирование открытого ключа и его владельца. Надежность ассоциации, подлинность сертификата подтверждаются подписью удостоверяющего центра (УЦ).
Сертификаты имеют конечный срок годности. Поддерживать актуальность информации об их статусе помогают списки отзыва, подписываемые удостоверяющими центрами и содержащими перечни сертификатов, переставших быть годными. Последнее может случиться как в результате естественного окончания срока, так и досрочно, например, из-за компрометации секретного ключа владельца.
Формат сертификата описан в курсе [91]. В простейшем случае он выглядит так:
CA <<A>> = CA {V, SN, AI, CA, A, Ap, TA}
Здесь:
- A - имя владельца сертификата;
- CA - имя удостоверяющего центра;
- CA <<A>> - сертификат, выданный A центром CA;
- CA {I} - данные I, снабженные подписью CA;
- V - версия сертификата (в настоящее время - версия 3);
- SN - порядковый номер сертификата;
- AI - идентификатор алгоритма, использованного при подписании сертификата;
- Ap - информация об открытом ключе A;
- TA - даты начала и конца срока годности сертификата.
Отметим, что в общем случае формат может быть существенно сложнее. С помощью механизма расширений его можно приспособить для нужд различных приложений и сообществ пользователей. В X.509 предусмотрены полезные расширения, носящие универсальный характер.
Каждое расширение включает имя, флаг критичности и значение. Если при обработке (проверке) сертификата встречается неизвестное расширение с флагом критичности FALSE, оно может быть проигнорировано; если же у подобного расширения флаг равен TRUE, сертификат приходится считать некорректным.
Сертификаты открытых ключей подразделяются на два основных вида:
- сертификаты оконечных сущностей;
- сертификаты удостоверяющих центров.
Оконечные сущности не имеют права выпускать сертификаты. Удостоверяющие центры ведают выпуском и аннулированием сертификатов, которые относятся к одному из двух классов:
- "самовыпущенные" сертификаты (изготовленные для себя самим удостоверяющим центром). Они полезны, например, при смене ключей УЦ, чтобы обеспечить доверие новым ключам на основании доверия старым. Важным подклассом данного класса являются "самоподписанные" сертификаты, в которых секретный ключ, использованный для генерации ЭЦП, соответствует заверяемому открытому ключу. Таким способом УЦ может афишировать свой открытый ключ или иную информацию о собственном функционировании;
кросс-сертификаты (выдаются одним УЦ другому). Они применяются и в иерархической структуре для авторизации нижестоящего УЦ вышестоящим, и в произвольной структуре "распределенного доверия" как факт признания одним УЦ существования другого.
Рассмотрим процесс получения и проверки пользователем A открытого ключа пользователя B. Элемент Директории, представляющий A, содержит один или несколько сертификатов открытых ключей A, заверенных удостоверяющим центром, который мы обозначим CA (A) (а сертификат A - как CA (A) <<A>>) и которому, разумеется, соответствует свой узел в Информационном Дереве. Предполагается, что пользователь доверяет своему УЦ, поэтому, если существует сертификат CA (A) <<B>>, процесс выяснения открытого ключа B можно считать завершенным. В противном случае приходится строить так называемый сертификационный маршрут от A к B (обозначается A -> B), начинающийся сертификатом CA (A) <<X1>>, который CA (A) выдал некоторому другому УЦ, X1, ставшему вследствие этого доверенным для A.
Маршрут продолжается сертификатом вида X1 <<X2>>, содержит промежуточные звенья вида Xi <<Xi+1>> и завершается сертификатом Xn <<B>>.
Элемент Директории, соответствующий удостоверяющему центру, содержит сертификаты двух типов: прямые (сгенерированные данным УЦ для других) и обратные (выданные данному УЦ другими). Если, кроме того, удостоверяющие центры образуют иерархию, соответствующую Информационному Дереву, то сертификационный маршрут можно построить без привлечения дополнительной информации, только на основе различительных имен A и B. Действительно, с помощью обратных сертификатов выполняется подъем от CA (A) до корня поддерева, общего для A и B, а затем, с помощью прямых сертификатов осуществляется спуск до CA (B). В рассмотренном выше процессе A - пользователь сертификата, B - его владелец (субъект), CA (B) - удостоверяющий центр. Все три стороны несут друг перед другом определенные обязательства и, в свою очередь, пользуются предоставляемыми гарантиями. Обязательства и гарантии могут быть зафиксированы в политике сертификата, ссылка на которую хранится в одном из полей расширений. Обычно политика - это общепринятый текст, но в ней могут присутствовать и формальные условия, допускающие автоматическую проверку.
При построении и использовании сертификационного маршрута проверяется согласованность политик, присутствующих в кросс-сертификатах. Еще один пример употребления данного поля расширения - наложение и проверка ограничений на длину сертификационного маршрута (вообще говоря, чем длиннее маршрут, тем меньше доверия он вызывает).
Другая группа дополнительных полей сертификатов обслуживает способы и срок действия ключей. Для шифрования и цифровой подписи применяют разные ключи; следовательно, у одного субъекта может быть несколько пар ключей и, соответственно, несколько сертификатов. Чтобы выбрать среди них нужный, необходимо иметь возможность выяснить назначение представленного в сертификате открытого ключа. Аналогично, может потребоваться знание срока годности секретного ключа, посредством которого формируют ЭЦП, поскольку этот срок обычно меньше, чем у открытого ключа, проверяющего подпись.
Значительная часть рекомендаций X.509 посвящена спискам отзыва сертификатов; мы, однако, не будем останавливаться на этом сугубо техническом вопросе.
