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2007-07-02

Jan RösnerYour Title

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PKI – CA / SubCA mit opensslJan Rösner

2

Inhalt

Was ist eine PKI?Warum eine PKI bauen?PKI mit openssl und OpenCACommon pitfallsRootCASubCASoftzertifikateSmartCard ZertifikateAusblick

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Was ist eine PKI?

Public Key InfrastructureX.509v3 ZertifikateRSA Schlüssel 1024 Bit -> 2048 BitECC (elyptic curve cryptography)Hashalgorithmen SHA-1 -> SHA256TrustCenter -> CA (Certification Authority)SubCA -> CARegistrierungspunkt -> RA (Registration Authority)Signatur: Hashverschlüsselung mit Private KeyVerifikation: Hashentschlüsselung mit Public KeyZertifikatskette

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X.509v3 Zertifikate

Version, Herausgeber

GültigkeitPublic Key

5

X.509v3 Zertifikate

Extensions

CDP'sSignatur

6

X.509v3 Zertifikate (Windows)

Allgemein

Schlüsselverwendung

DNAusstellerGültigkeit

7

X.509v3 Zertifikate (Windows)

Details

VersionGültigkeitDN / AusstellerPublic Key

8

X.509 Zertifikate (Windows)

Details

Extensions

9

RSA Schlüsselpaare

Heute 1024 BitAb 2008 2048 Bit (SigG)ECCRoot Zertifikate 4096 BitEndUser Zertifikate 1024 Bit

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Hashalgorithmen

Sicherheit nicht beweisbarAktuell SHA-1Ab 2008 SHA-256 (SigG)Andere :

MD5 brokenRIPE-MDSHA-X

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Trustcenter CA (Certification Authority)

OfflineUnterschied zu PGP : Wir vertrauen der Wurzel (Root)PGP : Web of TrustSelfsigned Root Certifikate Subject = IssuerHSM (Hardware Security Module)Aufgaben:

Authentifizierung von SubCA'sZertifikatsausgabe für SubCA'SRückruf von ZertifikatenSperrlistenausgabe (Certificate Revocation List CRL)

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SubCA

OfflineCAMasterSubCA Zertifikat ausgestellt von RootCAbestimmter Verwendungszweck (Logon, Email ...)Betrieb einer oder mehrerer RA'sAufgaben:

Ausstellung von Zertifikaten (EndUser)Sperrung von Zertifikaten (EndUser)Ausgabe von Sperrlisten

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RA (Registration Authority)

OnlineRAMasterseparation of dutyAufgaben:

Identitätsprüfung von NutzernAusgabe von ZertifikatenVeröffentlichung der (sub)CA Sperrlisten (http / ldap)

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Signatur

Hashwertbildung über DokumentRSA Verschlüsselung des Hashesenc(Hash)+Zertifikat+Info = Signatur

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Verifikation

Hashwertbildung über Dokument (Hash-I)Prüfung Zertifikat (Zertifikatskette, Sperrliste)Extraktion Public KeyEntschlüsselung enc(Hash) = Hash-IIHash Vergleich Hash-I == Hash-II?

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Zertifikatskette

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Warum eine PKI bauen?

Digitale SignaturVerschlüsselungAuthentifizierungZugangsschutz / Zeiterfassung

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Digitale Signatur

Signatur von EmailsSignatur von DokumentenDigitale Archive (SigG)LangzeitarchivierungDigitaler Rechnungsausgang (SigG)Digitaler Posteingang (SigG)

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Verschlüsselung

Verschlüsselung von EmailsVerschlüsselung von DokumentenVerschlüsselung von Partitionen transparent

EFSBitlocker

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Authentifizierung

XDM, GDM, KDM Logon (Smartcard)Winlogon (Smartcard)OpenVPNSSL (serverseitig)Bidirektionales SSL (server,-clientseitig) Apache/IISPropriätere Softwarelösungen

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Zugangsschutz / Zeiterfassung

Zuganskontrollsysteme (Zutritt E4NetKey)Zeiterfassung

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PKI mit openssl und OpenCA

openssl (http://www.openssl.org)OpenCA (http://www.openca.org)Struktur

RootCA opensslSubCA OpenCARA OpenCALDAP OpenLDAP

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openssl

Vollständige ImplementierungPKCS#11 Engine

SmartcardeinsatzHSM Einsatz

Deployment SupportVersion : 0.9.8e

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OpenCA

Vollständige ImplementierungHSM UnterstützungCA / RA Konzept (separation of duty)Authentifizierungskonzept (X.509)common templatesLDAP AnbindungVersion 0.9.3 rc1LiveCD (pitfalls)

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Struktur

openssl/SmartCard

OpenCA / CA

OpenCA/RA/LDAP

Linux / Windows ...

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Common pitfalls

Fehlender Egoismus4 Augen PrinzipErzeugung von SchlüsselnDN's von RootCA,- SubCA-ZertifikatenFehlender CPSKeine Sperrlisten (CRL's)Falsche CDP'sKeine PfadlängeFehlende RedundanzRecovery AgentBackupIssuing CA mit SmartCardPKCS#15 Karten

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Egoismus

Selbstschutz bei Erzeugung von SchlüsselnSelbstschutz bei Erzeugung von Zertifikatennonrepudiation (unabweisbar)Fusion

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4 Augen Prinzip

RAMaster, CAMaster4 PersonenTeilung von PasswörternTeilung von realen Schlüsseln für CA Zugriff (Stahlschrank)

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Erzeugung von Schlüsseln

Nutzung von openssl im RA OfficeErzeugung von PKCS#12 Containern für NutzerWer hatte Zugriff auf private Schlüssel?

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Distinguished Names

CountryOrganizationCommon name

RICHTIG!

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Distingueshed Names

Falsch!

●keine OU in Zertifikaten●kein Firmenname in Zertifikaten (Fusion, Egoismus)

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Distingueshed Names

Class Angabe im Common NameClass 0 - Demozwecke, keine Auth. Class 01 - einfache Auth, EmailClass 02 - fortgeschrittene Auth, Nutzerident. Class 03 – full Auth, persönliches Erscheinen

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Fehlender CPS

Certificate Practise Statement

Ausgleich zu fehlender Identität im DNRechtliche Absicherung

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Keine Sperrlisten

Keine Verifikation möglichVerifikationsmodelle

Schalenmodell (shell model)Kettenmodell (chain model)

SigGCRL.issue.time > Signature.creation.time

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Falsche CDP's

CRL Distribution Point (CDP)Modell der CDP's (User->SubCA->CA)Keine CDP's in Root ZertifikatenRedundanz durch http und ldapRedundanz durch VerteilungKein Company Name in URL's

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Keine Pfadlänge (CPL)

Certificate Path Length (CPL)Basic Constraint CA:true, pathlen:n

Richtig!

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Fehlende Redundanz

Sperrlistenabfrage just in timeHTTP schneller als LDAP, trotzdem beide nutzenReihenfolge von URI's in Zertifikaten

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Recovery Agent

Beispiel verschlüsselte Email SoftzertifikateDateiverschlüsselung, Archive, PartitionenKündigungsgrund

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Backup

PKI – was gehört ins Backup?Privater Schlüssel (SmartCard)Root ZertifikatEndUser ZertifikateOpenCA Backup ohne privaten SchlüsselMehrfach auf CD Schreiben, Stahlschrank

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Issuing CA mit SmartCard

Zwischen 200k und 400k SignaturenKeine Garantie

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PKCS#15 Karten

löschbarprivate Key ausserhalb der KartePKCS#12 Dateien notwendigVergleich Softzertifikate

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RootCA

ScreenCastSmartCard -> privater SchlüsselPKCS#11, openssl, openscDateisystemstrukturRequest generierenSelfSigned Root Zertifikat

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ScreenCast

Bau einer RootCA

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SmartCard

T-TeleSec E4NetKeyEAL 3+ zertifiziertSigG konform, BSI zertifiziert1 x SigG Zertifikat (SigG)3 x Schlüsselpaar (NetKey)6 x Zertifikat (NetKey)Weitere Applikationen

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Openssl, PKCS#11 engine, opensc

openssl 0.9.8eEngine PKCS#11 opensc.orgopensc-pkcs11.so InterfaceCCID DriverCCID CardReader (SCM SPR532, Cherry ST-2000)

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Dateisystemstruktur

siehe Downloadsiehe ScreenCast 1Ablage ZertifikateSerialnumber auto incrementindexing database PflegeSubversion für Storage

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Request generieren

Init

Request

PIN

data

48

SelfSigned Root Zertifikat

Init

Sign

PIN

49

SubCA

opensslOpenCA

50

openssl

Vorteil : einfache InstallationNachteile :

Keygenerierung für Nutzer schwierigopenssl am Arbeitsplatz notwendigVerteilung der ca.config

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openssl

Request für eine SubCA

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openssl

RootCA signiert Request

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OpenCA

Vorteile:Vollständige ImplementierungTrennung RA / CA (Rollenkonzept)WebinterfaceLDAP Unterstützungxenroll.dll für Tokennutzung

Nachteile:schwierige InstallationKomplexe Handhabung

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OpenCA

siehe ScreenCast'sOpenCA installierenRA / CA trennenCA initialisierenSubCA Request generieren Request exportierenRequest von RootCA signieren lassenSubCA Zertifikat importierenCAMaster, RAMaster Zertifikate ausgebenKonfigurieren, Templates erzeugenKonfiguration signieren

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Softzertifikate

Windows certificate StoreThunderbird / Firefox interne Security EngineKeygenerierung am ArbeitsplatzNutzung von CSP (M$)Direkte Nutzung (OS)Vorteile:

backupfähig (PKCS#12)Nachteile:

unsicheres StorageKeylogger PIN

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SmartCard Zertifikate

Fortgeschrittene Zertifikate (Email, Logon)SigG Zertifikate (unabweisbar)Vorteile:

sicheres Keystoragesichere Pineingabe (CCID)anderweitig nutzbarTokenverfahren

Nachteile:kein Backup privater SchlüsselVerlustBeschädigung

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Ausblick

Elektronischer Personlausweis (epa)Elektronische Gesundheitskarte (egk)Elektronischer ReisepassVorbereitung digitale Signatur (SigG, fortgeschritten)

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Ausblick

Vielfältige Nutzung:Workstation LogonWinlogonEmailsignatur,- verschlüsselungDateisignatur,- verschlüsselungVPNSSL unidirektionalSSL bidirektional (WebLogon)ArbeitszeiterfassungZutrittsbeschränkung

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Literatur

Openssl Dokumentationhttp://www.openssl.org/docs/apps/openssl.html

OpenSC Dokumentationhttp://www.opensc-project.org/opensc/wiki/

OpenCA Dokumentationhttps://www.openca.org/projects/openca/docs.shtmlhttp://www.openca.info/docs/howto/OpenCA_092_on_debian_dartmouth.txt

CA-Handbuch des DFNftp://ftp.pca.dfn.de/pub/docs/PCA/DFN-PCA/handbuch/ca-hb.pdf