Краткая справка об инфраструктуре открытых ключей и OpenSSL
Желающим глубоко изучить теорию открытых ключей рекомендую обратиться к книге Брюса Шнайера "Прикладная криптография". Остальным предлагаю бегло напомнить основные понятия.
Существует два основных класса криптографических алгоритмов - симметричные и ассиметричные. В симметричных для шифрования и дешифрования сообщения используется один и тот же ключ. В ассиметричных разные. Тот которым расшифровывают сообщения называется закрытым ключем, ключ для шифрования называется открытым. Поэтому раздел криптографии изучающий свойства открытых ключей получил название криптография открытого ключа. С помощью открытых и закрытых ключей можно подписывать документы. Для этого рядом с ключем сохраняют данные о владельце ключа и полученный файлы называется сертификатом. Вся система взаимотношений между владельцами сертификатов построена на доверии к определенным пользователям. Их подписи общеизвестны, и они подписывают сертификаты других членов, подтверждая тем самым достоверность открытого ключа и хранящихся вместе с ним данных о владельце. Для того что бы система не была скомпрометирована, пользователи принимают только сертификаты с подписями доверенных членов. Приведем более строгую терминологию:
Инфраструктура открытого ключа (PKI) является системой цифровых сертификатов, центров сертификации (ЦС), которая производит проверку и подтверждение подлинности каждой из сторон, участвующих в электронной операции, с помощью криптографии открытых ключей.
Сертификат открытого ключа, обычно называемый просто сертификатом - это документ с цифровой подписью, связывающий значение открытого ключа с удостоверением пользователя, устройства или службы, которым принадлежит соответствующий закрытый ключ.
Центр Сертификации (Certification Authority, CA) является пакетом программного обеспечения, принимающим и обрабатывающим запросы на выдачу сертификатов, издающим сертификаты и управляющим выданными сертификатами.
Корневой сертификат - сертификат принадлежащий Центру Сертификации, с помощью которого проверяется достоверность других выданных центром сертификатов.
Список отозванных сертификатов - список скомпрометированных или недействительных по какой либо другой причине сертификатов.
Отличительное имя (Distinguished Name, DN) - данные о владельце сертификата. Включают CN (Common Name), OU (Organization Unit), O (Organization), L (Locality), ST (State or province), C (Country name).
Электронная цифровая подпись (ЭЦП)- реквизит электронного документа предназначенный для удостоверения источника данных и защиты данного электронного документа от подделки.
Схема электронной подписи обычно включает в себя:
- алгоритм генерации ключей пользователя;
- закрытый ключ
- корневой сертификат (хранящий в себе открытый ключ);
- список отозванных (скомпрометированных) сертификатов
- закрытый ключ;
- сертификат, подписанный корневым;
- корневой сертификат для проверки того, что сертификаты других пользователей выданы его доверенным центром;
- список отозванных (скомпрометированных) сертификатов.
- Генерацию закрытого ключа.
- Генерацию открытого ключа и его подпись с помощью закрытого.
- Генерацию закрытого ключа.
- Создание запроса на подпись сертификата.
- Подпись запроса в центре сертификации о получение сертификата.
функцию вычисления подписи;
функцию проверки подписи.
Функция вычисления подписи на основе документа и секретного ключа пользователя вычисляет собственно подпись. Функция проверки подписи проверяет, соответствует ли данная подпись данному документу и открытому ключу пользователя. Открытый ключ пользователя доступен всем, так что любой может проверить подпись под данным документом.
Для того что бы подписать документ нужно зашифровать с помощью закрытого ключа значение хеш-функции от содержимого документа. Что бы проверить подпись, нужно расшифровать с помощью открытого ключа значение подписи и убедиться, что оно равно хешу подписанного документа. Таким образом цифровая подпись, это зашифрованный хеш документа.
Ключ - это набор параметров (чисел). Он может храниться в файле. В теории клиенты должны сами генерировать свои закрытые и открытые ключи, создавать запрос на подпись открытого ключа и отправлять его в центр. На практике большинство клиентов не умеют генерировать ключи, поэтому в нашем случае Центр осуществляет данную работу. Центр может отзывать сертификат, выданный клиенту, помещая его в черный список, который регулярно передается пользователям центра. С помощью корневого сертификата, который публично доступен, пользователи могут проверять сертификаты друг друга.
Итого у центра сертификации имеется:
У клиентов:
Создание корневого сертификата включает:
Создание обычного сертификата включает:
Общепринятый формат информации, содержащейся в сертификате, называется Х509. Сертификаты и ключи могут храниться в разных типах файлов. В нашем случае это будут PEM и PKCS12. PEM используется на серверах, PKCS12 - в браузерах.
OpenSSL - набор криптографических программ и библиотек - предоставляет средства для управления сертификатами и закрытыми ключами. Синтаксис вызова его функций openssl имя_команды параметры. Наиболее часто встречаемые параметры - это -in имя_файла - файл, который обрабатывается, и -text - отобразить информацию о файле в текстовом формате. Основные команды:
| rsa | Работа с ключами |
| x509 | Работа с файлами сертификатов в формате PEM |
| pkcs12 | Работа с файлами сертификатов в формате PKCS12 |
| crl | Работа со списком отозванных сертификатов |
Отобразить информацию о закрытом ключе:
#openssl rsa -text -in ca.key Enter pass phrase for ca.key: writing RSA key: Private-Key: (4096 bit) modulus: 00:c2:3c:f1:e6:56:b6:a6:87:4c:99:56:3f:03:df: 81:04:5b:b3:4a:40:3e:93:71:62:80:e9:3b:01:00: 21:33:91:3c:3f:6a:79:9e:81:97:8b:f4:3a:f0:b4: 9c:af:2f:77:de:43:34:ea:cc:76:e4:ef:c5:25:00: 85:bc:6b:1c:b8:e7:d4:a4:8c:b5:f2:9f:4b:06:f4:
Отобразить информацию о сертификате в формате PEM:
#openssl x509 -text -in ca.crt Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: b5:b5:a9:0e:3d:ed:fb:24 Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption Issuer: C=UA, ST=UA, L=Kiev, O=GPAHARENKO-UA, OU=ROOTCA, CN=ca.gpaharenko.ua/emailAddress=gpaharenko@gpaharenko.ua Validity Not Before: Oct 31 13:57:31 2007 GMT Not After : Oct 28 13:57:31 2017 GMT Subject: C=UA, ST=UA, L=Kiev, O=GPAHARENKO-UA, OU=ROOTCA, CN=ca.gpaharenko.ua/emailAddress=gpaharenko@gpaharenko.ua Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption RSA Public Key: (4096 bit) Modulus (4096 bit): 00:c2:3c:f1:e6:56:b6:a6:87:4c:99:56:3f:03:df: 81:04:5b:b3:4a:40:3e:93:71:62:80:e9:3b:01:00: 21:33:91:3c:3f:6a:79:9e:81:97:8b:f4:3a:f0:b4: 9c:af:2f:77:de:43:34:ea:cc:76:e4:ef:c5:25:00: 85:bc:6b:1c:b8:e7:d4:a4:8c:b5:f2:9f:4b:06:f4:
Детальную информацию Вы можете получить из документации OpenSSL.
