CAcert w skrócie

Kiedy ludzie mówią o certyfikatach cyfrowych, zazwyczaj mają na myśli certyfikaty X.509. Zabezpieczają one prywatną komunikację lub dane na różne sposoby:

• Cyfrowe podpisywanie dokumentów (patrz SigV lub SigG)

• Bezpieczna komunikacja przez Internet (np. poczta e-mail).
• Szyfrowanie danych (zwykle w połączeniu z podpisem).
• Weryfikacja tożsamości (elektroniczny dowód osobisty)

Oprócz powyższych punktów istnieją inne obszary zastosowań, ale w większości nie są one przeznaczone dla zwykłego użytkownika końcowego:

• Podpisywanie kodu źródłowego

• Certyfikacja serwerów w Internecie (np. HTTPS, TLS lub SSL)

• Tworzenie prywatnych sieci w Internecie (VPN).

Ponadto istnieje wiele innych obszarów zastosowań, ale nie będziemy ich tutaj szczegółowo omawiać.

Co to jest certyfikat cyfrowy?

Certyfikat cyfrowy jest przede wszystkim potwierdzeniem tożsamości danej osoby. Może również potwierdzać tożsamość organizacji, firmy lub serwerów w Internecie.

Na przykład może upewnić się, że otrzymana wiadomość e-mail rzeczywiście pochodzi od określonego nadawcy i nie została sfałszowana. Może też upewnić się, że serwer bankowości internetowej, z którym się łączysz, jest rzeczywiście serwerem banku i że nie zostałeś przekierowany na obcy serwer przez złośliwe oprogramowanie. Ponadto cała komunikacja może być zaszyfrowana, aby uniemożliwić osobom trzecim jej odczytanie.

Osoba wnioskująca o certyfikat zazwyczaj przedstawia urzędowi certyfikacji ważny oficjalny dokument tożsamości. Następnie urząd certyfikacji wydaje tej osobie certyfikat. Sam certyfikat jest chroniony przed sfałszowaniem za pomocą podpisu cyfrowego urzędu certyfikacji.

Dzięki temu certyfikatowi certyfikowana osoba może jednoznacznie identyfikować się w świecie elektronicznym.

Ale jak działa identyfikacja i dlaczego certyfikat jest tak bezpieczny? Zostało to opisane w kolejnych rozdziałach.

Struktura certyfikatu cyfrowego

W pierwszej kolejności należy opisać strukturę i zawartość certyfikatu cyfrowego. W certyfikacie mogą być przechowywane następujące informacje (nie wszystkie informacje są obowiązkowe):

• Informacje o urzędzie certyfikacji (wystawcy)
  • Nazwa organizacji
  • Adres e-mail
• Informacje o certyfikowanej osobie/firmie (podmiocie)
  • Imię i nazwisko osoby
  • Adres e-mail
  • Nazwa organizacji (opcjonalnie)
  • Kraj macierzysty (opcjonalnie)
  • Region macierzysty (opcjonalnie)
  • Miejsce zamieszkania (opcjonalnie)
  • Klucz publiczny osoby certyfikowanej
  • Data, od której certyfikat jest ważny
  • Data, do której certyfikat jest ważny
  • Podpis cyfrowy urzędu certyfikacji (zabezpieczenie przed podrabianiem).

Oto przykład zawartości certyfikatu:

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number: 52494 (0xcd0e)
        Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
        Issuer: O=CAcert Inc., OU=http://www.CAcert.org, CN=CAcert Class 3 Root
        Validity
            Not Before: Apr  8 17:19:43 2011 GMT
            Not After : Apr  7 17:19:43 2013 GMT
        Subject: CN=Test Person/emailAddress=test.person@example.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
            RSA Public Key: (4096 bit)
                Modulus (4096 bit):
                    00:dc:a2:6f:42:87:c6:21:56:39:a6:2e:40:97:d8:
                    d2:17:23:d4:ce:68:c0:98:ba:88:27:66:52:21:9d:
                    a4:59:6b:73:c4:f4:d5:6c:9b:9a:03:f6:c7:7e:0e:
                    a0:54:64:a9:ee:93:5d:d7:ce:e6:9f:39:7c:cb:7a:
                    62:f5:d4:8d:79:c3:1e:ff:c8:86:a1:94:99:3d:2e:
                    00:1c:6c:3a:39:6d:2d:72:45:d6:6f:87:7c:3d:e9:
                    62:82:ce:68:d1:3d:b1:17:b5:0c:39:f4:b6:49:1d:
                    f5:e4:af:9d:8c:78:12:a1:db:ca:a7:40:0f:dd:57:
                    e5:57:c5:ff:37:ad:a0:d4:62:d0:90:02:83:95:22:
                    d5:94:73:72:0f:e1:bc:5f:32:c5:fd:61:86:98:e7:
                    03:40:fb:ab:18:e1:23:e6:10:f0:fe:0b:08:a7:e4:
                    28:c8:03:4c:83:03:b7:9b:63:6d:d3:fb:c4:b7:39:
                    f5:63:1f:cb:dd:b9:92:e1:a9:1e:58:de:7f:35:d4:
                    e8:4b:4a:12:23:57:1c:93:87:0c:1a:62:c9:a1:e7:
                    56:44:37:db:7d:fd:81:24:0b:ac:ba:db:66:b3:04:
                    02:10:bd:88:c1:3c:f4:4b:13:7d:f3:34:6b:e0:96:
                    29:65:a0:ac:5c:75:3a:37:38:71:98:a0:55:4e:45:
                    d3:06:8a:6f:4b:83:5d:88:0e:5c:97:fb:3b:c9:66:
                    9b:94:6c:43:26:a2:51:67:70:5a:71:48:df:b8:01:
                    ba:9d:0b:44:a3:29:59:f9:0e:2f:e6:f7:3b:83:78:
                    40:39:88:b9:ee:88:33:1a:be:14:ac:b8:c7:f1:3d:
                    0a:82:ec:41:e8:1d:ea:a5:83:b5:2e:74:2a:e3:0e:
                    47:d8:7f:df:86:fd:f7:30:bf:82:da:01:a6:34:89:
                    c7:e1:5a:ce:6c:26:3d:a2:0b:e3:7e:10:92:34:e1:
                    d7:36:ba:c2:6b:7a:00:27:a3:5e:9e:de:f6:75:f1:
                    04:c7:b9:b3:b1:4a:04:af:6e:ee:54:87:d2:08:e0:
                    51:ab:9e:e5:cb:a3:d4:f3:6e:01:ad:63:0d:0e:c8:
                    fe:c3:bf:00:90:7a:05:28:c1:f7:f3:a6:02:e0:16:
                    33:fb:42:a1:2f:6c:53:f7:14:d6:e4:48:8f:33:21:
                    4f:c9:f0:67:18:97:9e:34:cf:75:40:72:43:52:8b:
                    90:cc:64:86:34:98:87:4f:c0:5e:95:fc:54:f4:cd:
                    68:45:c7:fc:b5:87:80:6b:f2:72:26:9f:d3:85:5f:
                    6d:91:33:06:b0:93:5a:bf:a5:93:ae:00:c0:97:7c:
                    85:6b:b3:f9:45:cf:d2:73:62:2a:08:ab:fa:29:92:
                    e6:06:45
                Exponent: 65537 (0x10001)
        X509v3 extensions:
            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:FALSE
            Netscape Comment: 
                To get your own certificate for FREE head over to https://www.CAcert.org
            X509v3 Extended Key Usage: 
                E-mail Protection, TLS Web Client Authentication, Microsoft Encrypted File System, Microsoft Server Gated Crypto, Netscape Server Gated Crypto
            Authority Information Access: 
                OCSP - URI:http://ocsp.cacert.org

            X509v3 Subject Alternative Name: 
                email:test.person@example.com
    Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption
        09:25:7d:0c:e3:88:24:57:1d:73:ca:4f:ac:1f:6b:07:5a:c2:
        ab:75:1f:d1:8c:82:77:41:69:f6:a6:6f:d1:79:b5:e4:2d:9c:
        bd:b8:5f:3f:0b:9e:36:57:ef:49:90:89:0d:f7:5f:fa:60:41:
        87:11:08:81:58:87:06:df:c4:7e:86:9b:b8:b9:de:e6:50:3a:
        28:ed:af:9e:94:b9:53:d5:b8:2e:ec:45:d4:46:de:04:a7:ab:
        5f:6e:03:d4:94:d5:bd:13:14:6c:3d:98:66:ad:f8:57:07:02:
        2b:32:ca:9a:47:a1:82:e6:0b:39:c7:b9:54:87:8d:bb:fb:a3:
        22:2f:ad:c1:80:e2:1c:63:53:3f:f1:3a:38:8b:6e:4d:db:dd:
        09:85:0e:fe:45:40:ba:24:55:f2:cc:29:ca:60:6f:f5:eb:d2:
        a7:a7:0d:ee:e1:6e:7c:4f:65:f0:2a:ec:5f:44:36:89:fd:1a:
        80:9c:5d:da:56:18:6a:17:e7:cf:39:3e:90:ea:c5:49:5a:6f:
        55:3d:34:4b:60:08:ee:7a:d4:4d:ae:e9:ce:79:cd:8b:9f:f0:
        ad:8e:26:79:e2:8c:e5:8a:ae:c7:e8:9e:a1:a8:02:ce:49:27:
        03:d6:00:7f:e0:c0:b8:67:0f:8d:40:ea:5b:8e:1c:56:96:74:
        c9:b7:83:4e:f7:99:72:85:09:44:9e:1f:1d:ad:60:b0:9d:eb:
        3e:a1:ec:61:59:d2:5e:27:a4:34:5d:3c:41:bc:a6:0e:01:4a:
        4f:b6:43:55:14:82:d7:85:d0:62:44:9c:33:6b:ae:29:e8:88:
        84:ae:cd:c7:67:e2:d7:ef:0b:93:74:06:bd:2e:91:e4:34:c2:
        55:8a:9e:fc:9f:1f:b7:18:5f:f1:a1:17:83:99:d9:9f:d2:1c:
        01:d1:51:af:11:b2:c3:bb:7e:10:85:a7:89:56:cc:45:b8:1a:
        ac:d1:cf:f5:73:72:c6:b6:86:33:22:a7:ad:c2:42:bd:95:c3:
        4b:32:a1:c5:3e:fd:7d:a8:16:4f:ec:d2:00:94:52:50:54:02:
        21:cc:94:8a:ee:70:52:45:55:32:bc:16:5d:0a:21:3c:92:19:
        43:47:6c:3a:d4:f5:06:bd:7a:85:36:68:ba:79:50:f6:06:e7:
        11:e2:bf:43:16:82:18:99:dc:10:4a:9d:bd:df:66:8a:01:79:
        13:39:ca:9d:dc:49:3c:5e:01:5f:89:24:a3:64:6a:f0:3d:cb:
        5b:88:db:cc:76:5b:00:40:5b:04:71:9b:29:83:e6:53:0f:30:
        c3:e0:e3:92:5d:26:ef:f4:2c:d9:04:96:09:ee:00:37:6f:2a:
        93:7f:b9:23:9a:ca:87:4c

Szyfrowanie asymetryczne

Aby zrozumieć certyfikaty cyfrowe, należy znać podstawowe zasady szyfrowania asymetrycznego. Poniżej opisano je w możliwie najprostszy sposób.

W przeciwieństwie do szyfrowania symetrycznego, gdzie istnieje tylko jeden klucz (np. hasło do plików chronionych hasłem), tutaj potrzebne są dwa klucze: prywatny i publiczny. Oba razem tworzą tak zwaną parę kluczy.

Klucz prywatny jest tajny. Pod żadnym pozorem nie wolno go upubliczniać. Zwykle jest on zabezpieczony inną metodą szyfrowania (szyfrowanie symetryczne), więc podczas korzystania z klucza prywatnego wymagane jest hasło. Musisz przechowywać go w bezpiecznym miejscu i chronić przed odczytaniem przez inne osoby.

Klucz publiczny, z drugiej strony, może być publikowany do woli. Dane raz zaszyfrowane za pomocą klucza publicznego nie mogą być już odszyfrowane za pomocą klucza publicznego, ale tylko za pomocą klucza prywatnego. Odwrotnie: dane raz zaszyfrowane za pomocą klucza prywatnego mogą być odszyfrowane tylko za pomocą klucza publicznego.

To połączenie jest ważne do zrozumienia! Na przykład sumy kontrolne dokumentów są szyfrowane za pomocą klucza prywatnego (patrz rozdział Cyfrowe podpisywanie dokumentów). Oznacza to, że każdy, kto zna klucz publiczny, może odczytać i sprawdzić sumę kontrolną. Nikt jednak nie może sfałszować sumy kontrolnej, ponieważ potrzebowałby do tego klucza prywatnego.

Dane przeznaczone dla jednego odbiorcy są szyfrowane kluczem publicznym odbiorcy, więc tylko odbiorca może ponownie odszyfrować dane za pomocą swojego klucza prywatnego. Odszyfrowanie nie zadziałałoby z kluczem publicznym.

Analogicznie do kluczy publicznych i prywatnych istnieją certyfikaty publiczne i prywatne. Certyfikat publiczny zawiera klucz publiczny i informacje o certyfikacie. Ściśle mówiąc, certyfikat prywatny to file_PKCS12, który zawiera certyfikat publiczny i klucz prywatny. Plik ten jest zwykle zabezpieczony hasłem (szyfrowanie symetryczne).

Cyfrowe podpisywanie dokumentów

Cyfrowe podpisy dokumentów są obecnie na porządku dziennym. Powodem tego jest dyskusja na temat ustawy o podpisie (SigG) i dekretu o podpisie (SigV). Czym jednak jest podpis cyfrowy?

Podpis cyfrowy gwarantuje, że dokument nie został zmieniony przez twórcę (lub jakąkolwiek inną osobę) po jego utworzeniu. Odbywa się to poprzez obliczenie sumy kontrolnej dokumentu, przy użyciu szyfrowania asymetrycznego, a także certyfikatu X.509.

Podpis cyfrowy jest tworzony w następujący sposób:

1. Dla całego dokumentu obliczana jest suma kontrolna (zwana również skrótem lub hashem).
2. Ten skrót jest szyfrowany kluczem prywatnym autora.
3. Certyfikat autora (zawierający klucz publiczny) i zaszyfrowana suma kontrolna są dołączane do dokumentu.
4. Powoduje to cyfrowe podpisanie dokumentu.

Ważność dokumentu jest sprawdzana w następujący sposób:

1. weryfikator (odbiorca) otrzymuje certyfikat załączony przez autora i zaszyfrowaną sumę kontrolną z dokumentu.
2. Odszyfrowuje sumę kontrolną przy użyciu klucza publicznego autora znajdującego się w załączonym certyfikacie.
3. Oblicza własną sumę kontrolną z dokumentu i porównuje ją z odszyfrowaną sumą kontrolną.
4. Jeśli sumy kontrolne są zgodne, dokument jest ważny. Jeśli sumy kontrolne nie są zgodne, dokument został zmieniony (lub sfałszowany) po podpisaniu.

Bezpieczna komunikacja przez Internet

Podobnie jak w przypadku cyfrowego podpisywania dokumentów, bezpieczna komunikacja odbywa się przez Internet. Proces ten opisano tutaj na przykładzie wysyłanej wiadomości e-mail:

• Autor pisze wiadomość e-mail
• Suma kontrolna jest obliczana na podstawie treści wiadomości e-mail (w tym wszystkich - zaszyfrowanych - załączników do wiadomości e-mail).
• Suma kontrolna jest szyfrowana kluczem prywatnym nadawcy (podpis).
• Do wiadomości e-mail dołączany jest certyfikat i zaszyfrowana suma kontrolna.
• Opcjonalnie cała treść wiadomości e-mail jest szyfrowana kluczem publicznym odbiorcy. Następnie wiadomość jest zarówno podpisywana, jak i szyfrowana.
• Wiadomość e-mail jest wysyłana.
• Odbiorca otrzymuje wiadomość (e-mail).
• Jeśli wiadomość została zaszyfrowana kluczem publicznym odbiorcy, odszyfrowuje ją swoim kluczem prywatnym (z prywatnego certyfikatu lub pliku PKCS12).
• Odszyfrowuje załączoną sumę kontrolną (podpis) i porównuje ją z własną sumą kontrolną obliczoną dla całej treści wiadomości e-mail.
• Jeśli sumy kontrolne są takie same, wiadomość pochodzi od nadawcy i nie została zmodyfikowana podczas komunikacji.
• Jeśli sumy kontrolne są różne, wiadomość została zmodyfikowana.

Technologia S/MIME jest używana do szyfrowania i podpisywania wiadomości e-mail. Nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły. S/MIME jest najpopularniejszym sposobem szyfrowania i/lub podpisywania treści. Szczegóły można znaleźć w Internecie.

Oprócz komunikacji e-mail, ten rodzaj bezpiecznej komunikacji może być również wykorzystywany w innych protokołach komunikacyjnych (np. czat, telefonia internetowa itp.).

Szyfrowanie danych

Dane mogą być szyfrowane i podpisywane nie tylko w wiadomościach e-mail lub dokumentach (tekstowych). Zasadniczo każdy rodzaj danych (obrazy, audio, wideo, tekst, arkusze kalkulacyjne i każdy inny format, jaki można sobie wyobrazić) może być szyfrowany i podpisywany. Zwykle używany jest do tego wspomniany powyżej format pliku S/MIME.

Twój klient poczty e-mail obsługuje korzystanie z certyfikatów, np. dla wiadomości e-mail. Szyfrowanie jakichkolwiek danych należy wykonać samodzielnie. Potrzebne jest do tego dodatkowe oprogramowanie (takie jak OpenSSL).

Web of Trust (WoT)

Poniżej przedstawiono sposób ubiegania się o bezpłatny certyfikat cyfrowy od CAcert Inc.

Jeśli pomyślnie zarejestrowałeś się w CAcert Inc., możesz od razu uzyskać certyfikat. Zaloguj się do CAcert.org za pomocą hasła. Na prawym pasku menu zobaczysz różne pozycje do edycji swoich danych.

Na przykład, jeśli masz kilka adresów e-mail, możesz tutaj dodać nowe adresy e-mail. Dla każdego certyfikatu, o który się ubiegasz, możesz dodać jeden lub więcej adresów e-mail wymienionych tutaj.

Pozycja menu "Certyfikaty klienta" służy do ubiegania się o certyfikaty (Nowy), a później do zarządzania już wydanymi certyfikatami (Widok).

Korzystanie z aplikacji webowej

Jeśli chcesz samodzielnie utworzyć kilka kluczy, potrzebujesz programu OpenSSL. Pobierz go ze strony OpenSSL i zainstaluj.

• (Możesz także użyć XCA lub Kleopatra, które mają graficzny interfejs użytkownika).

Po zakończeniu instalacji można wygenerować parę kluczy za pomocą następującego polecenia w wierszu polecenia:

openssl genrsa -aes256 -out cacert.org.privatekey.pem 4096

Polecenie generuje RSA pary kluczy o długości 4096 bitów i przechowuje je w pliku cacert.org.privatekey.pem'. Konieczne jest, aby przechowywać ten plik w bezpiecznym miejscu! Podczas tworzenia pliku zostaniesz poproszony o wprowadzenie hasła w celu ochrony pliku. Wprowadź najsilniejsze możliwe hasło (jak najdłuższe, duże i małe litery, cyfry i znaki specjalne).

Następnie należy utworzyć żądanie certyfikatu (CSR) za pomocą polecenia:

openssl req -new -key cacert.org.privatekey.pem -out cacert.org.csr -days 7

Użyj go, aby złożyć wniosek o certyfikat X.509 i przesłać go do CAcert. Wniosek ten jest ważny przez 7 dni. Jest on przechowywany w pliku cacert.org.csr. Zawartość tego pliku musi zostać skopiowana do pola tekstowego "Opcjonalne żądanie klienta (CSR)" w formularzu CAcert.

Odpowiedź podpisującego zawsze zawiera zarówno linki do pobrania, jak i zrzut certyfikatu w formacie znaków Base64 z dwoma komentarzami - format PEM! W tej procedurze należy użyć linku do pobrania certyfikatu w formacie PEM.

Aby sprawdzić zawartość (publicznego) certyfikatu, który właśnie otrzymałeś, możesz wpisać to polecenie:

openssl x509 -in publiccert.pem -noout -text

Uwaga! Certyfikat utworzony w ten sposób nie zawiera klucza prywatnego!

Teraz wystarczy utworzyć własny plik PKCS12, w którym należy umieścić otrzymany certyfikat w formacie PEM oraz klucz prywatny. Ten plik będzie Twoim prywatnym certyfikatem i musisz go bezpiecznie przechowywać! Polecenie do utworzenia pliku PKCS12 jest następujące:

openssl pkcs12 -des3 -export -in publiccert.pem -inkey cacert.org.privatekey.pem -out privatecert.p12

Teraz można zaimportować wynikowy plik privatecert.p12 do przeglądarki internetowej, klienta poczty e-mail lub innego oprogramowania korzystającego z certyfikatów X.509.

• Plik ten jest również tworzony przez aplikację internetową CAcert "Client certificate generation in your browser".

Więcej informacji na temat korzystania z OpenSSL można znaleźć na przykład tutaj:

• OpenSSL Command-Line HOWTO von Paul Heinlein

Użycie nowego certyfikatu

Certyfikaty X.509 są obecnie obsługiwane przez wiele aplikacji. Poniżej wymieniono tylko kilka z nich:

Aplikacje klienckie poczty elektronicznej (e-mail)

• Mozilla Thunderbird

• Apple Mail

• Microsoft Outlook

• Microsoft Outlook Express

• FairEmail, aplikacja na "inteligentny" telefon komórkowy, dostępna za pośrednictwem Google Play

Przeglądarki internetowe (komunikatory)

• Mozilla Firefox

• Apple Safari

• Opera

• Microsoft Edge

Certyfikaty są jednak wykorzystywane nie tylko w poczcie elektronicznej i przeglądarkach internetowych. Na przykład, własne zeznanie podatkowe można również podpisać i wysłać za pomocą certyfikatu cyfrowego (w tym przypadku certyfikat jest wydawany przez urząd skarbowy).

Procedura instalacji certyfikatu i listy CRL (patrz poniżej) w aplikacjach znajduje się w dokumentacji danej aplikacji.

Przedłużenie ważności certyfikatu

Twój certyfikat wygaśnie po określonym czasie. W przypadku CAcert jest to 6 miesięcy dla użytkowników z mniej niż 50 punktami AP lub 2 lata dla użytkowników z 50 lub więcej punktami AP.

Jeśli certyfikat wygasł, należy go odnowić. Odbywa się to za pomocą usługa CAcert.org.

Jeśli nie chcesz już używać certyfikatu, powinieneś go unieważnić. Jednym z powodów może być to, że certyfikat prywatny dostał się w niepowołane ręce.