Сертификат открытого ключа

Сертификат открытого ключа (сертификат электронной подписи, сертификат ключа подписи, сертификат ключа проверки электронной подписи (согласно ст. 2 Федерального Закона от 06.04.2011 «Об электронной подписи» № 63-ФЗ)) — электронный или бумажный документ, содержащий открытый ключ, информацию о владельце ключа, области применения ключа, подписанный выдавшим его Удостоверяющим центром и подтверждающий принадлежность открытого ключа владельцу.

Открытый ключ может быть использован для организации защищённого канала связи с владельцем двумя способами:

• для проверки подписи владельца (аутентификация)
• для шифрования посылаемых ему данных (конфиденциальность)

Существует две модели организации инфраструктуры сертификатов: централизованная (PKI) и децентрализованная (реализуемая на основе т. н. сетей доверия), получившая наибольшее распространение в сетях PGP.

Принцип работы

Наглядное объяснение принципа работы сертификатов открытого ключа на примере установки ПО от стороннего разработчика пользователем в Интернете

Сертификаты, как правило, используются для обмена зашифрованными данными в больших сетях. Криптосистема с открытым ключом решает проблему обмена секретными ключами между участниками безопасного обмена, однако не решает проблему доверия к открытым ключам. Предположим, что Алиса, желая получать зашифрованные сообщения, генерирует пару ключей, один из которых (открытый) она публикует каким-либо образом. Любой, кто желает отправить ей конфиденциальное сообщение, имеет возможность зашифровать его этим ключом, и быть уверенным, что только она (так как только она обладает соответствующим секретным ключом) сможет это сообщение прочесть. Однако описанная схема ничем не может помешать злоумышленнику Давиду создать пару ключей, и опубликовать свой открытый ключ, выдав его за ключ Алисы. В таком случае Давид сможет расшифровывать и читать, по крайней мере, ту часть сообщений, предназначенных Алисе, которые были по ошибке зашифрованы его открытым ключом.

Идея сертификата — это наличие третьей стороны, которой доверяют две другие стороны информационного обмена. Предполагается, что таких третьих сторон немного, и их открытые ключи всем известны каким-либо способом, например, хранятся в операционной системе или публикуются в журналах. Таким образом, подлог открытого ключа третьей стороны легко выявляется.

Сертификат открытого ключа выдаётся центром сертификации и состоит из таких полей как:

• сам открытый ключ владельца сертификата,
• срок действия,
• имя эмитента (центра сертификации),
• имя владельца сертификата
• и, самой важной части, цифровой подписи.

Цифровая подпись гарантирует невозможность подделки сертификата. Она является результатом криптографической хеш-функции от данных сертификата, зашифрованным закрытым ключом центра сертификации. Открытый ключ центра сертификации является общеизвестным, поэтому любой может расшифровать им цифровую подпись сертификата, затем вычислить хеш самостоятельно и сравнить, совпадают ли хеши. Если хеши совпадают — значит сертификат действительный и можно не сомневаться, что открытый ключ принадлежит именно тому, с кем мы собираемся устанавливать соединение.

Если Алиса сформирует сертификат со своим публичным ключом и этот сертификат будет подписан третьей стороной (например, Трентом), любой, доверяющий Тренту, сможет удостовериться в подлинности открытого ключа Алисы. В централизованной инфраструктуре в роли Трента выступает удостоверяющий центр. В сетях доверия Трент может быть любым пользователем, и следует ли доверять этому пользователю, удостоверившему ключ Алисы, решает сам отправитель сообщения.

В SSL используется целая цепочка доверия: сертификат подписывается закрытым ключом владельца сертификата, находящегося выше в цепи.

Формальное описание

Пусть имеются две стороны информационного обмена — $A$, $B$, желающие обмениваться сообщениями конфиденциально, и третья сторона $T$ (играющая роль удостоверяющего центра), которой доверяют $A$ и $B$.

1. Стороне $A$ принадлежит пара ключей ($KA_{o}$, $KA_{s}$), где $KA_{o}$ — открытый ключ, а $KA_{s}$ — закрытый (секретный) ключ стороны $A$.
2. Стороне $T$ принадлежит пара ключей ($KT_{o}$, $KT_{s}$).

$A$ регистрируется у $T$ (посылает запрос на подпись), указывая данные о себе и свой $KA_{o}$. Сторона $T$ посредством определенных механизмов "удостоверяет личность" стороны $A$ и выдает стороне $A$ сертификат $C$, устанавливающий соответствие между субъектом $A$ и ключом $KA_{o}$. Сертификат $C$ содержит:

1. ключ $KA_{o}$,
2. идентификационные данные субъекта $A$,
3. идентификационные данные удостоверяющей стороны $T$,
4. подпись стороны $T$, которую обозначим $ST$. Подпись $ST$ — это хеш (набор символов, хеш-сумма/хеш-код), полученный в результате применения хеш-функции к данным сертификата $C$, зашифрованный стороной $T$ с использованием своего закрытого ключа $KT_{s}$.
5. и другую информацию.

$A$ посылает стороне $B$ свой сертификат $C$. $B$ проверяет цифровую подпись $ST$. Для этого $B$

1. самостоятельно вычисляет хеш от данных сертификата $C$,
2. расшифровывает ЭЦП сертификата $ST$ с помощью всем известного $KT_{o}$, получив другой хеш,
3. проверяет равенство этих двух хешей.

Если полученные хеши равны - ЭЦП корректна, а это подтверждает, что $KA_{o}$ действительно принадлежит $A$.

Теперь $B$, зная открытый ключ $A$ и зная, что он принадлежит именно $A$, может шифровать этим открытым ключом все последующие сообщения для $A$. И только $A$ сможет их расшифровать, так как $KA_{s}$ известен только $A$.

Структура сертификата

Электронная форма сертификата определяется стандартом X.509. Перечень обязательных и необязательных полей, которые могут присутствовать в сертификате, определяется данным стандартом, а также законодательством. Согласно законодательству России и Украины (закон «Об электронной цифровой подписи») сертификат должен содержать следующие поля:

	Украина	Россия
уникальный регистрационный номер сертификата	+	+
дата и время начала и окончания срока действия сертификата	+	+
фамилия, имя и отчество владельца сертификата ключа подписи или псевдоним владельца	+	+
открытый ключ	+	+
наименование и реквизиты ЦС	+	+
наименование криптографического алгоритма	+	+
информацию об ограничении использования подписи	+	+
указание на страну выпуска сертификата	+	-

Кроме этого в сертификат могут вноситься дополнительные поля.

Бумажный сертификат должен выдаваться на основании подтверждающих документов и в присутствии лица с последующим заверением подписями работника УЦ и носителя закрытого ключа.

Российские стандарты

В России действуют свои криптографические стандарты. Использование их совместно с сертификатами описано в RFC4491: Using GOST with PKIX.

См. также

• Цифровой сертификат
• Цепочка доверия
• Wildcard-сертификат

Ссылки

• Статья «Электронные подписи» c сайта Linux Format Wiki