Книга: Инфраструктуры открытых ключей

Основные компоненты PKI

Нельзя утверждать, что PKI сама по себе является инфраструктурой безопасности, но она может быть основой всеобъемлющей инфраструктуры безопасности. Инфраструктура открытых ключей представляет собой комплексную систему, сервисы которой реализуются и предоставляются с использованием технологии открытых ключей. Цель PKI состоит в управлении ключами и сертификатами, посредством которого корпорация может поддерживать надежную сетевую среду. PKI позволяет использовать сервисы шифрования и выработки цифровой подписи согласованно с широким кругом приложений, функционирующих в среде открытых ключей.

Основными компонентами эффективной PKI являются:

* удостоверяющий центр ;

* регистрационный центр ;

* репозиторий сертификатов;

* архив сертификатов ;

* конечные субъекты (пользователи).

Взаимодействие компонентов PKI иллюстрирует рис. 3.1. В составе PKI должны функционировать подсистемы выпуска и аннулирования сертификатов, создания резервных копий и восстановления ключей, выполнения криптографических операций, управления жизненным циклом сертификатов и ключей. Клиентское программное обеспечение пользователей должно взаимодействовать со всеми этими подсистемами безопасным, согласованным и надежным способом >[9].

Удостоверяющий центр

Фундаментальная предпосылка криптографии с открытыми ключами заключалась в том, что два незнакомых субъекта должны иметь возможность безопасно связываться друг с другом. Например, если пользователь А желает отправить конфиденциальное сообщение пользователю В, с которым он ранее не встречался, то для шифрования сообщения он должен иметь возможность связать каким-либо образом пользователя В и его открытый ключ. Для сообщества потенциальных пользователей, объединяющего сотни тысяч или миллионов субъектов, наиболее практичным способом связывания открытых ключей и их владельцев является организация доверенных центров. Этим центрам большая часть сообщества или, возможно, все сообщество доверяет выполнение функций связывания ключей и идентификационных данных (идентичности) пользователей.

Такие доверенные центры в терминологии PKI называются удостоверяющими (УЦ) ; они сертифицируют связывание пары ключей с идентичностью, заверяя цифровой подписью структуру данных, которая содержит некоторое представление идентичности и соответствующего открытого ключа. Эта структура данных называется сертификатом открытого ключа (или просто сертификатом) и более детально обсуждается в лекции 6. По сути сертификат представляет собой некое зарегистрированное удостоверение, которое хранится в цифровом формате и признается сообществом пользователей PKI законным и надежным. Для заверения электронного сертификата используется электронная цифровая подпись УЦ - в этом смысле удостоверяющий центр уподобляется нотариальной конторе, так как подтверждает подлинность сторон, участвующих в обмене электронными сообщениями или документами.

Хотя УЦ не всегда входит в состав PKI (особенно небольших инфраструктур или тех, которые оперируют в закрытых средах, где пользователи могут сами эффективно выполнять функции управления сертификатами), он является критически важным компонентом многих крупномасштабных PKI. Непосредственное использование открытых ключей требует дополнительной их защиты и идентификации для установления связи с секретным ключом. Без такой дополнительной защиты злоумышленник может выдавать себя как за отправителя подписанных данных, так и за получателя зашифрованных данных, заменив значение открытого ключа или нарушив его идентификацию. Все это приводит к необходимости проверки подлинности, то есть верификации открытого ключа >[213].

Удостоверяющий центр объединяет людей, процессы, программные и аппаратные средства, вовлеченные в безопасное связывание имен пользователей и их открытых ключей. Удостоверяющий центр известен субъектам PKI по двум атрибутам: названию и открытому ключу. УЦ включает свое имя в каждый выпущенный им сертификат и в список аннулированных сертификатов (САС) и подписывает их при помощи собственного секретного ключа. Пользователи могут легко идентифицировать сертификаты по имени УЦ и убедиться в их подлинности, используя его открытый ключ.

Рис. 3.1.  Основные компоненты PKI

Удостоверяющий центр - главный управляющий компонент PKI - выполняет следующие основные функции:

* формирует собственный секретный ключ; если является головным УЦ, то издает и подписывает свой сертификат, называемый самоизданным или самоподписанным ;

* выпускает (то есть создает и подписывает) сертификаты открытых ключей подчиненных удостоверяющих центров и конечных субъектов PKI; может выпускать кросс-сертификаты, если связан отношениями доверия с другими PKI;

* поддерживает реестр сертификатов (базу всех изданных сертификатов) и формирует списки САС с регулярностью, определенной регламентом УЦ ;

* публикует информацию о статусе сертификатов и списков САС.

При необходимости УЦ может делегировать некоторые функции другим компонентам PKI. Выпуская сертификат открытого ключа, УЦ тем самым подтверждает, что лицо, указанное в сертификате, владеет секретным ключом, который соответствует этому открытому ключу. Включая в сертификат дополнительную информацию, УЦ подтверждает ее принадлежность этому субъекту. Дополнительная информация может быть контактной (например, адрес электронной почты) или содержать сведения о типах приложений, которые могут работать с данным сертификатом. Когда субъектом сертификата является другой УЦ, издатель подтверждает надежность выпущенных этим центром сертификатов.

Действия УЦ ограничены политикой применения сертификатов (ППС), которая определяет назначение и содержание сертификатов. УЦ выполняет адекватную защиту своего секретного ключа и открыто публикует свою политику, чтобы пользователи могли ознакомиться с назначением и правилами использования сертификатов. Ознакомившись с политикой применения сертификатов и решив, что доверяют УЦ и его деловым операциям, пользователи могут полагаться на сертификаты, выпущенные этим центром. Таким образом, в PKI удостоверяющие центры выступают как доверенная третья сторона.

Регистрационный центр

Регистрационный центр (РЦ) является необязательным компонентом PKI. Обычно РЦ получает от удостоверяющего центра полномочия регистрировать пользователей, обеспечивать их взаимодействие с УЦ и проверять информацию, которая заносится в сертификат. Сертификат может содержать информацию, которая предоставлена субъектом, подающим заявку на сертификат и предъявляющим документ (паспорт, водительские права, чековую книжку и т.п.) или третьей стороной (например, кредитным агентством - о кредитном лимите пластиковой карты). Иногда в сертификат включается информация из отдела кадров или данные, характеризующие полномочия субъекта в компании (например, право подписи документов определенной категории). РЦ агрегирует эту информацию и предоставляет ее УЦ.

УЦ может работать с несколькими регистрационными центрами, в этом случае он поддерживает список аккредитованных регистрационных центров, то есть тех, которые признаны надежными. УЦ выдает сертификат РЦ и отличает его по имени и открытому ключу. РЦ выступает как объект, подчиненный УЦ, и должен адекватно защищать свой секретный ключ. Проверяя подпись РЦ на сообщении или документе, УЦ полагается на надежность предоставленной РЦ информации.

РЦ объединяет комплекс программного и аппаратного обеспечения и людей, работающих на нем. В функции РЦ может входить генерация и архивирование ключей, уведомление об аннулировании сертификатов, публикация сертификатов и САС в каталоге LDAP и др. Но РЦ не имеет полномочий выпускать сертификаты и списки аннулированных сертификатов. Иногда УЦ сам выполняет функции РЦ.

Репозиторий сертификатов

Репозиторий - специальный объект инфраструктуры открытых ключей, база данных, в которой хранится реестр сертификатов (термин " реестр сертификатов ключей подписей" введен в практику Законом РФ "Об электронной цифровой подписи") >[10]. Репозиторий значительно упрощает управление системой и доступ к ресурсам. Он предоставляет информацию о статусе сертификатов, обеспечивает хранение и распространение сертификатов и САС, управляет внесениями изменений в сертификаты. К репозиторию предъявляются следующие требования:

* простота и стандартность доступа;

* регулярность обновления информации;

* встроенная защищенность;

* простота управления;

* совместимость с другими хранилищами (необязательное требование).

Репозиторий обычно размещается на сервере каталогов, организованных в соответствии с международным стандартом X.500 и его подмножеством. Большинство серверов каталогов и прикладное программное обеспечение пользователей поддерживают упрощенный протокол доступа к каталогам LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) >[154]. Такой унифицированный подход позволяет обеспечивать функциональную совместимость приложений PKI и дает возможность доверяющим сторонам получать информацию о статусе сертификатов для верификации цифровых подписей.

Архив сертификатов

На архив сертификатов возлагается функция долговременного хранения (от имени УЦ ) и защиты информации обо всех изданных сертификатах. Архив поддерживает базу данных, используемую при возникновении споров по поводу надежности электронных цифровых подписей, которыми в прошлом заверялись документы. Архив подтверждает качество информации в момент ее получения и обеспечивает целостность данных во время хранения. Информация, предоставляемая УЦархиву, должна быть достаточной для определения статуса сертификатов и их издателя. Архив должен быть защищен соответствующими техническими средствами и процедурами.

Конечные субъекты

Конечные субъекты, или пользователи, PKI делятся на две категории: владельцы сертификатов и доверяющие стороны. Они используют некоторые сервисы и функции PKI, чтобы получить сертификаты или проверить сертификаты других субъектов. Владельцем сертификата может быть физическое или юридическое лицо, приложение, сервер и т.д. Доверяющие стороны запрашивают и полагаются на информацию о статусе сертификатов и открытых ключах подписи своих партнеров по деловому общению.

Оглавление книги