Токены PKCS#11: сертификаты и закрытые ключи
Токены PKCS#11 выполняют не только криптографические функции (генерация ключевых пар, формирование и проверка электронной подписи и другие), но и являются хранилищем для публичных (открытых, PUBLIC KEY) и приватных (закрытых, PRIVATE KEY) ключей. На токене также могут храниться сертификаты. Как правило, на токене хранятся личные сертификаты вместе с ключевой парой. При этом на токене может храниться несколько личных сертификатов.
Встает дилемма, как определить какой закрытый ключ (да и открытый тоже) соответствует тому или иному сертификату.
Такое соответствие, как правило, устанавливается путем задание идентичных параметров CKA_ID и/или CKA_LABEL для тройки объектов: сертификата (CKO_CERTIFICATE), публичного ключа (CKO_PUBLIC_KEY) и приватного ключа (CKO_PRIVATE_KEY).
Возникает вопрос – как задавать эти значения, чтобы, по крайней мере, не возникла коллизия, и насколько это безопасно с точки зрения получения корректного результата.
Наиболее распространенный способ задания CKA_ID – это использование значения хэш-функции от значения открытого ключа. Именно такой способ для связывания тройки объектов используется в проекте NSS (Network Security Services). При этом в качестве хэш-функции используется алгоритм SHA1. С учетом того, что на токене реально будет храниться едва ли больше десятка личных сертификатов, то с точки зрения появления коллизии этот способ является хорошим. Вместе с тем CKA_ID для этой тройки могут устанавливаться в любой момент и любое значение. Именно в этом и состоит вся проблема. Если бы RFC или Рекомендации ТК-26 требовали установки параметра CKA_ID в момент появления объекта на токене (например, при генерации ключевой пары CKM_GOSTR3410_KEY_GEN_PAIR) и его нельзя было бы изменить, то на этом данное повествование можно было бы завершить. К сожалению, это не так. Как уже было сказано, CKA_ID можно установить в любой момент с любым значением. Таким образом, всегда существует вероятность, что сертификат окажется связанным с чужим приватным ключом. Не нужно объяснять, к каким это приведет последствиям.
А вообще, существует ли строгий математический алгоритм, который позволяет связать тройку CKO_CERTIFICATE x CKO_PRIVATE_KEY x CKO_PUBLIC_KEY в единое целое?
Да, такой алгоритм на базе криптографических механизмов (CKM_) токена существует. Связка сертификата и публичного ключа проверяется легко и просто. Берутся значение открытого ключа и его параметров из сертификата и сравниваются и аналогичными значениями публичного ключа.
Что касается сертификата и приватного ключа, то до недавнего времени этот алгоритм выглядел следующим образом. С помощью приватного ключа формируется подпись под некоторым текстом (например, «поиск закрытого ключа»), а затем с помощью открытого ключа, полученного из сертификата, проверяется корректность полученной подписи. Если подпись корректна, значит, мы получили закрытый ключ для выбранного сертификата. Если нет, то выбирается следующий закрытый ключ на токене.
Все, мы теперь не зависим ни от CKA_ID, ни от CKA_LABEL.
Но вот появляется документ «МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ. Расширение PKCS#11 для использования российских стандартов ГОСТ Р 34.10-2012, ГОСТ Р 34.11-2012, ГОСТ Р 34.12-2015 и ГОСТ Р 34.13-2015», в котором появляется новый механизм CKM_GOSTR3410_PUBLIC_KEY_DERIVE — механизм создания открытого ключа из закрытого. Данный механизм используется в C_DeriveKey. Теперь поиск закрытого ключа для сертификата значительно упрощается. Достаточно получить список закрытых ключей на токене, затем для каждого закрытого ключа получить открытый ключ:
А далее сравниваем значения полученного публичного ключа, со значениями публичного ключа в сертификате.
Применение любого из этих алгоритмов избавляет от необходимости следить за значениями CKA_ID/CKA_LABEL и делает использованием сертификатов и приватных ключей, хранящихся на токенах PKCS#11, и надежным и безопасным.
Использование механизма CKM_GOSTR3410_PUBLIC_KEY_DERIVE предполагает его реализацию на том или другом токене. Посмотреть список реализованных механизмов удобно с помощью утилиты p11conf:
Что такое открытый и закрытый ключ шифрования SSL
Ключ шифрования – криптографический термин. Это секретная информация (набор цифр и букв), которую использует специальный алгоритм для шифрования/ расшифровки сообщений, постановке/ проверке цифровых подписей и т.п. Количество информации в ключе измеряется в битах: чем больше битов в ключе, тем надежней зашифрована информация.
Ключи шифрования бывают:
-
симметричные — для шифрования и расшифровки используется, как правило, один ключ (либо второй легко вычисляется из первого),
асимметричные — используется два ключа: один для шифрования (он передается по открытому каналу), другой для расшифровки (так называемый, закрытый ключ):
- открытый ключ (public key);
- закрытый ключ (private key).
Асимметричная криптография — более надежная с точки зрения того, что злоумышленники, перехватившие часть трафика, не смогут получить всю информацию, так как для расшифровки им понадобится вторая часть ключа, а она хранится непосредственно у пользователя.
Данные вашего сайта под защитой
Установите SSL-сертификат, и ваш сайт будет работать по безопасному соединению HTTPS
Открытый и закрытый ключ сертификата
Одна из сфер употребления системы асимметричного шифрования — SSL-сертификаты. Подробнее о нем вы можете прочитать в статье Для чего нужен SSL-сертификат. Длина шифра SSL (иными словами, степень его надежности) складывается из длины открытой и закрытой частей ключа:
- открытый ключ — 4096 бит,
- закрытый ключ — 128-256 бит.
Размер ключа SSL гарантирует защищенность зашифрованной информации и сохранность передачи данных. Данные шифруются при обращении браузера к серверу с помощью открытого публичного ключа. Закрытый ключ шифрования генерируется при выпуске SSL-сертификата и сообщается только администратору домена. Такое шифрование применяется на этапе расшифровки информации, поступающей от браузера.
Поясним процесс обмена информацией между браузером и сервером по защищенному соединению с помощью наглядного примера, используемого в криптографии.
У нас есть два персонажа: Боб (сервер) и Алиса (браузер пользователя). Боб передает Алисе навесной замок. Открыть этот замок может только Боб, так как ключ есть только у него.
Замок = публичный (открытый) ключ.
Ключ от замка = приватный (закрытый) ключ.
Получив замок, Алиса надевает его на ящик, в котором содержится некая секретная информация, и посылает обратно Бобу. Аналогично, браузер шифрует сообщение публичным ключом и отдает серверу.
Ящик с замком попадет к Бобу, тот откроет замок своим ключом и узнает секретную информацию. Так, сервер расшифровывает сообщение закрытым ключом, который есть только у него.
Открытый и закрытый ключ ЭЦП: основные различия
Асимметричное шифрование данных предусматривает применение закрытого и открытого ключей одновременно. Сама технология реализована на базе связки компонентов ЭЦП. Ключи связаны за счёт математического соотношения. Подобная технология обеспечивает безопасность шифрования данных
Сущность технологии ЭЦП
Асимметричное шифрование данных предусматривает применение закрытого и открытого ключей одновременно. Сама технология реализована на базе связки компонентов ЭЦП. Ключи связаны за счёт математического соотношения. Подобная технология обеспечивает безопасность шифрования данных. Даже в случае перехвата информации её становится практически невозможно расшифровать. Электронная подпись исключает возможность перенаправления на сторонний веб-ресурс.
Что такое открытый ключ
Открытый ключ ЭЦП доступен для всех пользователей информационной системы. По своей сути это цифровой код. Сертификат открытого ключа ЭЦП используется для идентификации владельца и удостоверения факта отсутствия изменений в документе после подписания. В состав сертификата входят данные:
уникальный номер, присваиваемый в ходе регистрации;
личные сведения о держателе, включая реквизиты эмитента — удостоверяющего центра и Ф. И. О. владельца
срок действия выданного сертификата
Проверка открытого ключа ЭЦП
Проверить соответствие ЭЦП сертификату предлагается с помощью реестра Единого удостоверяющего центра. В библиотеке хранится информация обо всех выданных криптосистемах, что позволяет легко проверить достоверность ЭЦП по её общедоступному компоненту. Подобная технология обеспечивает надлежащий уровень защищённости электронного документооборота. Гарантируется безопасность компонента криптосистемы от создания подделок, а проводимой сделки — от злоумышленников.
Доступ к открытому элементу цифровой подписи публичный — воспользоваться им может кто угодно.
Открытая часть ключа ЭЦП: как сделать
Выдача этой части ключевой пары ЭЦП осуществляется уполномоченным государственным органом — удостоверяющим центром. В его функции входит формирование секретного компонента криптосистемы и собственного сертификата, сертификата конечного пользователя, заверение их аутентичности. Для учёта выданных сертификатов УЦ ведёт специальный реестр. Спектр выполняемых органом задач охватывает также отзыв истёкших либо скомпрометированных сертификатов с последующим обновлением существующей базы.
Понятие закрытого ключа
Для дешифровки хранящихся в ЭЦП данных понадобится вторая составляющая в виде закрытого компонента сертификата.
Закрытый ключ ЭЦП именуется также секретным. Этот компонент криптосистемы считается более уязвимым и подверженным взлому. Его получение злоумышленником позволяет создать действительную электронную подпись от имени автора. Поэтому особую важность приобретает хранение криптографической составляющей в надёжном месте. Персональный компьютер не может обеспечить надлежащую защиту ключевой пары. Закрытый ключ ЭЦП — это уникальное сочетание символов, для хранения которых используется цифровой носитель. Им могут служить:
Похищение либо потеря устройства хранения данных могут быть сразу обнаружены пользователем — можно успеть своевременно отозвать сертификат. Самым безопасным вариантом из всех представленных считается смарт-карта. Её использование предполагает двухфакторную аутентификацию — введение PIN-кода. Скопировать информацию со смарт-карты представляется довольно сложной задачей. Однако токены более универсальны в связи с возможностью их использования на любом устройстве, оснащённом USB-портом.
Хранение закрытого ключа осуществляется только у владельца электронной цифровой подписи. Дубликаты этого компонента криптосистемы отсутствуют. Хранение составляющей ключевой пары с истёкшим сроком действия целесообразно с целью возможности в дальнейшем расшифровать документы из давнего электронного архива.
Электронный компонент ключевой пары является конфиденциальным. Ответственность за его сохранность в полной мере возлагается на владельца ЭЦП, что прописано на законодательном уровне.
Зачем нужны открытый и закрытый ключ ЭЦП
Открытый и закрытый ключ электронной подписи решают разные задачи. Закрытый ключ ЭЦП предназначен для зашифровки информации, в то время как открытый призван обеспечить её расшифровку. Открытый ключ можно без опасений передавать, не рискуя при этом сохранностью данных. Работа ключевой пары осуществляется только при взаимодействии двух составляющих. Надёжная криптосистема успешно используется для заверения электронных документов. Удобный инструмент обеспечивает надлежащую конфиденциальность данных и защиту от фальсификации.
Как вытащить открытый ключ сертификата ЭЦП
Осуществить экспорт открытого ключа электронной подписи возможно через свойства обозревателя или криптопровайдер КриптоПро CSP. Для извлечения необходимо подключить к ПК носитель с ключом. Чтобы подробнее ознакомится с процедурой экспорта, воспользуйтесь инструкцией. Кроме того, в ней можно узнать, как выгрузить закрытый ключ сертификата ЭЦП.
Для удобства, подготовили для вас материалы о ЭЦП, из которых вы узнаете:
Открытый и закрытый ключ ЭЦП: основные различия
Электронная подпись предусматривает применение закрытого и открытого ключей одновременно. Сама технология реализована на базе связки компонентов ЭЦП. Ключи связаны за счёт математического соотношения. Подобная технология обеспечивает безопасность шифрования данных. Даже в случае перехвата информации её практически невозможно расшифровать.
Что такое открытый ключ
Открытый ключ ЭЦП доступен для всех пользователей информационной системы. По своей сути это цифровой код. Сертификат открытого ключа ЭЦП используется для идентификации владельца и в качестве исходных данных для шифрования. В состав сертификата входят данные:
уникальный номер,
присваиваемый в ходе
регистрации;
личные сведения о держателе,
включая реквизиты эмитента —
удостоверяющего центра и
Ф. И. О. владельца
срок действия выданного
сертификата
Проверка электронной подписи
Проверить открытую часть электронной подписи можно с помощью СКЗИ — средств криптографической защиты информации. Это может быть, например, программа КриптоПро CSP. Но это же можно проделать и в сторонних программах, и на веб-сайтах.
Доступ к открытому элементу цифровой подписи публичный — воспользоваться им может кто угодно.
Открытая часть ключа ЭЦП: как сделать
Выдача этой части ключевой пары ЭЦП производится удостоверяющим центром, аккредитованным Минцифры, но это относится только к квалифицированным сертификатам. В его функции входит формирование собственного сертификата, сертификата конечного пользователя, заверение их аутентичности. Для учёта выданных сертификатов УЦ ведёт специальный реестр. Спектр выполняемых органом задач охватывает также аннулирование скомпрометированных сертификатов с последующим обновлением существующей базы.
Понятие закрытого ключа
Данные шифруются с помощью открытого ключа, а расшифровать их можно только тем закрытым ключом, который связан именно с этим открытым ключом.
Закрытый ключ ЭЦП именуется также секретным. Этот компонент криптосистемы считается более уязвимым и подверженным взлому. Его получение злоумышленником позволяет создать действительную электронную подпись от имени автора. Поэтому особую важность приобретает хранение криптографической составляющей в надёжном месте. Персональный компьютер не может обеспечить надлежащую защиту ключевой пары. Закрытый ключ ЭЦП — это уникальное сочетание символов, для хранения которых используется цифровой носитель. Им могут служить:
Похищение либо потеря устройства хранения данных могут быть сразу обнаружены пользователем — можно успеть своевременно отозвать сертификат. Использование токена или смарт-карты предполагает двухфакторную аутентификацию — введение PIN-кода. Скопировать информацию с носителя, не зная PIN-кода, представляется довольно сложной задачей. Однако токены более универсальны в связи с возможностью их использования на любом устройстве, оснащённом USB-портом.
Подписаться на рассылку
Хранение закрытого ключа осуществляется только у владельца электронной цифровой подписи. Но при этом дубликаты могут создаваться самим владельцем ЭЦП. Хранение составляющей ключевой пары с истёкшим сроком действия целесообразно с целью возможности в дальнейшем расшифровать документы из давнего электронного архива.
Закрытый ключ является конфиденциальным. Ответственность за его сохранность в полной мере возлагается на владельца ЭЦП, что прописано на законодательном уровне.
Зачем нужны открытый и закрытый ключ ЭЦП
Открытый и закрытый ключ электронной подписи решают разные задачи. Открытый ключ ЭЦП предназначен для зашифровки информации, в то время как закрытый призван обеспечить её расшифровку. Открытый ключ можно без опасений передавать, не рискуя при этом сохранностью данных. Работа ключевой пары осуществляется только при взаимодействии двух составляющих. Надёжная криптосистема успешно используется для заверения электронных документов. Удобный инструмент обеспечивает надлежащую конфиденциальность данных и защиту от фальсификации.
Как вытащить сертификат ключа проверки ЭЦП
Осуществить экспорт сертификата ключа электронной подписи возможно через свойства обозревателя или криптопровайдер КриптоПро CSP. Для извлечения необходимо подключить к ПК носитель с ключом. Чтобы подробнее ознакомиться с процедурой экспорта, воспользуйтесь нашей инструкцией. Кроме того, в ней можно узнать, как сделать дубликат ЭЦП.