Электронный сертификат

Сертификат (сертификат открытого ключа, сертификат ЭЦП) — цифровой или бумажный документ, подтверждающий соответствие между открытым ключом и информацией, идентифицирующей владельца ключа. Содержит информацию о владельце ключа, сведения об открытом ключе, его назначении и области применения, название центра сертификации и т. д.

Открытый ключ может быть использован для организации защищенного 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

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 не много, 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.

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.

Формальное описание

Пусть имеются две стороны информационного обмена — A₁,A₂ — и третяя сторона A₃, которой доверяют A₁ и A₂. Стороне A₁ принадлежит пара (K1_o, K1_s), где K1_o — открытый ключ, K1_s — закрытый (секретный) ключ. Стороне A₃ принадлежит пара (K3_o, K3_s).

A₁ регистрируется у A₃, указывая данные о себе и свой K1_o. A₃ выдает стороне A₁ сертификат S, устанавливающий соответствие между A₁ и K1_o. S содержит K1_o, сведения о A₁, название стороны A₃, подпись A₃ (результат применения хеш-функции к данным сертификата, зашифрованный с помощью K3_s) и другую информацию.

A₁ посылает стороне A₂ свой сертификат S и его копию S_s, зашифрованную с помощью K1_s. A₂ извлекает из S ключ K1_o и расшифровывает с помощью него S_s. Совпадение результата расшифровки с S подтверждает, что K1_o действительно принадлежит A₁.

Затем с помощью широко известного K3_o расшифровывается подпись стороны A₃. Если в результате получается тот же сертификат с теми же сведениями о A₁ и ключом K1_o — значит A₁ действительно прошел регистрацию у A₃.

Структура сертификата

Перечень обязательных и необязательных полей, которые могут присутствовать в сертификате, определяется стандартом на его формат (например, X.509). Как правило, сертификат включает в себя следующие поля:

• имя владельца сертификата (имя пользователя, которому принадлежит сертификат)
• один или несколько открытых ключей владельца сертификата
• имя удостоверяющего центра
• серийный номер сертификата, присвоенный удостоверяющим центром
• срок действия сертификата (дата начала действия и дата окончания действия)
• информация об использованных криптографических алгоритмах
• электронная цифровая подпись, сгенерированная с использованием секретного ключа удостоверяющего центра (подписывается результат хэширования всей информации, хранящейся в сертификате)

Российские стандарты

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

Ссылки

• Статья «Электронные подписи» c сайта Linux Format Wiki