Разбираем x.509 сертификат / Хабр

Что такое ssl-сертификат?

SSL-сертификат – это цифровой сертификат, удостоверяющий подлинность веб-сайта и позволяющий использовать зашифрованное соединение. Аббревиатура SSL означает Secure Sockets Layer – протокол безопасности, создающий зашифрованное соединение между веб-сервером и веб-браузером.

Компаниям и организациям необходимо добавлять SSL-сертификаты на веб-сайты для защиты онлайн-транзакций и обеспечения конфиденциальности и безопасности клиентских данных.

SSL обеспечивает безопасность интернет-соединений и не позволяет злоумышленникам считывать или изменять информацию, передаваемую между двумя системами. Если в адресной строке рядом с веб-адресом отображается значок замка, значит этот веб-сайт защищен с помощью SSL.

С момента создания протокола SSL около 25 лет назад, он был доступен в нескольких версиях. При использовании каждой из этих версий в определенный момент возникали проблемы безопасности. Затем появилась обновленная переименованная версия протокола – TLS (Transport Layer Security), которая используется до сих пор. Однако аббревиатура SSL прижилась, поэтому новая версия протокола по-прежнему часто называется старым именем.

Что такое ssl-сертификат

SSL (Secure Sockets Layer — уровень защищённых сокетов) — это протокол шифрования, который позволяет кодировать данные для более безопасного обмена.

Сертификат переболевшего вместо qr-кода: сколько нужно антител, чтобы не делать прививку от covid-19

Что происходит по истечении срока действия ssl-сертификата?

Срок действия SSL-сертификатов истекает, он не длится вечно. Центр сертификации / Форум браузеров, который де-факто выступает в качестве регулирующего органа для индустрии SSL, заявляет, что срок действия SSL-сертификатов не должен превышать 27 месяцев.

Срок действия SSL-сертификатов истекает, поскольку, как и при любой другой форме аутентификации, информацию необходимо периодически перепроверять и убеждаться в ее актуальности. В интернете все очень быстро меняется, покупаются и продаются компании и веб-сайты.

Раньше SSL-сертификаты могли выдаваться на срок до пяти лет, который впоследствии был сокращен до трех лет, а в последнее время до двух лет плюс возможность использовать дополнительные три месяца. В 2020 году Google, Apple и Mozilla объявили, что будут применять годовые SSL-сертификаты, несмотря на то, что это предложение было отклонено Центрами сертификации / Форумом браузеров.

Когда срок действия SSL-сертификата истекает, соответствующий сайт становится недоступным. Когда пользователь открывает веб-сайт в браузере, в течение нескольких миллисекунд проверяется действительность SSL-сертификата (в рамках подтверждения SSL-соединения).

У пользователей есть возможность продолжить, однако не рекомендуется делать это, учитывая связанные риски кибербезопасности, в том числе вероятность столкнуться с вредоносными программами. Это существенно влияет на показатель отказов при посещении веб-сайта, поскольку пользователи быстро покидают его.

Осведомленность о сроке истечения SSL-сертификатов является проблемой для крупных предприятий. В то время как малые и средние предприятия имеют один или несколько SSL-сертификатов, крупные предприятия, работающие на различных рынках и имеющие множество веб-сайтов и сетей, имеют также множество SSL-сертификатов.

Поэтому причиной того, что компания допустила истечение срока действия своего SSL-сертификата, обычно является недосмотр, а не отсутствие компетентности. Лучший способ для крупных компаний поддерживать осведомленность об истечении срока действия SSL-сертификатов – использовать платформу управления сертификатами.

На рынке представлены различные продукты, которые можно найти с помощью онлайн-поиска. Это позволит компаниям просматривать цифровые сертификаты и управлять ими в рамках всей инфраструктуры. При использовании такой платформы важно регулярно входить в систему и проверять, когда необходимо продлить обновления.

Если срок действия сертификата истечет, сертификат станет недействительным, и выполнять безопасные транзакции на веб-сайте станет невозможно. Центр сертификации предложит обновить SSL-сертификат до истечения срока его действия.

Все центры сертификации и службы SSL, используемые для получения SSL-сертификатов, отправляют уведомления об истечении срока действия сертификата с заданной периодичностью, обычно начиная с 90 дней до окончания срока действия сертификата. Постарайтесь, чтобы эти уведомления отправлялись на несколько адресов электронной почты, а не одному человеку, который к моменту отправки уведомления может покинуть компанию или перейти на другую должность. Убедитесь, что соответствующие сотрудники компании включены в список рассылки и своевременно получат уведомление.

Adobe air signing

Для подписи файлов .air

Требуется для всех приложений, основанных на AIR

Android

Для подписи и оптимизации .apk файлов для платформы Android

Code signing for apple

Позволяет разработчикам подписывать программы для Mac OS, а также обновления для программного обеспечения

Java code signing

Для подписи Java апплетов. Позволяет подписывать .jar файлы и Java приложения для настольных и мобильных устройств.

Распознается Java Runtime Environment (JRE)

Kernel mode signing

Сертификаты разработчика Kernel-Mode позволяют подписывать, так называемые kernel-mode приложения и драйвера устройств. 64 битная версия Windows Vista и Windows 7 требуют, чтобы все kernel-mode приложения были подписаны сертификатом и доверенного центра сертификации.

Microsoft authenticode

Для подписи 32 и 64 битных файлов (.exe, .cab, .dll, .ocx, .msi, .xpi и .xap файлы). Также позволяет подписывать код для Microsoft® Office, Microsoft VBA, Netscape Object Signing и Marimba Channel Signing.

Поддерживает приложения на Silverlight 4

Microsoft office vba signing

Подписывает VBA объекты, скрипты и макросы для файлов Microsoft Office .doc, .xls, и.ppt

Для Microsoft Office и дополнений, которые используют VBA

Microsoft windows phone

Для цифровой подписи приложений для Windows Phone и Xbox 360. Требуется для сервиса Microsoft App Hub

Qualcomm brew

Для тех, кто разрабатывает приложения под платформу BREW (Binary Runtime Environment for Wireless)

Wildcard-сертификаты

Wildcard-сертификаты (сертификаты с подстановочными символами) позволяют защитить базовый домен и неограниченное количество поддоменов с помощью одного сертификата. Если имеется несколько поддоменов, которые нужно защитить, приобретение Wildcard-сертификата будет намного дешевле, чем приобретение отдельных SSL-сертификатов для каждого поддомена.

Wildcard-сертификаты содержат звездочку (*) как часть общего имени. Звездочка указывается вместо любого допустимого поддомена в составе одного базового домена. Например, один Wildcard-сертификат для веб-сайта можно использовать для защиты следующих страниц:

Безопасность данных

Конечно же, стоит начать с этого пункта, ведь в этом заключается основная цель использования SSL-сертификатов. Если вы работаете с персональными данными пользователей, вам просто необходимо их шифровать при передаче к серверу. Само по себе использование сертификата не лекарство от всех бед, злоумышленники могут перехватить данные ещё до момента передачи их на сервер на заражённом компьютере или устройстве посетителя сайта. Однако использование протокола шифрования — значительный вклад в снижение уязвимости сайта.

Доверие к сайту

Пользователи привыкают, что все крупные проекты используют SSL-сертификаты. Надпись «Защищено» и замочек дают посетителю сайта представление о том, что он и его данные находятся в безопасности.

Зачем нужен ssl-сертификат

SSL-сертификаты сайтов требуются для обеспечения безопасности данных пользователей, подтверждения прав собственности на сайт, предотвращения создание поддельной версии сайта злоумышленниками и обеспечения доверия со стороны пользователей.

Если использование веб-сайта предполагает вход в систему, ввод личных данных, таких как номера кредитных карт, или просмотр конфиденциальной информации, такой как данные медицинской страховки, или финансовой информации, то важно сохранить конфиденциальность этих данных.

Как обеспечить безопасность онлайн-сеанса

Личные данные и платежные реквизиты можно указывать только на веб-сайтах, защищенных сертификатами с расширенной проверкой или сертификатами, подтверждающие организацию. Сертификаты, подтверждающие домен, не подходят для сайтов электронной коммерции.

Сайты, защищенные сертификатами с расширенной проверкой или сертификатами, подтверждающими организацию, можно определить, посмотрев на адресную строку. Для сайтов, защищенных сертификатами с расширенной проверкой, название организации отображается в адресной строке.

Ознакомьтесь с политикой конфиденциальности веб-сайта. Это позволяет понять, как будут использоваться ваши данные. Законопослушные компании обычно прозрачно описывают сбор и действия с данными.

Обратите внимание на сигналы и индикаторы, вызывающие доверие к веб-сайту.
Наряду с SSL-сертификатами, это могут быть логотипы или значки, показывающие репутацию и соответствие веб-сайта определенным стандартам безопасности. Другие признаки, по которым можно оценить сайт, включают проверку физического адреса и номера телефона, ознакомление с политикой возврата товаров и средств, проверку правдоподобности цен – ведь бесплатный сыр может оказаться в мышеловке.

Как работают ssl-сертификаты?

Использование SSL гарантирует, что данные, передаваемые между пользователями и веб-сайтами или между двумя системами, невозможно прочитать сторонним лицам или системам. SSL использует алгоритмы для шифрования передаваемых данных, что не позволяет злоумышленникам считать их при передаче через зашифрованное соединение.

Процесс работает следующим образом:

1. Браузер или сервер пытается подключиться к веб-сайту (веб-серверу), защищенному с помощью SSL.
2. Браузер или сервер запрашивает идентификацию у веб-сервера.
3. В ответ веб-сервер отправляет браузеру или серверу копию своего SSL-сертификата.
4. Браузер или сервер проверяет, является ли этот SSL-сертификат доверенным. Если это так, он сообщает об этом веб-серверу.
5. Затем веб-сервер возвращает подтверждение с цифровой подписью и начинает сеанс, зашифрованный с использованием SSL.
6. Зашифрованные данные используются совместно браузером или сервером и веб-сервером.

Этот процесс иногда называют подтверждением SSL-соединения. Хотя по описанию этот процесс выглядит длительным, в реальности он занимает миллисекунды.

Как узнать, есть ли у сайта ssl-сертификат

Самый простой способ узнать, есть ли у сайта SSL-сертификат – обратить внимание на следующие элементы в адресной строке браузера:

Какие бывают виды code signing сертификатов, и чем отличаются?

Прежде всего рассмотрим сертификаты, по центрам сертификации, которые их выпускают.

Лучше всего различия между сертификатами от разных центров сертификации показывает сводная табличка.В колонках указаны названия центров сертификации, а в в строках тип сертификата или технология/платформа для которой он используется.

стоит уточнить, что не все центры сертификации дают полную информацию о платформах, на которых работают их сертификаты, поэтому плюсом отмечены только те платформы, поддержка которых в явном виде заявлена центром сертификации.

Каким сайтам нужен ssl?

SSL-сертификат необходимо подключать к сайтам, которые работают с финансами и персональными данными пользователей. Это интернет-магазины, банки, платёжные системы, социальные сети, почтовые сервисы и любые другие проекты. 

SSL-сертификат лучше ставить с самого начала, чтобы иметь более высокие позиции в поисковых системах. Если всё же изначально не использовался сертификат, то переехать можно быстро, а вот поисковики могут увидеть это только спустя пару месяцев. Тем более сегодня поставить SSL можно и бесплатно.

Какой ssl-сертификат выбрать?

Итак, мы определились с тем, что SSL-сертификаты различаются между собой не только брендом и ценой. Сегодняшний ассортимент предложений предусматривает широкий круг задач, для которых может потребоваться SSL.

Например, если вы просто хотите уберечь пользователей вашего веб-сайта от навязчивых предупреждений браузера о посещении непроверенного сайта, будет достаточно за несколько минут получить простой DV (Domain Validation) сертификат. Если же вы используете свою интернет-площадку для операций, требующих повышенного уровня безопасности данных компании и клиентов — стоит задуматься об EV (Extended Validation) сертификате.

Для выбора оптимального сертификата для определённого сайта нужно изучить, что предлагают центры сертификации, обращая внимание на следующие аспекты:

• насколько SSL совместим с основными браузерами;
• на каком уровне происходит защита данных пользователей;
• насколько масштабная проверка организации проводится;
• есть ли печать доверия.

Можно ли использовать ssl-сертификат на нескольких серверах?

Один SSL-сертификат можно использовать для нескольких доменов на одном сервере. В зависимости от поставщика, можно также использовать один SSL-сертификат на нескольких серверах. Это позволяют мультидоменные SSL-сертификаты, описанные выше.

Как следует из названия, мультидоменные SSL-сертификаты работают с несколькими доменами. Количество доменов остается на усмотрение конкретного центра сертификации. Мультидоменный SSL-сертификат отличается от однодоменного SSL-сертификата, который, как следует из названия, предназначен для защиты одного домена.

Мультидоменные SSL-сертификаты также называются SAN-сертификатами. SAN означает альтернативное имя субъекта. Каждый мультидоменный сертификат имеет дополнительные поля (например, альтернативные имена субъектов), которые можно использовать для перечисления дополнительных доменов, чтобы на них распространялся один сертификат.

Сертификаты унифицированных коммуникаций (UCC) и Wildcard-сертификаты также можно применять на нескольких доменах и, в последнем случае, на неограниченном количестве поддоменов.

Мультидоменные сертификаты (mdc)

Мультидоменные сертификаты можно использовать для защиты нескольких доменных и поддоменных имен, включая сочетания полностью уникальных доменов и поддоменов с разными доменами верхнего уровня (TLD), за исключением локальных / внутренних доменов.

Например:

Несколько слов про timestamp.

Timestamp или временная метка используется для указания времени, когда цифровая подпись была сделана. Если такая метка присутствует, то приложение, которое проверяет подпись проверит был ли сертификат, связанный с подписью валидным на момент подписи.

Пример:Сертификат действителен с: 01.01. 2008Сертификат действителен до: 31.12.2021Подпись сделана: 04.07.2009Подпись проверена: 30.04.2021

C временной меткой (timestamp) подпись пройдет проверку, поскольку на момент подписи сертификат был действителен. Без такой метки сертификат не пройдет проверку, поскольку на момент проверки у сертификата уже закончился срок.То есть такая метка позволяет использовать подписанный код, даже после срок окончания сертификата.

Несколько советов.

1. Заявку на сертификат желательно оформлять с той же машины, с которой вы потом будете выполнять подпись ПО.
2. Большинство центров сертификации рекомендуют генерировать заявку на сертификат через Internet explorer, хотя при генерации заявок через другие браузеры у нас также не было проблем.

Буду рад ответить на вопросы по сертификатам разработчика, в рамках своей компетенции, так как сам разработчиком не являюсь.Также буду рад дополнениям и уточнениям от тех, кто такими сертификатами пользуется.

UPD: добавил важную информацию про timestamp (временную метку), спасибо TolTol и crea7or

Процесс подписи кода.

1. Издатель (разработчик) запрашивает Code Signing сертификат у центра сертификации
2. Используя SIGNCODE.EXE или другую утилиту для подписи кода издатель, cоздает хеш кода, используя алгоритмы MD5 или SHA
3. Кодирует хеш, с помощью приватного ключа
4. Создает пакет, который включает в себя: код, зашифрованный хеш и сертификат издателя

Процесс проверки подписанного кода.

1. Пользователь скачивает или устанавливает подписанное ПО и платформа или система пользователя проверяет сертификат издателя, который подписан корневым приватным ключем центра сертификации
2. Система запускает код, используя тот же самый алгоритм создания хеша, как издатель и создает новый хеш
3. Используя публичный ключ издателя, который содержится в сертификате, система расшифровывает зашифрованный хеш
4. И сравнивает между собой 2 хеша

Сертификаты, подтверждающие организацию (ov ssl)

Этот тип SSL-сертификатов имеет такой же уровень доверия, что и сертификаты с расширенной проверкой, поскольку для его получения владелец веб-сайта должен пройти основательную проверку. Для этого типа сертификатов информация о владельце веб-сайта также отображается в адресной строке, что позволяет отличить его от вредоносных сайтов.

SSL-сертификаты, подтверждающие организацию, обычно являются вторыми по стоимости (после SSL-сертификатов с расширенной проверкой). Их основная цель – зашифровать конфиденциальные данные пользователей при транзакциях. Коммерческие или общедоступные веб-сайты должны устанавливать сертификаты, подтверждающие организацию, чтобы гарантировать конфиденциальность информации о клиентах.

Типы ssl-сертификатов

Существуют разные типы SSL-сертификатов с разными уровнями проверки. Шесть основных типов:

1. Сертификаты с расширенной проверкой (EV SSL)
2. Сертификаты, подтверждающие организацию (OV SSL)
3. Сертификаты, подтверждающие домен (DV SSL)
4. Wildcard-сертификаты
5. Мультидоменные сертификаты (MDC)
6. Сертификаты унифицированных коммуникаций (UCC)

Центр сертификации

Когда разработчик запрашивает цифровой сертификат — центр сертификации идентифицирует его и выпускает сертификат, связанный с корневым сертификатом центра сертификации. Платформы и устройства содержат в себе корневой сертификат соответствующего центра сертификации.

В случае если хеши не совпадают вы получите ошибку при запуске такого ПО — это может означать, что ПО было модифицировано вирусом или злоумышленником.

Когда ПО расшифровывает цифровую подпись, оно проверяет также корневой сертификат в системе, источник проверенной информации. В случае использования самоподписного сертификата, вы получите ошибку: «издатель не может быть проверен». Поэтому важно использовать сертификаты того центра сертификации, чьи корневые сертификаты уже установлены в системе у предполагаемого пользователя программы.

О самом процессе верификации организации рассказывать не буду, так как он такой же как и для SSL сертификатов с валидацией организации, о чем мы уже говорили в прошлой статье.

Часть 1. самоподписанный сертификат

Для начала рассмотрим вариант самоподписанного сертификата корневого уровня.

Для упрощения задачи сгенерируем сертификат, который будет содержать только необходимые параметры:

Сделать это можно с помощью библиотеки Bouncy Castle, следующим образом:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {            

            var KeyGenerate = new RsaKeyPairGenerator();

            KeyGenerate.Init(new KeyGenerationParameters(new SecureRandom(new CryptoApiRandomGenerator()), 1024));

            AsymmetricCipherKeyPair kp = KeyGenerate.GenerateKeyPair();

            var gen = new X509V3CertificateGenerator();

            var certName = new X509Name("CN=CA");
            var serialNo = new BigInteger("1",10);            

            gen.SetSerialNumber(serialNo);
            gen.SetSubjectDN(certName);            
            gen.SetIssuerDN(certName);
            gen.SetNotAfter(DateTime.Now.AddYears(100));
            gen.SetNotBefore(DateTime.Now);
            gen.SetSignatureAlgorithm("SHA1WITHRSA");            
            gen.SetPublicKey(kp.Public);     
            var myCert = gen.Generate(kp.Private);
            byte[] result = DotNetUtilities.ToX509Certificate(myCert).Export(X509ContentType.Cert);

            FileStream fs = new FileStream("D:\test1.crt", FileMode.CreateNew);
            fs.Write(result, 0, result.Length);
            fs.Flush();
            fs.Close();
        }

В результате выполнения данной процедуры будет создан стандартный x.509 сертификат, который, будучи открытым с помощью hex-редактора, выглядит вот таким чудесным образом:

30 82 01 8F 30 81 F9 A0  03 02 01 02 02 01 01 30
0D 06 09 2A 86 48 86 F7  0D 01 01 05 05 00 30 0D
31 0B 30 09 06 03 55 04  03 0C 02 43 41 30 20 17
0D 31 33 30 39 31 35 31  35 33 35 30 32 5A 18 0F
32 31 31 33 30 39 32 32  31 35 33 35 30 32 5A 30
0D 31 0B 30 09 06 03 55  04 03 0C 02 43 41 30 81
9F 30 0D 06 09 2A 86 48  86 F7 0D 01 01 01 05 00
03 81 8D 00 30 81 89 02  81 81 00 8D 80 B5 8E 80
8E 94 D1 04 03 6A 45 1A  54 5E 7E EE 6D 0C CB 0B
82 03 F1 7D C9 6F ED 52  02 B2 08 C3 48 D1 24 70
C3 50 C2 1C 40 BC B5 9D  F8 E8 A8 41 16 7B 0B 34
1F 27 8D 32 2D 38 BA 18  A5 31 A9 E3 15 20 3D E4
0A DC D8 CD 42 B0 E3 66  53 85 21 7C 90 13 E9 F9
C9 26 5A F3 FF 8C A8 92  25 CD 23 08 69 F4 A2 F8
7B BF CD 45 E8 19 33 F1  AA E0 2B 92 31 22 34 60
27 2E D7 56 04 8B 1B 59  64 77 5F 02 03 01 00 01
30 0D 06 09 2A 86 48 86  F7 0D 01 01 05 05 00 03
81 81 00 0A 1C ED 77 F4  79 D5 EC 73 51 32 25 09
61 F7 00 C4 64 74 29 86  5B 67 F2 3D A9 39 34 6B
3C A9 92 B8 BF 07 13 0B  A0 9B DF 41 E2 8A F6 D3
17 53 E1 BA 7F C0 D0 BC  10 B7 9B 63 4F 06 D0 7B
AC C6 FB CE 95 F7 8A 72  AA 10 EA B0 D1 6D 74 69
5E 20 68 5D 1A 66 28 C5  59 33 43 DB EE DA 00 80
99 5E DD 17 AC 43 36 1E  D0 5B 06 0F 8C 6C 82 D3
BB 3E 2B A5 F1 94 FB 53  7B B0 54 22 6F F6 4C 18
1B 72 1C

Тот же самый сертификат, но уже открытый с помощью стандартных средств windows:

Имя сертификата	CA
Издатель	CA
Версия сертификата	3
Серийный номер	0x1
Недействителен до...	15.09.2021 15:35:00 GMT
Недействителен после...	22.09.2113 15:35:00 GMT
Цифровая подпись (SHA-1)	F9 AD 58 B5 50 3D F6 36 5E B8 89 D4 DC C8 5F CC 25 4B 93 A2
Цифровая подпись (SHA-256)	42 02 24 20 4E 8F 3A 3E 31 38 88 E5 C5 E7 C3 03 14 3A A6 52 EA 78 B9 77 42 5B 99 EB 4B BA 23 82
Открытый ключ(1024 битный)		Алгоритм открытого ключа	rsaEncryption
Модуль	
00: 8D 80 B5 8E 80 8E 94 D1 04 03 6A 45 1A 54 5E 7E
10: EE 6D 0C CB 0B 82 03 F1 7D C9 6F ED 52 02 B2 08
20: C3 48 D1 24 70 C3 50 C2 1C 40 BC B5 9D F8 E8 A8
30: 41 16 7B 0B 34 1F 27 8D 32 2D 38 BA 18 A5 31 A9
40: E3 15 20 3D E4 0A DC D8 CD 42 B0 E3 66 53 85 21
50: 7C 90 13 E9 F9 C9 26 5A F3 FF 8C A8 92 25 CD 23
60: 08 69 F4 A2 F8 7B BF CD 45 E8 19 33 F1 AA E0 2B
70: 92 31 22 34 60 27 2E D7 56 04 8B 1B 59 64 77 5F
Экспонента	01 00 01                                       

Подпись		Алгоритм подписи	sha1WithRSAEncryption
Подпись	
00: 0A 1C ED 77 F4 79 D5 EC 73 51 32 25 09 61 F7 00
10: C4 64 74 29 86 5B 67 F2 3D A9 39 34 6B 3C A9 92
20: B8 BF 07 13 0B A0 9B DF 41 E2 8A F6 D3 17 53 E1
30: BA 7F C0 D0 BC 10 B7 9B 63 4F 06 D0 7B AC C6 FB
40: CE 95 F7 8A 72 AA 10 EA B0 D1 6D 74 69 5E 20 68
50: 5D 1A 66 28 C5 59 33 43 DB EE DA 00 80 99 5E DD
60: 17 AC 43 36 1E D0 5B 06 0F 8C 6C 82 D3 BB 3E 2B
70: A5 F1 94 FB 53 7B B0 54 22 6F F6 4C 18 1B 72 1C

Имея два этих файла, один с двоичными данными, а другой с описанием сертификата, попробуем разобраться что здесь к чему.

Прежде всего, нужно отметить, что файл *.crt хранит информацию о сертификате в закодированном виде. Для кодирования применяется особый язык, называемый ASN.1.

ASN.1 — стандарт записи, описывающий структуры данных для представления, кодирования, передачи и декодирования данных. Wikipedia

С помощью языка ASN.1 можно описывать сложные структуры, состоящие из данных различных типов. Типичный пример ASN.1-файла выглядит как-то так:

Однако ASN.1 разрабатывался в те светлые времена, когда «640 КБ должно было хватать каждому» и тратить место на такую громоздкую запись не было никакой возможности. Поэтому, в целях экономии места, а также более удобной обработки хранимой в ASN.1-форме информации, был разработан специальный метод кодирования — DER.

DER-кодировка описывается следующим правилом. Первым записывается байт, характеризующий тип данных, затем последовательность байтов хранящих сведения о длине данных и затем уже записываются сами данные.

К примеру, для кодировки целого числа INTEGER 65537 используется следующая форма: 0203 01 00 01.Здесь первый байт 02, определяет тип INTEGER (полную таблицу типов вы можете найти например тут), второй байт 03 показывает длину блока. А следующие за этим байты 01 00 01, являются шестнадцатеричной записью нашего числа 65537.

В нашем случае, для описание простейшего самоподписаного сертификата, достаточно 9 типов данных. Приведем таблицу кодирования для этих типов:

Зная как кодируется каждый из этих типов, мы можем попытаться распарсить наш *.crt файл.

3082 01 8F3081 F9A0030201 02 0201 01 30
0D0609 2A 86 48 86 F7 0D 01 01 05 0500300D
310B30090603 55 04 03 0C02 43 41 302017
0D 31 33 30 39 31 35 31 35 33 35 30 32 5A 180F
32 31 31 33 30 39 32 32 31 35 33 35 30 32 5A 30
0D310B30090603 55 04 03 0C02 43 41 3081
9F 300D0609 2A 86 48 86 F7 0D 01 01 01 0500
0381 8D 00 3081 890281 81 00 8D 80 B5 8E 80
8E 94 D1 04 03 6A 45 1A 54 5E 7E EE 6D 0C CB 0B
82 03 F1 7D C9 6F ED 52 02 B2 08 C3 48 D1 24 70
C3 50 C2 1C 40 BC B5 9D F8 E8 A8 41 16 7B 0B 34
1F 27 8D 32 2D 38 BA 18 A5 31 A9 E3 15 20 3D E4
0A DC D8 CD 42 B0 E3 66 53 85 21 7C 90 13 E9 F9
C9 26 5A F3 FF 8C A8 92 25 CD 23 08 69 F4 A2 F8
7B BF CD 45 E8 19 33 F1 AA E0 2B 92 31 22 34 60
27 2E D7 56 04 8B 1B 59 64 77 5F 0203 01 00 01
300D0609 2A 86 48 86 F7 0D 01 01 05 050003
81 81 00 0A 1C ED 77 F4 79 D5 EC 73 51 32 25 09
61 F7 00 C4 64 74 29 86 5B 67 F2 3D A9 39 34 6B
3C A9 92 B8 BF 07 13 0B A0 9B DF 41 E2 8A F6 D3
17 53 E1 BA 7F C0 D0 BC 10 B7 9B 63 4F 06 D0 7B
AC C6 FB CE 95 F7 8A 72 AA 10 EA B0 D1 6D 74 69
5E 20 68 5D 1A 66 28 C5 59 33 43 DB EE DA 00 80
99 5E DD 17 AC 43 36 1E D0 5B 06 0F 8C 6C 82 D3
BB 3E 2B A5 F1 94 FB 53 7B B0 54 22 6F F6 4C 18
1B 72 1C

Преобразуя байты-идентификаторы типов и убирая байты описывающие длину блоков получим следующую структуру:

SEQUENCE(3 elem)
	SEQUENCE(7 elem)
		[0](1 elem)
			INTEGER 2
		INTEGER 1
		SEQUENCE(2 elem)
			OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
			NULL
		SEQUENCE(1 elem)
			SET(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.3
					UTF8String CA
		SEQUENCE(2 elem)
			UTCTime 13-09-15 15:35:02 UTC
			GeneralizedTime 2113-09-22 15:35:02 UTC
		SEQUENCE(1 elem)
			SET(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.3
					UTF8String CA
		SEQUENCE(2 elem)
			SEQUENCE(2 elem)
				OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.1
				NULL
			BIT STRING(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					INTEGER 00: 8D 80 B5 8E 80 8E 94 D1 04 03 6A 45 1A 54 5E 7E
						        EE 6D 0C CB 0B 82 03 F1 7D C9 6F ED 52 02 B2 08
						        C3 48 D1 24 70 C3 50 C2 1C 40 BC B5 9D F8 E8 A8
						        41 16 7B 0B 34 1F 27 8D 32 2D 38 BA 18 A5 31 A9
						        E3 15 20 3D E4 0A DC D8 CD 42 B0 E3 66 53 85 21
						        7C 90 13 E9 F9 C9 26 5A F3 FF 8C A8 92 25 CD 23
						        08 69 F4 A2 F8 7B BF CD 45 E8 19 33 F1 AA E0 2B
						        92 31 22 34 60 27 2E D7 56 04 8B 1B 59 64 77 5F
					INTEGER 65537
		SEQUENCE(2 elem)
			OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
			NULL
	BIT STRING 00: 0A 1C ED 77 F4 79 D5 EC 73 51 32 25 09 61 F7 00
		           C4 64 74 29 86 5B 67 F2 3D A9 39 34 6B 3C A9 92
		           B8 BF 07 13 0B A0 9B DF 41 E2 8A F6 D3 17 53 E1
		           BA 7F C0 D0 BC 10 B7 9B 63 4F 06 D0 7B AC C6 FB
		           CE 95 F7 8A 72 AA 10 EA B0 D1 6D 74 69 5E 20 68
		           5D 1A 66 28 C5 59 33 43 DB EE DA 00 80 99 5E DD
		           17 AC 43 36 1E D0 5B 06 0F 8C 6C 82 D3 BB 3E 2B
		           A5 F1 94 FB 53 7B B0 54 22 6F F6 4C 18 1B 72 1C

Это уже более похоже на то, что мы видим при открытии сертификатов в браузере или Windows. Пробежимся по каждому элементу:

Важным моментом, о котором стоит особенно упомянуть являются данные, для которых вычисляется подпись. Интуитивно может показаться, что подписываются все данные идущие до последнего поля BIT STRING, содержащего подпись. Но на самом деле это не так. В стандарте x.

	SEQUENCE(7 elem)
		[0](1 elem)
			INTEGER 2
		INTEGER 1
		SEQUENCE(2 elem)
			OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.5
			NULL
		SEQUENCE(1 elem)
			SET(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.3
					UTF8String CA
		SEQUENCE(2 elem)
			UTCTime 13-09-15 15:35:02 UTC
			GeneralizedTime 2113-09-22 15:35:02 UTC
		SEQUENCE(1 elem)
			SET(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					OBJECT IDENTIFIER 2.5.4.3
					UTF8String CA
		SEQUENCE(2 elem)
			SEQUENCE(2 elem)
				OBJECT IDENTIFIER 1.2.840.113549.1.1.1
				NULL
			BIT STRING(1 elem)
				SEQUENCE(2 elem)
					INTEGER 00: 8D 80 B5 8E 80 8E 94 D1 04 03 6A 45 1A 54 5E 7E
						        EE 6D 0C CB 0B 82 03 F1 7D C9 6F ED 52 02 B2 08
						        C3 48 D1 24 70 C3 50 C2 1C 40 BC B5 9D F8 E8 A8
						        41 16 7B 0B 34 1F 27 8D 32 2D 38 BA 18 A5 31 A9
						        E3 15 20 3D E4 0A DC D8 CD 42 B0 E3 66 53 85 21
						        7C 90 13 E9 F9 C9 26 5A F3 FF 8C A8 92 25 CD 23
						        08 69 F4 A2 F8 7B BF CD 45 E8 19 33 F1 AA E0 2B
						        92 31 22 34 60 27 2E D7 56 04 8B 1B 59 64 77 5F
					INTEGER 65537

Т.о. если перед вами будет стоять задача проверить ЭЦП x.509 сертификата, то для этого сперва необходимо извлечь TBS-сертификат.

Еще одно замечание относится к отпечатку сертификата. Как видите сам сертификат не содержит никаких сведений об отпечатке. Это объясняется тем, что отпечаток представляет собой обычное хеш-значение SHA-1 от всего файла сертификата, со всеми его полями, включая подпись издателя. Поэтому хранить отпечаток не обязательно, можно просто вычислять хеш при каждом просмотре сертификата.

Часть 2. сертификат 2-го уровня

Мы с вами рассмотрели внутренности самоподписанного сертификата, и нам осталось понять чем отличается структура сертификатов более низкого уровня, от сертификата корневого центра.

Шаг 1. предварительные изыскания и проверка гипотезы

Нет, серьезно, это правда, что в сертификате X.509 есть СНИЛС? Для проверки найдем образец — просим помощи у Яндекса по запросу «реестр выданных квалифицированных сертификатов», на первой же странице выдачи находим

, скачиваем первый попавшийся сертификат (под номером 10842) —

Открываем сертификат с помощью стандартного средства просмотра OC Windows и находим в описании субъекта подозрительно похожую строку с объектным идентификатором 1.2.643.100.3, состоящую из 11 цифр.

Лирическое отступление

О том, что такое объектный идентификатор (OID) вообще, лучше всего почитать здесь. Как используются объектные идентификаторы в описании структуры сертификатов X.509 — смотрим Руководство по выживанию — TLS/SSL и сертификаты SSL (X.509).

Открываем сертификат в виртуальной машине с установленным криптопровайдером КриптоПРО CSP, который наверняка знает отечественную специфику, и подтверждаем догадку.

Итак, поставленная задача потенциально выполнима, СНИЛС в квалифицированном сертификате есть. Идем дальше.

Шаг 3. разработка парсера x.509 сертификата на с#

Так сложилось, что разработка у нас ведется на C#, поэтому и пример парсера будет на C#, ничего личного и никакого холивара.

Для простоты формализуем задачу следующим образом. Дано: файл квалифицированного сертификата в системе ограничений CER (Canonical encoding rules). Требуется: разобрать (распарсить) сертификат и извлечь значения ИНН, СНИЛС и ОГРН из поля субъекта (Subject).

Для первых набросков обращаемся к возможностям пространства имен System.Security.Cryptography.X509Certificates:

using System.IO;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using System.Diagnostics;

namespace X509Parser
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string fileName = @"c:Komarov_Aleksey_Petrovich_2021-03-31_a2ba20c4.cer";

            X509Certificate cert = new X509Certificate(File.ReadAllBytes(fileName));
            
            Debug.Print("Серийный номер: {0}", cert.GetSerialNumberString());
            Debug.Print("Дата окончания действия квалифицированного сертификата: {0}", cert.GetExpirationDateString());
            Debug.Print("Субъект: {0}", cert.Subject);
        }
    }
}

На выходе получаем:

Подведение итогов

Итак, подытоживая проделанную работу, мы:

1. Разобрались со структурой квалифицированных сертификатов X.509, которые попадают в сферу действия ФЗ «Об электронной подписи».
2. Узнали, что Приказ ФСБ РФ № 795 определяет дополнительные атрибуты — ИНН, СНИЛС, ОГРН и другие. Здесь же указываются соответствующие объектные идентификаторы (OID).
3. Разработали парсер сертификатов X.509 на C# с возможностью извлечения полей и их атрибутов с заданными объектными идентификаторами. Библиотека BouncyCastle добавила решению простоты.

В расчетах по времени произошла ошибка — вместо запланированных нескольких часов пришлось разбираться весь день. И еще два дня на подготовку исследования для Хабра.

Спасибо за внимание!

Подведем итог

Для выбора сертификата сначала нужно выбрать центр сертификации, который выпускает сертификаты под нужную вам платформу, а дальше выбор по сути сводится к выбору по цене и по известности центра сертификации, зачастую клиенты выбирают те центры сертификации, с которым уже работали ранее.

Заключение

Тех усидчивых людей, которые продрались сквозь все эти ASN.1 выражения и шестнадцатеричные наборы данных, я хотел бы поблагодарить за прочтение. Надеюсь вам было хоть немного интересно. И стало чуточку понятнее, что же такое на самом деле X.509 сертификат.

Ну и как всегда немного ссылок для тех, кому хочется больше подробностей.

1. RFC5280 — спецификация x.509 сертификата и списка отзывов сертификатов.
2. Руководство по выживанию — SSL/TLS и сертификаты X.509
3. ASN.1 простыми словами, вариант статьи для хабра
4. on-line утилита для декодирования DER-файлов
5. Первичный стандарт ITU-T X.509 ( русский перевод). Спасибо ystr за ссылку.