Цепочка SSL-сертификатов: корневые и промежуточные сертификаты

Что такое корневой сертификат

Корневой сертификат — это файл, в котором указаны данные удостоверяющего центра (УЦ). Например, название УЦ, его ИНН и адрес, срок действия сертификата, какой алгоритм шифрования использует УЦ. 

К этим данным обращается криптопровайдер, когда проверяет действительность электронной подписи пользователя. Если не установить корневой сертификат на компьютер, где используется электронная подпись, то подпись не будет работать корректно.

Удостоверяющий центр использует корневой сертификат, чтобы:

• выдавать  сертификаты электронной подписи (ЭП, она же ЭЦП) пользователям, например, гендиректору организации или нотариусу,
• отзывать эти сертификаты, подписывая корневым сертификатом список отозванных (аннулированных) сертификатов.

Получить электронную подпись

Have fun!

UPD:

Архив содержимого папки ec доступен

Глава первая: проверка эп

Все манипуляции с PDF документом приведены в чистой версии ОС Windows 10, русская домашняя редакция, как наиболее вероятной среде работы простого пользователя. Набор софта, используемый в статье, также является непрофессиональным и доступным для всех.

Для начала я открыл документ в просмотрщике Foxit Reader, который использую как основной:

Это выглядит очень и очень подозрительно — документ модифицирован непонятно кем, сертификат также не является доверенным. Система не может проверить цепочку доверия для данного сертификата и помечает его недействительным.

Кроме имени организации, которой выдан сертификат, видно наименование выдавшей его организации, ООО “ИТК”. Поиск по запросу “ООО ИТК сертификат” вывел меня на страницу Установка корневого сертификата Удостоверяющего центра ООО «ИТК». Это официальный сайт ООО «Интернет Технологии и Коммуникации», который является одним из удостоверяющих центров, выдающих сертификаты ЭП.

Глава третья: немного про корневые и промежуточные сертификаты

Проделав всю эту работу, меня не покидало чувство, что вся система построена не очень безопасно, требует от пользователя кучу дополнительных операций и доверия многим факторам: от поисковой системы, которая может не выдать первой строкой официальный сайт УЦ, до работы самого персонала УЦ, который выкладывает сертификаты без контрольных сумм на сторонние веб сервисы в проприетарных форматах контейнеров.

Инструкция по установке корневого сертификата удостоверяющего центра

Для начала работы с электронной подписью необходимо установить корневые и промежуточные сертификаты УЦ. У клиентов УЦ Контура установка обычно происходит автоматически — во время автонастройки компьютера. Ниже мы опишем и автоматический, и ручной способ.

Автоматическая установка — наиболее простой и быстрый способ, который не требует специальных знаний и навыков от вас:

1. Откройте любой удобный браузер, это может быть Google Chrome, Mozilla Firefox, Internet Explorer или другой.
2. Зайдите в сервис автоматической настройки рабочего места Контур.Веб-диск.
3. Действуйте по указаниям сервиса: он продиагностирует ваш компьютер, найдет каких плагинов и файлов не хватает, предложит их установить. Вместе с ними установит необходимые корневые и промежуточные сертификаты.

Какая информация содержится в корневом сертификате

Корневой сертификат представляет собой файл, который содержит свойства и данные: 

• серийный номер,
• сведения об УЦ,
• сведения о владельце сертификата,
• сроки его действия,
• используемые алгоритмы
• открытый ключ электронной подписи,
• используемые средства УЦ и средства электронной подписи,
• класс средств ЭП,
• ссылка на сертификат «вышестоящего» УЦ, который выдал данный сертификат (для промежуточного сертификата),
• ссылка на реестр аннулированных (отозванных) сертификатов (для промежуточного сертификата),
• электронную подпись УЦ, выдавшего сертификат.

Какой срок действия корневого сертификата удостоверяющего центра

Корневой сертификат УЦ Минцифры действует 18 лет. Промежуточный сертификат аккредитованного УЦ действует 15 лет — это дольше, чем действие любого пользовательского сертификата ЭП, который такой УЦ выдаст клиенту. Пользовательские сертификаты выдаются обычно на 12, 15 месяцев.

УЦ сам следит за сроками действия своих промежуточных и корневых сертификатов, чтобы не доставить неудобств клиентам. УЦ Контура обновляет сертификаты в среднем раз в год —  это необходимо, чтобы соблюдать требования эксплуатационной документации к срокам ключей электронной подписи на сертифицированные средства УЦ и ЭП. Обновление происходит незаметно для пользователей и не влияет на их работу.

Получить электронную подпись

Какие бывают корневые сертификаты и для чего нужны

Корневой сертификат участвует в «цепочке доверия». «Цепочка доверия» — это взаимосвязь нескольких сертификатов, которая позволяет проверить, действительна ли электронная подпись и можно ли доверять сертификату ЭП. 

Рассмотрим «цепочку доверия», сформированную для квалифицированного сертификата электронной подписи:

1. Корневой сертификат Минцифры РФ (ранее — Минкомсвязь РФ). 

Это верхнее звено «цепочки доверия». Минцифры РФ осуществляет функции головного удостоверяющего центра в России. Оно наделяет другие удостоверяющие центры, прошедшие аккредитацию, правом выдавать квалифицированные сертификаты ЭП — выдает им собственные сертификаты, подписанные корневым сертификатом Минцифры РФ.

Например, в Windows корневой сертификат можно найти через  «Управление сертификатами» — «Доверенные корневые центры сертификации» — «Сертификаты». 

2. Сертификат удостоверяющего центра. Официально его называют «промежуточный сертификат», но распространено также название «корневой сертификат УЦ». 

Среднее звено «цепочки доверия». УЦ получает этот сертификат от Минцифры РФ, когда становится аккредитованным. С помощью своего промежуточного сертификата УЦ выдает квалифицированные сертификаты пользователям: организациям, их сотрудникам, простым физлицам (п.2.1 ст.15 63-ФЗ).

В Windows промежуточный сертификат хранится в «Управление сертификатами» — «Промежуточные центры сертификации» — «Сертификаты».

3. Личный сертификат пользователя — квалифицированный сертификат электронной подписи.

Конечное звено «цепочки». Пользователь обращается в УЦ и получает там квалифицированный сертификат ЭП (он же КЭП, ЭП или ЭЦП). В его сертификате указаны данные «вышестоящих» сертификатов — УЦ и Минцифры. 

В Windows личный сертификат можно найти через «Управление сертификатами» — «Личное».

Все сертификаты должны быть установлены в хранилище сертификатов (на компьютер) и действительны. Только тогда криптопровайдер сможет проверить доверие к сертификату пользователя и действительность электронной подписи, сформированной на основе этого сертификата.

Выше мы описали «цепочку доверия» для квалифицированных сертификатов. Поскольку такие сертификаты могут выдавать только аккредитованные УЦ, то в цепочке три звена: Минцифры — аккредитованный УЦ — пользователь. Именно такую связь можно увидеть, если открыть личный сертификат пользователя на вкладке «Путь сертификации» (см. скриншот выше).

Для неквалифицированных сертификатов ЭП «цепочка доверия» может состоять только из двух звеньев: УЦ — пользователь. Это возможно потому, что УЦ для выдачи неквалифицированных сертификатов не нужна аккредитация. Звенья такой «цепочки» будут называться: «корневой сертификат» и «пользовательский (личный) сертификат»

Можно ли установить электронную подпись без корневого сертификата

Да, можно, но работать она не будет. Корневой и промежуточный сертификат является тем ключом, к которому обращается криптопровайдер при проверке  подлинности подписи. Для признания ключа действительным в системе должен быть установлен корневой сертификат. В противном случае пользователь увидит окно с уведомлением об ошибке.

Это актуально как для ЭП, хранящейся на компьютере, так и для ЭП на токене, с небольшой разницей:

• при работе с ЭП на компьютере, корневой сертификат устанавливается один раз, обычно при первой установке ЭП,
• если ЭП хранится на токене, то корневой сертификат необходимо устанавливать на тот компьютер, с которым предстоит работать.

Поручители

В роли поручителя-удостоверителя выступает центр сертификации, который выпустил SSL-сертификат по запросу владельца сайта.

Сертификат и сайт, для которого он выпущен, удостоверяются электронной цифровой подписью (ЭЦП). Эта подпись, во-первых, указывает, кому принадлежит она сама, а во-вторых, фиксирует содержимое сертификата, то есть позволяет проверить, не был ли он кем-то изменён после выпуска и подписания.

Пусть некто «Б» удостоверил личность некоего «А».

Проблему можно считать преодолённой, если вы знаете и доверяете «Б», а что, если — нет: не знаете или не доверяете.

«Б», в свою очередь, может сообщить, что его знает «В».

В принципе, длина цепочки удостоверений не ограничена. Главное, чтобы в ней оказался тот, кому мы доверяем.

Мишу знает Боря, Борю знает Дима, Диму знает Вова, а вот уж Вову мы знаем сами. Помните шуточную теорию о шести рукопожатиях между двумя любыми людьми, одновременно живущими на Земле?

Однако в реальной жизни в цепочке знакомых между собой людей может долго не быть знакомого лично нам. Или эта цепочка может оказаться слишком длинной. Или потребовать слишком много ресурсов на свою обработку.

Проблема устаревших корневых сертификатов. на очереди let’s encrypt и умные телевизоры

Чтобы браузер мог аутентифицировать веб-сайт, тот представляет себя действительной цепочкой сертификатов. Типичная цепочка показана сверху, в ней может быть больше одного промежуточного сертификата. Минимальное количество сертификатов в действительной цепочке равно трём.

Корневой сертификат — сердце центра сертификации. Он буквально встроен в вашу ОС или браузер, он физически присутствует на вашем устройстве. Его не поменяешь со стороны сервера. Нужно принудительное обновление ОС или встроенного ПО на устройстве.

Специалист по безопасности Скотт Хельме (Scott Helme) пишет, что основные проблемы возникнут у центра сертификации Let’s Encrypt, потому что сегодня это самый популярный ЦС в интернете, а его корневой сертификат скоро «протухнет». Смена корня Let’s Encrypt назначена на 8 июля 2020 года.

Конечные и промежуточные сертификаты удостоверяющего центра (CA) доставляются клиенту с сервера, а корневой сертификат у клиента уже есть, поэтому с помощью этой коллекции сертификатов можно построить цепочку и аутентифицировать веб-сайт.

Проблема заключается в том, что у каждого сертификата есть срок действия, после чего он нуждается в замене. Например, с 1 сентября 2020 года в браузере Safari планируют ввести ограничение на срок действия серверных TLS-сертификатов максимум 398 дней.

Это значит, что всем нам придётся заменять серверные сертификаты по крайней мере каждые 12 месяцев. Это ограничение распространяется только на сертификаты сервера, оно не распространяется на корневые сертификаты CA.

Сертификаты CA регулируются другим набором правил, поэтому имеют разные ограничения на срок действия. Очень часто встречаются промежуточные сертификаты со сроком действия 5 лет и корневые сертификаты со сроком службы даже 25 лет!

С промежуточными сертификатами обычно нет проблем, потому что они поставляются клиенту сервером, который сам гораздо чаще меняет свой собственный сертификат, так что просто в ходе этой процедуры заменяет и промежуточный. Его довольно легко заменить вместе с сертификатом сервера, в отличие от корневого сертификата CA.

Как мы уже говорили, корневой CA встроен непосредственно в само клиентское устройство, в ОС, в браузер или другое программное обеспечение. Изменение корневого CA веб-сайт не может контролировать. Здесь требуется обновление на клиенте, будь то обновление ОС или софта.

Некоторые корневые CA существуют уже очень давно, речь о 20-25 годах. Скоро некоторые из самых старых корневых CA приблизятся к концу своей естественной жизни, их время почти истекло. Для большинства из нас это вообще не будет проблемой, потому что CA создали новые корневые сертификаты, и они уже много лет распространяются по всему миру в обновлениях ОС и браузеров. Но если кто-то очень давно не обновлял ОС или браузер, это своего рода проблема.

Такая ситуация возникла 30 мая 2020 года в 10:48:38 GMT. Это точное время, когда протух корневой сертификат AddTrust от центра сертификации Comodo (Sectigo).

Он использовался для перекрёстной подписи, чтобы обеспечить совместимость с устаревшими устройствами, в хранилище которых нет нового корневого сертификата USERTrust.

К сожалению, проблемы возникли не только в устаревших браузерах, но и в небраузерных клиентах на базе OpenSSL 1.0.x, LibreSSL и GnuTLS. Например, в телевизионных приставках Roku, сервисе Heroku, в приложениях Fortinet, Chargify, на платформе .NET Core 2.0 под Linux и многих других.

Предполагалось, что проблема затронет только устаревшие системы (Android 2.3, Windows XP, Mac OS X 10.11, iOS 9 и т.п.), поскольку современные браузеры могут задействовать второй корневой сертификат USERTRust. Но по факту начались сбои в сотнях веб-сервисов, которые использовали свободные библиотеки OpenSSL 1.0.x и GnuTLS. Безопасное соединение перестало устанавливаться с выводом ошибки об устаревании сертификата.

Ещё один хороший пример предстоящей смены корневого CA — центр сертификации Let’s Encrypt. Ещё

в апреле 2021 года

они планировали перейти с цепочки Identrust на собственную цепочку ISRG Root, но этого

не произошло

.

«Из-за опасений по поводу недостаточного распространения корня ISRG на устройствах Android мы решили перенести дату перехода к собственному корню с 8 июля 2021 года на 8 июля 2020 года», — сказано в официальном сообщении Let’s Encrypt.

Дату пришлось перенести из-за проблемы, которую называют «распространением корня» (root propagation), а точнее, отсутствием распространения корня, когда корневой CA не слишком широко распространён на всех клиентах.

Про сертификаты:  Mean Well

Сейчас Let’s Encrypt использует перекрёстно подписанный промежуточный сертификат с цепочкой до корня IdenTrust DST Root CA X3. Этот корневой сертификат был выдан ещё в сентябре 2000 года и истекает 30 сентября 2021 года. До этого времени Let’s Encrypt планирует перейти на собственный самоподписанный корень ISRG Root X1.

Корень ISRG выпущен 4 июня 2021 года. После этого начался процесс его утверждения в качестве центра сертификации, который завершился 6 августа 2021 года. С этого момента корневой CA был доступен всем клиентам через обновление операционной системы или программного обеспечения. Всё, что нужно было сделать, — это установить обновление.

Но в этом и проблема.

Если ваш мобильный телефон, телевизор или другое устройство не обновлялось два года — как оно узнает о новом корневом сертификате ISRG Root X1? А если его не установить в системе, то все серверные сертификаты Let’s Encrypt ваше устройство признает недействительными, как только Let’s Encrypt перейдёт на новый корень. А в экосистеме Android много устаревших устройств, которые давно не обновлялись.

Экосистема Android

Вот почему Let’s Encrypt отложил переход к собственному корню ISRG и всё ещё использует промежуточное звено, которое спускается к корню IdenTrust. Но переход в любом случае придётся сделать. И датой смены корня назначено 8 июля 2020 года.

Для проверки, что на вашем устройстве (телевизор, приставка или другой клиент) установлен корень ISRG X1, откройте тестовый сайт https://valid-isrgrootx1.letsencrypt.org/. Если не появляется предупреждение безопасности, то обычно всё в порядке.

Let’s Encrypt не единственный, кому предстоит решить проблему с переходом на новый корень. Криптографию в интернете начали использовать чуть более 20 лет назад, так что как раз сейчас наступает момент окончания действия многих корневых сертификатов.

С такой проблемой могут столкнуться владельцы умных телевизоров, которые много лет не обновляли программное обеспечение Smart TV. Например, новый корень GlobalSign R5 Root выпущен в 2021 году, и после некоторые старые Smart TV не могут построить цепочку к нему, потому что этот корневой CA у них просто отсутствует. В частности, эти клиенты не могли установить защищённое соединение с сайтом bbc.co.uk. Чтобы решить проблему, админам BBC пришлось пойти на хитрость: они построили для этих клиентов альтернативную цепочку через дополнительные промежуточные сертификаты, задействуя старые корни R3 Root и R1 Root, которые ещё не протухли.

www.bbc.co.uk (Leaf)
GlobalSign ECC OV SSL CA 2021 (Intermediate)
GlobalSign Root CA - R5 (Intermediate)
GlobalSign Root CA - R3 (Intermediate)

Это временное решение. Проблема никуда не уйдёт, если не обновить клиентское ПО. Умный телевизор — это по сути ограниченный в функциональности компьютер под Linux. И без обновлений его корневые сертификаты неизбежно протухнут.

Это касается всех устройств, не только телевизоров. Если у вас любое устройство, которое подключено к интернету и которое рекламировали как «умный» девайс, то проблема с протухшими сертификатами почти наверняка касается его. Если устройство не обновляется, то корневое хранилище CA со временем устареет, и в конечном итоге проблема всплывёт на поверхность. Как скоро возникнет проблема, зависит от времени последнего обновления корневого хранилища. Это может быть за несколько лет до даты реального выпуска устройства.

Кстати, в этом проблема, почему некоторые крупные медиаплатформы не могут использовать современные автоматизированные центры сертификации типа Let’s Encrypt, пишет Скотт Хельме. Для умных ТВ они не подходят, и количество корней слишком мало, чтобы гарантировать поддержку сертификата на устаревших устройствах. В противном случае ТВ просто не сможет запустить современные стриминговые сервисы.

Последний инцидент с AddTrust показал, что даже крупные IT-компании бывают не готовы к тому, что у корневого сертификата заканчивается срок действия.

Решение проблемы только одно — обновление. Разработчики умных устройств должны заранее обеспечить механизм обновления программного обеспечения и корневых сертификатов. С другой стороны, производителям невыгодно обеспечивать работу своих устройств по окончании срока гарантии.

---

Заключение

Важно понимать, что любая система криптографической защиты данных не может быть основана только на технических и технологических решениях. Она должна обязательно включать в себя и организационные аспекты.

P.S. Что еще можно почитать на тему SSL-сертификатов: