Введение в TLS для п̶р̶а̶к̶т̶и̶к̶о̶в̶ Патриков (часть 2) / Хабр

Введение в семейство sha

Алгоритм SHA-1 был разработан Агентством национальной безопасности США (АНБ) и опубликован Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в качестве федерального стандарта в 1995 году. Выпущенные NIST криптографические стандарты пользуются доверием по всему миру и как правило требуются на всех компьютерах, используемых правительством или вооружёнными силами Соединённых Штатов. SHA-1 заменил предыдущие ослабевшие хеш-функции, например, MD5.

Со временем несколько непрерывных криптографических атак на SHA-1 уменьшили эффективность длины ключа. Из-за этого в 2002 году АНБ и NIST выбрали SHA-2 новым рекомендуемым стандартом хеширования. Это случилось задолго до того, как SHA-1 начали считать взломанным.

Отличное обсуждение взлома SHA-1 и пример документации можно найти здесь.

Что в tls 1.3?

Все упомянутые трудности решаются использованием TLS 1.3. Половины проблем вообще нет, всё проще, красивее, всё прям отличненько. Но TLS 1.3 еще распространен маловато. Самые важные отличия TLS 1.3 (их очень много, они везде, поэтому только самые важные):

• Плохие шифры удалены, остались только хорошие. Инициализировать сессию TLS 1.3 на плохих шифрах не получится. Всё дело в новых cipher suites: тут и другие алгоритмы обмена сеансовых ключей, и так называемый HMAC – не будем углубляться в подробности, потому что Патрик устал. Вкратце: раньше подпись каждого TLS-пакета шла отдельно. На это были атаки, потому что было известно, какой там контент находится. Сейчас ее запихали вовнутрь (режим AEAD), и в TLS 1.3 по-другому быть не может, соответственно, мы избавились от таких атак.
• Handshake стал короче – нет старых сообщений, нет старых расширений, нет возможности по каким-то странным штукам обменяться ключиками. То есть, он тупо короче количественно – даже самый полный TLS 1.3 handshake короче, чем в TLS 1.2.
• Переход на шифрованный канал происходит почти что сразу. Для этого используются разные ключики: да, пока не договорились о хороших ключиках, оптимальных, мы используем какие попало, но канал уже шифрованный. То есть hello – hello и пошло всё зашифрованное. Из-за этого сложнее всё это ломать.
• Всё регламентировано, больше не надо пытаться менять размеры пакетов, забивая их ноликами, чтобы сложнее было расшифровывать.
• Своя пара ключей на каждую сеансовую фазу. Сеансовые ключи меняются: пока мы ни о чем не договорились – они такие, договорились о более крутых – они более крутые, сертификаты проверили и всё хорошо – еще другие ключи. В итоге их много, они усложняются и очень трудно это всё поломать. Еще одна важная вещь, почему это быстрее: Early Data (она же 0-RTT, Zero Round Trip Time) – это когда у тебя в TLS-handshake посылается полезная инфа – ну например GET-запрос. То есть нет такого, что поговорили-поговорили и только потом посылаем что-то отдельным потоком. Сразу же в handshake идет запрос. Как только сервер его получил, он начинает его обрабатывать, отдает клиенту свои данные, сертификат и пока клиент проверяет, сервер уже готов отдать. И может даже в TLS-handshake и отдать иногда.
• Есть pre-shared key, то есть клиент с сервером могут договориться и сохранить сеансовые ключи для последующих соединений. И, соответственно, когда происходит handshake таких вот договорившихся клиентов, на этап выбора ключей время не тратится. Долго объяснять, как это сделано криптографически, но тех атак, которые были на Session ID, вот в этом месте сейчас нет (что хорошо). Всё стало безопаснее и быстрее.

Основная проблема, что поддержка TLS 1.3 – она во всех браузерах, которые актуальны, есть, но не во всех по дефолту включена. Например, в Safari нет (но там очень легко включить), Google Chrome и Mozilla Firefox уже по дефолту поддерживают TLS 1.3. Ngnix с TLS 1.3 – без проблем, в Apache есть нюансы, а вот с почтовыми клиентами хуже — там только Exim молодец, а остальные не очень.

В общем, это наше будущее, там всё получше и попроще, самое главное. Но пока оно еще не везде наступило.

Что такое хеш?

Криптографическая хеш-функция — это математический алгоритм, преобразующий любое уникальное сообщение (текст, видео, аудио, изображение и т. д.) в уникальную комбинацию, которую чаще всего называют «хешем» или «хеш-кодом». Два разных сообщения ни в коем случае не должны преобразовываться в одинаковый хеш, а два идентичных сообщения всегда должны возвращать один и тот же хеш.

Службы центра сертификации (ЦС) ИОК используют криптографические хеш-функции для подтверждения идентификационных данных и запросов цифровых сертификатов. Кроме этого, хеши используются для подтверждения цифровых сертификатов (например, цифровой подписью) и списка аннулированных сертификатов (CRL, certificate revocation list), которые выдают другие доверенные стороны.

Примечание: контрольные суммы — это хеш-подобные верификаторы, но без криптографических доказательств, подтверждающих, что они обеспечивают статистически уникальные результаты для уникальных входных сообщений.

В общем, криптографические хеши считаются более безопасными, чем контрольные суммы, хотя последние часто используются для некритических проверок целостности и подлинности.

Basic constraints

Еще одна штука, которая улучшает секьюрити (и с этим были серьезные баги до 2003 года в Internet Explorer): в промежуточных сертификатах в поле Basic Constraints должно быть написано

CA: true

, что означает, что этим сертификатам разрешено подписывать конечные сертификаты. Если этой штуки нет, то клиент при проверке цепочки должен сказать: «я не могу принять этот промежуточный сертификат» – несмотря на то, что все подписи совпадают, в субъекте всё совпадает и т.д.

Еще раз, если кто не понял: если эту штуку не проверять, я могу получить сертификат от Let’s Encrypt и потом этим сертификатом подписывать что угодно. И цепочка будет валидная.

Capi и scvp

Еще про верификацию и про цепочку. Есть маленькая особенность – похвалим здесь Windows. Если сервер не отдал сертификат, в обычном (традиционном) подходе сертификат нам взять неоткуда, цепочки нет, всё сломалось. Так вот, в Windows есть такая штука как Certificate API, и она может достроить цепочку, взяв промежуточные сертификаты из своего хранилища.

Как эти сертификаты туда попадают? Либо залиты в хранилище, либо из сертификата, установленного на сервере. Например, в Plesk, если получить сертификат от Comodo и поставить его на домен – в хранилище попадет промежуточный сертификат от Comodo.

Ну и еще люди, которым Windows нравится, придумали SCVP (Server-based Certificate Validation Protocol). В действительности не работает почти ни у кого и нигде – в смысле глобально и массово, — но как концепция есть. Более того, есть продукты, которые это делают, и даже в каких-то сетях это может быть настроено.

Это сервис, который за тебя эту цепочку строит и частично даже проверяет, что удобно. Если там заявлена поддержка DPV (Delegated Path Validation), то он цепочку еще и провалидирует. То есть, клиенту надо этому сервису отправить сертификат и получить ответ – продолжать сессию или рвать.

Предположительно это могло бы всё ускорить, но из-за того, что сервису тоже надо как-то доверять, идея глохнет. И всё-таки она была.

Итак, вот у нас получается такая вот цепочка.

Прежде всего мы проверяем, что с подписями у нас всё нормально: выстраиваем цепочку, проверяем подписи – и считаем, что содержимое сертификатов верно. Дальше нам надо проверить конечный сертификат. Промежуточный нам проверять не надо, потому что мы идем к Патрику и проверить нам надо только самый последний сертификат.

Давайте проверять.

Intermediate certificate

Следующий в цепочке – Intermediate Certificate. Зачем он нужен? Дело в том, что в случае, если с Root CA Certificate что-то пошло не так, очень сложно его поменять. Центру сертификации нужно сделать новый приватный ключ, новый публичный ключ, всем это всё нужно обновить и так далее, это утомительно и это ломает всю секьюрити.

И вообще, чем меньше мы работаем с машиной, на которой находится этот CA, тем меньше шансов, что этот приватный ключ украдут. Поэтому CA выписывают промежуточные сертификаты и уже с их помощью подписывают конечные (end-entity) сертификаты для вашего домена.

Такая цепочка происходит очень часто и сертификат для нашего Патрика может быть подписан Губкой Бобом, а сертификат Губки Боба – Мистером Крабсом (а Губка Боб работает на мистера Крабса, как мы знаем из мультика). То есть это, в принципе, может быть вообще одна организация.

Для того, чтобы всё это провалидировать, клиенту нужно всю эту цепочку составить и проверить: взять ключик рутового сертификата, проверить, что промежуточный правильный и подпись валидна, потом взять ключик промежуточного сертификата и проверить конечный сертификат.

Цепочка должна присутствовать в списке сертификатов, которые сервер отсылает. По факту бывает всякое. Бывает, что не посылаются. Symantec, например, очень любил в бесплатные сертификаты не вставлять промежуточный. И поэтому в браузерах ничего не работало.

На самом деле, для большей производительности, поиск производится не по ишьюеру и субъекту, а с помощью расширений (extensions) – там вся эта информация лежит в виде хэшей, поэтому всё происходит быстрее. Но иногда хэшей нет, тогда происходит поиск по текстовым полям субъекта и ишьюера, и вот здесь могут случаться атаки.

Поэтому если вы видите сертификат, в котором этих полей нет, можно возбудиться и что-нибудь покопать – возможно, там всё не очень хорошо.

Ocsp stapling

Это примерно в ту же степь, но тут мы уже начинаем уходить от структуры Certificate Authority. То есть возлагаем эту проверку на сервер. Как это работает: сервер периодически ходит по этому OSCP URL-у и говорит: «OCSP-resolver, посмотри-ка, вот этот мой сертификат – в отозванных или нет?».

OCSP-resolver отвечает подписанным ответом, наш сервер его запоминает, и когда клиент приходит, ему отдаётся этот ответ. То есть у клиента есть подписанный ответ и в нём написано, что всё хорошо. Из-за того, что серверов меньше, чем клиентов и сервер может на какое-то время это кэшировать, нагрузка на всех становится меньше.

Тут есть тоже некоторые проблемы: текущий механизм — это только на один сертификат, а у нас цепочка (и это важно). А еще, из-за того, что мой сервер отвечать на это не обязан, клиент не может рассчитывать на то, что OSCP-stapling точно будет. И поэтому отказаться ни от CRL, ни от OCSP не получается – просто потому, что серверы не обязаны опрашивать и отвечать. Ну и еще один аспект: если в вебе с этим нормально, то в почте всё плохо, а в FTP даже слов таких не знают.

Проблема того, что сервер не обязан отвечать, может решиться добавлением в сертификат еще одного поля – так как оно еще не утряслось, у него просто номер, — в котором мы говорим клиенту, что сервер таки обязан ответить, и если он не ответил, считать этот сертификат невалидным.

Вот это всё вместе теоретически может начать работать, но пока еще мало распространено.

Google и Mozilla, так как им всё это не нравится, сделали свой CRL. И зашили его в браузер. Огонь вообще! Это работает быстро, ну и на этом все плюсы заканчиваются. Для того чтобы не помереть, они не запихивают в него DV-сертификаты. То есть если DV-сертификат отозван, они считают – ну и ладно.

Так что если DV-сертификат отозван и при этом нет OSCP-степлинга, Chrome об этом не скажет – он посчитает этот сертификат нормальным. На самом деле, правильно пользоваться OSCP-степлингом иOCSP Must Staple флагом в сертификате.

Sha-3 уже здесь, но стоит ли его использовать?

Хотя в SHA-2 не обнаружено существенных криптографических слабостей, он считается алгоритмически схожим с SHA-1. Большинство экспертов думают, что его время жизни будет схожим с SHA-1. В августе 2021 NIST утвердило новый алгоритм криптографического хеширования SHA-3.

К сожалению, люди, откладывающие свой переход на SHA-2 в надежде сразу перейти на SHA-3, будут очень расстроены. Общемировое принятие стандарта SHA-3 может затянуться на долгие годы, а переход на SHA-2 следует сделать уже сейчас. Если вы перейдёте на SHA-3 сейчас, то большинство, если не все, ваших криптографически-зависимых приложений или устройств, скорее всего, сообщат об ошибке (не смогут распознать цифровой сертификат).

Итак, если вы ещё не перешли на SHA-2, то переходите сейчас. И когда SHA-2 начнёт ослабевать, мы все вместе перейдём на SHA-3.

Перевод статьи «All you need to know about the move from SHA-1 to SHA-2 encryption»

Варвара Николаева

Атаки на хеши

Стойкость криптографической хеш-функции в том числе обеспечивается тем, что для любого уникального сообщения формируется уникальный хеш. В то же время необходимо, чтобы по одному только хешу нельзя было воспроизвести исходное сообщение. На попытке обойти это свойство строится атака нахождения прообраза.

Общепринятые криптографические хеш-функции изначально считаются криптографически стойкими, но со временем злоумышленники находят математические уловки, ослабляющие их защиту.

Вычислительная сложность криптостойкого хеша равна заявленной эффективной длине последовательности бит минус 1. Таким образом, когда неизвестны его недостатки, 128-битный хеш будет иметь сложность вычисления 2^127. Как только кто-то найдёт математический алгоритм, который позволит взломать хеш за время меньшее, чем эффективная длина бит минус 1, такой хеш будет считаться ослабленным.

Как правило, все общепринятые хеши становятся слабее со временем. Когда эффективная длина бит сокращается, хеш становится менее защищённым и менее ценным. Когда считается, что хеш может быть взломан за разумный период времени и с не столь значительными вычислительными ресурсами (стоимостью от сотен тысяч до миллионов долларов), то хеш считается «взломанным» и не должен больше использоваться.

Взломанные хеши используются вредоносными программами и злоумышленниками для создания якобы законного программного обеспечения с цифровой подписью. Хороший пример такого ПО — Flame malware program. В общем, слабые хеши могут сыграть свою роль и не должны использоваться.

Для чего используется хеш?

Отличный вопрос. Однако ответ не так прост, поскольку криптохеши используются для огромного количества вещей.

Для нас с вами, простых пользователей, наиболее распространенная область применения хеширования — хранение паролей. К примеру, если вы забыли пароль к какому-либо онлайн-сервису, скорее всего, придется воспользоваться функцией восстановления пароля.

В этом случае вы, впрочем, не получите свой старый пароль, поскольку онлайн-сервис на самом деле не хранит пользовательские пароли в виде обычного текста. Вместо этого он хранит их в виде хеш-значений. То есть даже сам сервис не может знать, как в действительности выглядит ваш пароль.

Исключение составляют только те случаи, когда пароль очень прост и его хеш-значение широко известно в кругах взломщиков. Таким образом, если вы, воспользовавшись функцией восстановления, вдруг получили старый пароль в открытом виде, то можете быть уверены: используемый вами сервис не хеширует пользовательские пароли, что очень плохо.

Вы даже можете провести простой эксперимент: попробуйте при помощи специального сайта произвести преобразование какого-нибудь простого пароля вроде «123456» или «password» из их хеш-значений (созданных алгоритмом MD5) обратно в текст. Вероятность того, что в базе хешей найдутся данные о введенных вами простых паролях, очень высока.

В моем случае хеши слов «brain» (8b373710bcf876edd91f281e50ed58ab) и «Brian» (4d236810821e8e83a025f2a83ea31820) успешно распознались, а вот хеш предыдущего абзаца — нет. Отличный пример, как раз для тех, кто все еще использует простые пароли.

Еще один пример, покруче. Не так давно по тематическим сайтам прокатилась новость о том, что популярный облачный сервис Dropbox заблокировал одного из своих пользователей за распространение контента, защищенного авторскими правами. Герой истории тут же написал об этом в твиттере, запустив волну негодования среди пользователей сервиса, ринувшихся обвинять Dropbox в том, что он якобы позволяет себе просматривать содержимое клиентских аккаунтов, хотя не имеет права этого делать.

Впрочем, необходимости в этом все равно не было. Дело в том, что владелец защищенного копирайтом контента имел на руках хеш-коды определенных аудио- и видеофайлов, запрещенных к распространению, и занес их в список блокируемых хешей. Когда пользователь предпринял попытку незаконно распространить некий контент, автоматические сканеры Dropbox засекли файлы, чьи хеши оказались в пресловутом списке, и заблокировали возможность их распространения.

Где еще можно использовать хеш-функции помимо систем хранения паролей и защиты медиафайлов? На самом деле задач, где используется хеширование, гораздо больше, чем я знаю и тем более могу описать в одной статье. Однако есть одна особенная область применения хешей, особо близкая нам как сотрудникам «Лаборатории Касперского»: хеширование широко используется для детектирования зловредных программ защитным ПО, в том числе и тем, что выпускается нашей компанией.

Как при помощи хеша ловить вирусы?

Примерно так же, как звукозаписывающие лейблы и кинопрокатные компании защищают свой контент, сообщество создает списки зловредов (многие из них доступны публично), а точнее, списки их хешей. Причем это может быть хеш не всего зловреда целиком, а лишь какого-либо его специфического и хорошо узнаваемого компонента.

С одной стороны, это позволяет пользователю, обнаружившему подозрительный файл, тут же внести его хеш-код в одну из подобных открытых баз данных и проверить, не является ли файл вредоносным. С другой — то же самое может сделать и антивирусная программа, чей «движок» использует данный метод детектирования наряду с другими, более сложными.

Криптографические хеш-функции также могут использоваться для защиты от фальсификации передаваемой информации. Иными словами, вы можете удостовериться в том, что файл по пути куда-либо не претерпел никаких изменений, сравнив его хеши, снятые непосредственно до отправки и сразу после получения.

Если данные были изменены даже всего на 1 байт, хеш-коды будут отличаться, как мы уже убедились в самом начале статьи. Недостаток такого подхода лишь в том, что криптографическое хеширование требует больше вычислительных мощностей или времени на вычисление, чем алгоритмы с отсутствием криптостойкости. Зато они в разы надежнее.

Кстати, в повседневной жизни мы, сами того не подозревая, иногда пользуемся простейшими хешами. Например, представьте, что вы совершаете переезд и упаковали все вещи по коробкам и ящикам. Погрузив их в грузовик, вы фиксируете количество багажных мест (то есть, по сути, количество коробок) и запоминаете это значение.

По окончании выгрузки на новом месте, вместо того чтобы проверять наличие каждой коробки по списку, достаточно будет просто пересчитать их и сравнить получившееся значение с тем, что вы запомнили раньше. Если значения совпали, значит, ни одна коробка не потерялась.

Как работает хеш?

Например, мое имя — Brian — после преобразования хеш-функцией SHA-1 (одной из самых распространенных наряду с MD5 и SHA-2) при помощи онлайн-генератора будет выглядеть так: 75c450c3f963befb912ee79f0b63e563652780f0. Как вам скажет, наверное, любой другой Брайан, данное имя нередко пишут с ошибкой, что в итоге превращает его в слово brain (мозг).

Это настолько частая опечатка, что однажды я даже получил настоящие водительские права, на которых вместо моего имени красовалось Brain Donohue. Впрочем, это уже другая история. Так вот, если снова воспользоваться алгоритмом SHA-1, то слово Brain трансформируется в строку 97fb724268c2de1e6432d3816239463a6aaf8450.

Как видите, результаты значительно отличаются друг от друга, даже несмотря на то, что разница между моим именем и названием органа центральной нервной системы заключается лишь в последовательности написания двух гласных. Более того, если я преобразую тем же алгоритмом собственное имя, но написанное уже со строчной буквы, то результат все равно не будет иметь ничего общего с двумя предыдущими: 760e7dab2836853c63805033e514668301fa9c47.

Впрочем, кое-что общее у них все же есть: каждая строка имеет длину ровно 40 символов. Казалось бы, ничего удивительного, ведь все введенные мною слова также имели одинаковую длину — 5 букв. Однако если вы захешируете весь предыдущий абзац целиком, то все равно получите последовательность, состоящую ровно из 40 символов:

c5e7346089419bb4ab47aaa61ef3755d122826e2. То есть 1128 символов, включая пробелы, были ужаты до строки той же длины, что и пятибуквенное слово. То же самое произойдет даже с полным собранием сочинений Уильяма Шекспира: на выходе вы получите строку из 40 букв и цифр. При всем этом не может существовать двух разных массивов данных, которые преобразовывались бы в одинаковый хеш.

Вот как это выглядит, если изобразить все вышесказанное в виде схемы:

Маленький бонус

То, что не влезло.

На картинку тоже не всё влезло – тема очень большая, но на практике можно фокусироваться таким образом, чтобы на любом уровне понимать идею в целом и смочь разгрести что происходит, понять, что вам нужно доучить, что сейчас конкретно нужно узнать и всё вот это.

Эта картинка — про ключевые слова. Из литературы можно рекомендовать очень крутую статью на русском языке «Ключи, шифры, сообщения: как работает TLS» – прочитать целиком вряд ли удастся, но в качестве справочника пригодится. Открыл, нашел что надо, почитал, ключевые слова узнал, пошел в википедию и на английском прочитал (на русском почему-то плохо написано).

На английском написано отлично: идея, зачем, почему, ссылочки. Не знаешь, что такое HSTS – иди в википедию, там будет ссылочки на статьи для Патриков, то есть чайников. Еще на RFC, но это читать невозможно. Общий смысл станет понятен даже из самой статьи в Википедии.

Вот и всё! Вы молодцы 🙂

Модели перехода иок

Ниже перечислены сценарии для внедрения SHA-2 в компоненты ИОК (для этих примеров используется двухуровневая ИОК — автономная корневая система, онлайн центры сертификации), каждый из которых может быть либо новым компонентом, либо перенесённым:

• Два ИОК дерева, один полностью SHA-1, другой полностью SHA-2.

Остальные сценарии предполагают одно дерево ИОК:

• Всё дерево ИОК, от корня до конечных точек, — SHA-1.
• Всё дерево ИОК, от корня до конечных точек, — SHA-2.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-2.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-1, выдающие ЦС — SHA-2 и SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-2 и SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-2, сертификаты конечных точек — SHA-1.
• Корень — SHA-2, выдающие ЦС — SHA-2 и SHA-1, сертификаты конечных точек — SHA-2 и SHA-1.

Также возможно существование выдающего центра сертификации, который переключается между SHA-1 и SHA-2 по необходимости, но это с большой вероятностью вызовет путаницу в службах ИОК (и не особо рекомендуется). Если возможно, для облегчения перехода можно запустить параллельные ИОК, один — с SHA-1, другой — с SHA-2, а потом переводить используемые устройства после того, как позволит тестирование.

Примечание: собственный сертификат ЦС корневого ЦС не нужно переносить на SHA-2, даже если он всё ещё использует SHA-1. Все программы проверки устаревших SHA-1 заботятся обо всём после собственного сертификата корневого ЦС (и будут заботиться, по крайней мере, в обозримом будущем).

Публичные ЦС уже перешли с SHA-1 на SHA-2 для любых сертификатов со сроком жизни, заканчивающимся после 1 января 2021, поэтому вы должны сосредоточить свои усилия на серверах и приложениях с ещё не перешедшими на SHA-2 публичными цифровыми сертификатами.

Не отозван ли сертификат?

Самая интересная вещь – мы дошли до нее, ура! Самая прикольная, самая неработающая 🙂

Если говорить кратко, то сейчас здесь во всей инфраструктуре TLS очень большие проблемы, потому что: не работает ничего. И эту проблему как раз и хотят решать тем, чтобы срок действия сертификата сделать очень маленьким. Когда нужно отзывать сертификат?

Чаще всего – когда ваш приватный ключ утек. Ваш приватный ключ утек – вы попали. Надо сертификат отозвать, потому что если не отозвать, тот кто украл ваш ключ, сможет подсовывать клиентам ваш сертификат и представляться вами. Надо сказать: чуваки, я поменял свой ключ – тот сертификат не действителен!

Если сделать время действия сертификата очень маленьким, то в принципе можно не отзывать, а подождать, когда он кончится. Отсюда все эти экстремальные предложения с минутами и часами. Ну, а если у тебя сертификат на 3 года, а ключ украли на второй день – то три года кто-то сможет представляться тобой.

Как же проверить, отозван сертификат или нет?

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.

Обработка устаревших хэшей sha-1

Все крупные поставщики веб-браузеров (например, Microsoft, Google, Mozilla, Apple) и другие доверенные стороны рекомендовали всем клиентам, сервисам и продуктам, в настоящее время использующим SHA-1, перейти на SHA-2, хотя что и когда должно перейти зависит от поставщика.

Например, многие поставщики заботятся только о сертификатах TLS (т. е. веб-серверах), и только компания Microsoft озабочена использованием SHA-1 в цифровом сертификате от «публичного» центра сертификации. Но можно ожидать, что все поставщики потребуют перевести на SHA-2 все приложения и устройства, даже если они не готовы к этому.

Сейчас большинство браузеров покажет сообщение об ошибке, если на веб-сайте используется публичный цифровой сертификат, подписанный SHA-1, но некоторые из них позволят вам обойти всплывающее окно и перейти на такой сайт. Возможно, в скором времени, все главные поставщики браузеров запретят обход сообщений об ошибке и переходы на сайты, использующие цифровые сертификаты SHA-1.

К сожалению, переход с SHA-1 на SHA-2 является односторонней операцией в большинстве сценариев сервера. Например, как только вы начнёте использовать цифровой сертификат SHA-2 вместо SHA-1, пользователи, не понимающие сертификаты SHA-2, начнут получать предупреждения и уведомления об ошибках, или даже отказы. Для пользователей приложений и устройств, не поддерживающих SHA-2, переход будет опасным скачком.

Ответ клиента

Итак, Патрик проверил сертификаты и начинает отвечать Губке Бобу.

Если у клиента просили сертификаты, он их отдает. Дальше он отдает информацию для того, чтобы сделать ключики – так же, как сервер, clientKeyExchange. Поле CertificateVerify – неинтересная инфа на тему «как валидировать сертификат», в TLS 1.3 она и выглядит-то уже по-другому, потому что не сильно нужна.

После этого клиент переходит на шифрованный канал и посылает сообщение Finished – «я готов к шифрованному каналу». Сервер проверяет это сообщение – что там всё нормально, как договорились, что оно расшифровывается, что не успели на данном этапе ничего подменить и это всё еще Патрик, — тоже переходит на шифрованный канал и отдает свое Finished-сообщение, которое в свою очередь проверяет клиент. И после этого идет общение уже данными приложений по шифрованному каналу.

План перехода иок с sha-1 на sha-2

Каждая компания с внутренним ИОК, не использующая SHA-2, должна будет создать ИОК SHA-2 или перевести существующую ИОК с SHA-1 на SHA-2. Для перехода нужно:

• Обучить вовлечённых членов команды тому, что такое SHA-2 и почему требуется его использование (эта статья будет хорошим началом).
• Провести инвентаризацию всех критических хешей или цифровых сертификатов, используемых в приложениях или устройствах.
• Определить, какие критически важные устройства или приложения могут использовать SHA-2, какой размер ключа может быть использован и какие операционные проблемы могут возникнуть (этот этап зачастую включает обращение к поставщику и тестирование).
• Определить, какие компоненты ИОК могут или должны быть перенесены в SHA-2.
• Составить план перехода для преобразования компонентов SHA-1 в SHA-2, включая потребителей и компоненты ИОК, плюс резервный план на случай сбоя.
• Провести PoC-тестирование.
• Принять управленческий риск и решение о переходе или отказе от него.
• Внедрить план перехода в производственную среду.
• Провести тестирование и получить обратную связь.

Самая сложная часть перехода — определение того, какие устройства и приложения работают с SHA-2. Если используемые устройства не понимают SHA-2, вас ждёт неудача или сообщение об ошибке, которое вряд ли будет звучать как «SHA-2 не принят». Вместо этого готовьтесь к:

Подумайте о своей миссии, чтобы определить, какие важные части вашей инфраструктуры будут или не будут работать. Начните с попытки инвентаризации каждого уникального устройства, ОС и приложения, которые должны понимать SHA-2. Затем соберите команду людей, которые протестируют, работает ли SHA-2.

Обновление приложений и устройств — задача не из лёгких, и потребует больше времени, чем кажется. Даже сейчас существует множество устройств и приложений, использующих старые версии OpenSSL, которые следовало бы обновить после атаки Heartbleed, но администраторы серверов этого так и не сделали.

Если у вас есть внутренняя ИОК, вам понадобится подготовить её к переходу на SHA-2. Иногда это означает обновление ваших центров сертификации, получение новых сертификатов или установку полностью новых ИОК. Последнее рекомендуется по множеству причин, в основном потому, что новая ИОК даст вам шанс начать сначала без груза старых ошибок.

Сertificate transparency

Итак, всё хорошо, но Google не был бы Google, если бы не придумал еще одну технологию конкретно для себя. Она называется Сertificate Transparency. Откуда что идет: Google очень беспокоится о том, чтобы кто-нибудь не выписал плохой сертификат на него самого – чтобы именно Google не пострадал от того, что кто-то там выписывает какие-то нехорошие сертификаты.

И вот с помощью Сertificate Transparency каждый владелец домена (и вообще кто угодно) может посмотреть, какие сертификаты на этот домен были выписаны. Дальше он может этот сертификат взять и с ним что-нибудь сделать. Например, проверить, хороший он или нет. Ну и возбудиться (или не возбудиться).

Это не только технология, но и набор процессов. То есть Google говорит: ребята, вот у нас есть Сertificate Transparency, мы в него записываем только нормальные сертификаты – такие, где цепочка есть, цепочка правильная и всё нормально. Мы можем время записи Сertificate Transparency Log запихать в сертификат, чтобы клиент мог четче посмотреть, что вот этот сертификат в Transparency Log должен быть тогда-то.

Мы гарантируем, что это вот эта штука не редактируема обратно (из-за того, что блокчейн) – ну то есть нельзя взять и подменить старые записи, можно только добавлять новые. И давайте, ребята, кто-нибудь из вас будет периодически ходить по этому логу, и проверять, что там всё нормально, а если что-то не так, говорить нам и мы будем это править. А другие ребята пусть держат у себя всё это, потому что надо, чтобы было много мощностей на вот эту вот штуку.

Тот ли тип использования?

Кроме проверки, тот ли это домен, не истёк ли срок годности и валидна ли подпись, из таких вещей, которые достаточно просто делаются, у нас еще есть пункт «тот ли тип использования».

Сертификаты бывают разные. То есть, если в Key Usage не указаны вот эти вот два параметра, то это – по идее! – должно влиять на то, как клиент с этим работает.

Key agreement – это как раз когда мы выписываем сеансовые ключи и договариваемся о них. Обычно вся эта коммуникация подписывается или шифруется вот этим вот публичным ключом, который чуть выше. Но если в key usage не прописан key agreement, то это означает, что ишьюер этого сертификата запрещает использовать этот сертификат для вот этого назначения.

Сейчас на практике это почти не встречается, то есть эти вещи у большинства сертификатов одинаковые, но тем не менее — в принципе могут быть и другие. И бывает, что сертификат НЕ подходит для чего-то. Для чего он подходит – написано здесь. Клиент должен это проверять.

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.

Электронная подпись для чайников: с чем ее есть и как не подавиться. часть 2