DKIM-Signaturen

DKIM (DomainKeys Identified Mail) fügt ausgehenden E-Mails eine kryptografische Signatur hinzu. Ein Empfänger kann diese Signatur verifizieren und dadurch zwei Dinge bestätigen:

• Die Nachricht wurde tatsächlich von der signierenden Domain autorisiert
• Der signierte Inhalt wurde während der Übertragung nicht verändert

Während SPF Server autorisiert, authentifiziert DKIM die Nachricht selbst, und diese Signatur übersteht Weiterleitungen.

DKIM beruht auf asymmetrischer Kryptografie. Der Domaininhaber verfügt über ein Schlüsselpaar:

• Der private Schlüssel bleibt auf dem sendenden Mailserver geheim und wird zum Signieren verwendet
• Der öffentliche Schlüssel wird in DNS veröffentlicht und von beliebigen Personen zum Verifizieren verwendet

Da nur der Besitzer des privaten Schlüssels eine gültige Signatur erzeugen kann, beweist eine erfolgreiche Verifizierung, dass die Nachricht von der legitimen Domain stammt.

Wenn der sendende Server eine Nachricht verschickt, berechnet er eine Signatur über ausgewählte Header und den Body und fügt anschließend einen DKIM-Signature-Header hinzu.

Der DKIM-Signature-Header enthält die Parameter, die ein Empfänger zur Verifizierung benötigt:

Der Selector (das s=-Tag) teilt Empfängern mit, welchen öffentlichen Schlüssel sie abrufen müssen. Der Schlüssel befindet sich an einer vorhersehbaren DNS-Position:

Beim Empfang führt der verifizierende Server den Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durch:

• Die Domain d= und den Selector s= aus der DKIM-Signature lesen
• Den öffentlichen Schlüssel unter selector._domainkey.domain in DNS abrufen
• Den Body-Hash und den Header-Hash neu berechnen
• Mit dem öffentlichen Schlüssel prüfen, ob die Signatur übereinstimmt

Ist die Signatur gültig, ist DKIM erfolgreich. Wurde die Nachricht verändert oder mit dem falschen Schlüssel signiert, schlägt die Prüfung fehl.

Das Feld bh (Body-Hash) macht Manipulationen bei DKIM erkennbar. Der Absender hasht den Body und nimmt diesen Hash in die signierten Daten auf.

Wenn jemand den Nachrichteninhalt während der Übertragung verändert, stimmt der vom Empfänger neu berechnete Hash nicht mit dem signierten bh überein und die Verifizierung schlägt fehl. So bietet DKIM Integrität und nicht nur eine Authentifizierung des Ursprungs.

Mailserver auf dem Übertragungsweg nehmen häufig kleine, harmlose Änderungen vor, etwa indem sie Zeilen neu umbrechen oder Leerzeichen anpassen. Damit solche Änderungen keine gültigen Signaturen ungültig machen, verwendet DKIM eine Kanonisierung (das c=-Tag).

• simple — strikt; nahezu jede Änderung macht die Signatur ungültig
• relaxed — tolerant gegenüber Änderungen an Leerzeichen und der Groß-/Kleinschreibung von Headern

Die meisten Installationen verwenden relaxed/relaxed, um die Zuverlässigkeit über unterschiedliche Mailinfrastrukturen hinweg zu gewährleisten.

Selectoren sind nicht nur Bezeichnungen, sondern ermöglichen eine sichere Schlüsselrotation. Sie sollten DKIM-Schlüssel regelmäßig ersetzen, um das Risiko zu begrenzen, falls ein Schlüssel offengelegt wird.

Vorgehen bei der Rotation:

• Ein neues Schlüsselpaar mit einem neuen Selector erzeugen, zum Beispiel mail2025
• Den neuen öffentlichen Schlüssel in DNS veröffentlichen
• Den Signierer auf die Verwendung des neuen Selectors umstellen
• Den alten Selector in DNS belassen, bis sich bereits unterwegs befindliche E-Mails zugestellt wurden, und ihn anschließend entfernen

Ein neuer Selector verhindert eine Lücke, in der Signaturen nicht verifiziert werden können.

Im Gegensatz zu SPF übersteht DKIM Weiterleitungen. Die Signatur wird mit der Nachricht übertragen. Solange die signierten Header und der Body nicht verändert werden, kann eine weitergeleitete Nachricht weiterhin verifiziert werden.

Damit ergänzt DKIM die Schwäche von SPF ideal. Bei einer Weiterleitung kann SPF fehlschlagen, weil sich die IP-Adresse, die die Verbindung herstellt, geändert hat. DKIM kann jedoch weiterhin erfolgreich sein, sodass DMARC die legitime E-Mail akzeptieren kann.

DKIM ist leistungsfähig, aber allein nicht vollständig:

• DKIM beweist, dass eine Domain die Nachricht signiert hat. Es stellt jedoch nicht sicher, dass die signierende Domain mit dem sichtbaren From-Header übereinstimmt; dafür ist das DMARC-Alignment zuständig
• Ein Angreifer kann E-Mails mit dem gültigen DKIM-Schlüssel seiner eigenen Domain signieren
• Mit einem offengelegten privaten Schlüssel kann ein Angreifer gültige Signaturen fälschen, bis der Schlüssel durch eine Rotation ersetzt wurde

DKIM muss mit DMARC kombiniert werden, damit es gegen Spoofing wirksam ist.

Testen Sie Ihr Verständnis von DKIM.

Sie haben gelernt, wie DKIM Nachrichten signiert:

• DKIM fügt eine kryptografische Signatur hinzu, die Ursprung und Integrität beweist
• Ein privater Schlüssel signiert auf dem Server; der öffentliche Schlüssel wird unter einem Selector in DNS veröffentlicht
• Der Body-Hash erkennt Manipulationen; die Kanonisierung toleriert harmlose Änderungen
• Selectoren ermöglichen eine sichere Schlüsselrotation, und DKIM übersteht Weiterleitungen, bei denen SPF fehlschlägt
• DKIM benötigt weiterhin ein DMARC-Alignment, um die Signatur mit dem sichtbaren From zu verknüpfen

Als Nächstes verbinden Sie SPF und DKIM mit einer DMARC-Richtlinie und entsprechenden Reports.