Firmas digitales y certificados

Una firma digital demuestra que un documento o mensaje fue creado por el titular de una clave privada específica y no ha sido modificado. A diferencia de una firma manuscrita, está vinculada matemáticamente al contenido: cualquier cambio invalida la firma.

Proceso de firma:

1. Calcule el hash del documento: H = SHA256(document)
2. Cifre el hash con la clave privada: sig = RSA_encrypt(H, private_key)
3. Adjunte la firma al documento

Verificación: descifre la firma con la clave pública, vuelva a calcular el hash y compare los resultados.

Algoritmos modernos de firma:

• ECDSA (con P-256) — utilizado en certificados TLS y Bitcoin
• Ed25519 (EdDSA) — más rápido y sencillo, sin vulnerabilidad relacionada con la aleatoriedad por firma, utilizado en SSH y Signal

Prefiera Ed25519 para las aplicaciones nuevas.

Un certificado digital (X.509) vincula una clave pública con una identidad. Contiene: nombre del sujeto, clave pública, periodo de validez, emisor y firma digital de la CA. Cuando visita sitios HTTPS, el servidor presenta su certificado para demostrar su identidad.

Una autoridad de certificación (CA) es una entidad de confianza que firma certificados después de verificar la identidad del solicitante. Los navegadores y almacenes de confianza del sistema operativo contienen certificados de las CA raíz. Cadenas de confianza: CA raíz → CA intermedia → certificado de entidad final.

Let's Encrypt es una CA gratuita y automatizada. Emite certificados de validación de dominio (DV) válidos durante 90 días y renovables automáticamente mediante el protocolo ACME. Ha aumentado drásticamente la adopción de HTTPS desde 2015.

Niveles de validación de certificados:

• DV (validación de dominio) — demuestra únicamente el control del dominio
• OV (validación de organización) — verifica que la organización existe
• EV (validación ampliada) — verificación rigurosa de la identidad (barra verde, actualmente obsoleta en los navegadores)

Los certificados comprometidos deben revocarse:

• CRL (lista de revocación de certificados) — lista descargable de números de serie revocados
• OCSP (protocolo de estado de certificados en línea) — comprobación en tiempo real de un solo certificado
• OCSP Stapling — el servidor adjunta una respuesta de OCSP firmada por la CA al handshake de TLS

Los registros de transparencia de certificados son registros públicos de solo adición de todos los certificados emitidos. Los navegadores exigen pruebas de CT en los certificados. Esto permite detectar certificados emitidos incorrectamente en cuestión de horas. Buscar: crt.sh

Los editores de software firman los ejecutables con certificados de firma de código. El sistema operativo verifica las firmas antes de ejecutar el software. Esto evita que los binarios manipulados se ejecuten silenciosamente. macOS Gatekeeper y Windows SmartScreen aplican políticas de firma de código.

La fijación de certificados codifica en las aplicaciones los certificados o las claves públicas esperados. Aunque una CA maliciosa emita un certificado fraudulento, las aplicaciones que usan fijación lo rechazan. Se utiliza en aplicaciones móviles y servicios de alta seguridad. Es difícil de actualizar: úsela con cuidado.

¿Qué mecanismo permite a los navegadores comprobar en tiempo real si se ha revocado un certificado específico?

Las firmas digitales demuestran la autenticidad y la integridad mediante claves privadas. Los certificados vinculan las claves públicas con identidades y están firmados por Autoridades de Certificación. Let's Encrypt proporciona certificados DV gratuitos. La revocación utiliza CRL u OCSP. Los registros de Certificate Transparency detectan emisiones indebidas. Ed25519 es el algoritmo de firma moderno preferido.