Come i siti web ottengono i certificati SSL

Il sistema di attendibilità dei certificati è gerarchico. Le CA radice sono autofirmate e integrate nei sistemi operativi e nei browser. Le CA intermedie sono firmate dalle CA radice e si occupano dell'emissione effettiva dei certificati.

Questa struttura a due livelli mantiene offline e isolati fisicamente i dati privati delle CA radice. Se una CA intermedia viene compromessa, i suoi certificati possono essere revocati senza dover modificare gli ancoraggi di attendibilità delle CA radice.

Per ottenere un certificato DV, il richiedente deve dimostrare di controllare il dominio. Esistono tre challenge ACME standard: challenge DNS (aggiunta di un record TXT al DNS del dominio), challenge HTTP (posizionamento di un file specifico in un URL specifico) e challenge TLS-ALPN (presentazione di un certificato specifico durante la negoziazione TLS).

Tutti e tre i metodi confermano che il richiedente controlla il DNS del dominio oppure il server web associato a quel dominio. In questo modo si impedisce di ottenere un certificato per un dominio che non si controlla.

ACME (Automatic Certificate Management Environment, RFC 8555) è il protocollo utilizzato da Let's Encrypt e supportato dalla maggior parte delle CA moderne. Automatizza l'intero ciclo di vita del certificato: challenge, convalida, emissione e rinnovo.

ACME consente ai server web di ottenere e rinnovare automaticamente i certificati senza intervento umano. Certbot, acme.sh e la maggior parte dei server web includono già client ACME, rendendo la gestione dei certificati quasi priva di manutenzione.

Una Certificate Signing Request (CSR), ovvero una richiesta di firma del certificato, è un blocco di dati che contiene la chiave pubblica del richiedente e informazioni sull'entità, come nome di dominio, organizzazione e paese. La CSR viene firmata con la chiave privata corrispondente per dimostrarne il possesso.

La CA convalida la CSR, verifica la prova del controllo del dominio ed emette un certificato che associa la chiave pubblica contenuta nella CSR al nome di dominio convalidato. La chiave privata non lascia mai il server.

Un certificato X.509 contiene: Subject (l'identità certificata), Subject Alternative Names (SAN, nomi di dominio aggiuntivi), Issuer (la CA che lo ha firmato), periodo di validità (Not Before e Not After), chiave pubblica e algoritmo e firma digitale della CA.

I certificati moderni usano i SAN invece del precedente campo Common Name per i nomi di dominio. Un certificato può elencare più domini nel proprio campo SAN, consentendo a un solo certificato di coprire diversi domini correlati.

Let's Encrypt, lanciata nel 2016 dall'Internet Security Research Group, emette certificati DV gratuiti tramite challenge ACME completamente automatizzate. Ha emesso oltre tre miliardi di certificati, accelerando notevolmente l'adozione di HTTPS.

I certificati Let's Encrypt sono validi per 90 giorni, un periodo più breve rispetto a quello dei certificati delle CA commerciali, e devono essere rinnovati regolarmente. Il breve periodo di validità è intenzionale: limita l'esposizione in caso di compromissione del certificato e incoraggia l'automazione.

Le CA commerciali, come DigiCert, Sectigo e GlobalSign, fanno pagare i certificati, ma offrono servizi aggiuntivi: convalida OV ed EV, con verifica dell'identità dell'organizzazione, certificati pluriennali, copertura assicurativa per emissioni errate e assistenza clienti.

Per le organizzazioni che hanno bisogno di certificati OV o EV, richiedono periodi di validità più lunghi oppure necessitano di garanzie commerciali e SLA, le CA commerciali offrono un valore che i fornitori di certificati DV gratuiti non offrono.

Un certificato wildcard copre un dominio e tutti i suoi sottodomini diretti. Un certificato per *.example.com copre mail.example.com, www.example.com e api.example.com, ma non sub.mail.example.com.

I certificati wildcard sono comodi per le organizzazioni con molti sottodomini. Tuttavia, la stessa chiave privata protegge tutti i sottodomini, quindi la compromissione di un server compromette il certificato per tutti i sottodomini coperti.

Un certificato Subject Alternative Names (SAN), detto anche certificato multidominio o UCC, elenca esplicitamente più nomi di dominio. A differenza dei wildcard, copre domini specifici indicati singolarmente anziché una configurazione basata su un modello.

I certificati SAN vengono usati comunemente per proprietà correlate: un certificato potrebbe coprire example.com, www.example.com, app.example.com ed example.io. Ogni dominio richiede una convalida separata, ma un solo certificato li copre tutti.

Il certificate pinning istruisce un client ad accettare solo certificati o chiavi pubbliche specifici per un determinato dominio, ignorando i certificati firmati da CA che non riconosce. In questo modo si impediscono gli attacchi che usano certificati emessi da CA non autorizzate.

HTTP Public Key Pinning (HPKP) era un meccanismo del browser per il certificate pinning. È stato deprecato e rimosso dai browser entro il 2019, perché una configurazione errata poteva impedire per sempre agli utenti di accedere a un sito. Oggi Certificate Transparency è il meccanismo preferito per rilevare l'uso illecito dei certificati.

Quando un certificato viene compromesso, la CA può revocarlo prima della scadenza. La Certificate Revocation List (CRL) è un elenco dei numeri di serie dei certificati revocati che i client possono scaricare e controllare.

OCSP (Online Certificate Status Protocol) consente di controllare in tempo reale lo stato di revoca dei singoli certificati. L'OCSP stapling migliora la privacy e le prestazioni: il server recupera in anticipo una risposta OCSP firmata e la include nell'handshake TLS, così il browser non deve contattare la CA.

Verificate le vostre conoscenze sui tipi di convalida dei certificati.

I certificati vengono emessi tramite una gerarchia di CA, in cui le CA radice firmano le CA intermedie, che a loro volta emettono i certificati delle entità finali. I certificati DV verificano solo il controllo del dominio; quelli OV ed EV verificano l'identità dell'organizzazione.

ACME automatizza l'emissione e il rinnovo dei certificati. Let's Encrypt emette certificati DV gratuiti validi per 90 giorni. I certificati wildcard coprono tutti i sottodomini diretti. I log di Certificate Transparency forniscono registri verificabili di tutti i certificati emessi.