Firme digitali e certificati

Una firma digitale dimostra che un documento o messaggio è stato creato dal titolare di una specifica chiave privata e non è stato modificato. A differenza di una firma autografa, è legata matematicamente al contenuto: qualsiasi modifica invalida la firma.

Processo di firma:

1. Calcolare l'hash del documento: H = SHA256(document)
2. Cifrare l'hash con la chiave privata: sig = RSA_encrypt(H, private_key)
3. Allegare la firma al documento

Verifica: decifrare sig con la chiave pubblica, ricalcolare l'hash e confrontare i risultati.

Algoritmi di firma moderni:

• ECDSA (con P-256) — usato nei certificati TLS e in Bitcoin
• Ed25519 (EdDSA) — più veloce, più semplice, senza vulnerabilità legate alla casualità per singola firma, usato in SSH e Signal

Preferisca Ed25519 per le nuove applicazioni.

Un certificato digitale (X.509) associa una chiave pubblica a un'identità. Contiene: nome del soggetto, chiave pubblica, periodo di validità, emittente e firma digitale della CA. Quando visita siti HTTPS, il server presenta il proprio certificato per dimostrare la propria identità.

Un'autorità di certificazione (CA) è un'entità considerata attendibile che firma i certificati dopo aver verificato l'identità del richiedente. I browser e i sistemi operativi contengono i certificati delle CA radice negli archivi attendibili. Catene di fiducia: CA radice → CA intermedia → certificato dell'entità finale.

Let's Encrypt è una CA gratuita e automatizzata. Emette certificati con convalida del dominio (DV) validi per 90 giorni, rinnovabili automaticamente tramite il protocollo ACME. Dal 2015 ha aumentato notevolmente l'adozione di HTTPS.

Livelli di convalida dei certificati:

• DV (Convalida del dominio) — dimostra solo il controllo del dominio
• OV (Convalida dell'organizzazione) — verifica che l'organizzazione esista
• EV (Convalida estesa) — verifica rigorosa dell'identità (barra verde, ora deprecata nei browser)

I certificati compromessi devono essere revocati:

• CRL (Lista di revoca dei certificati) — elenco scaricabile dei numeri di serie revocati
• OCSP (Protocollo online di verifica dello stato dei certificati) — verifica in tempo reale di un singolo certificato
• OCSP Stapling — il server allega la risposta OCSP firmata dalla CA all'handshake TLS

I registri di Certificate Transparency sono registri pubblici a sola aggiunta di ogni certificato emesso. I browser richiedono una prova di CT nei certificati. Questo consente di rilevare i certificati emessi erroneamente entro poche ore. Cerca: crt.sh

Gli autori di software firmano gli eseguibili con certificati di firma del codice. Il sistema operativo verifica le firme prima dell'esecuzione. In questo modo si impedisce l'esecuzione silenziosa di file binari manomessi. macOS Gatekeeper e Windows SmartScreen applicano i criteri di firma del codice.

Il certificate pinning inserisce direttamente nelle applicazioni i certificati o le chiavi pubbliche attesi. Anche se una CA non autorizzata emette un certificato fraudolento, le app che usano il pinning lo rifiutano. Viene utilizzato nelle app mobili e nei servizi ad alta sicurezza. È difficile da aggiornare: va usato con cautela.

Quale meccanismo consente ai browser di verificare in tempo reale se un certificato specifico è stato revocato?

Le firme digitali dimostrano autenticità e integrità mediante chiavi private. I certificati associano le chiavi pubbliche alle identità e sono firmati dalle Autorità di certificazione. Let's Encrypt fornisce certificati DV gratuiti. La revoca utilizza CRL o OCSP. I log di Certificate Transparency rilevano le emissioni errate. Ed25519 è l'algoritmo moderno di firma preferito.