Certifikatutfärdare och förtroendekedjor

En Root CA är den högsta auktoriteten i en PKI-hierarki. Root CA-certifikat är självsignerade – det finns ingen högre auktoritet som kan validera dem. I stället är rotcertifikat betrodda eftersom operativsystemleverantörer (Microsoft, Apple och Mozilla) granskar Root CA:er genom rigorösa revisionsprocesser och förinstallerar deras certifikat i betrodda certifikatarkiv. En typisk webbläsares betrodda certifikatarkiv innehåller ungefär 130–150 betrodda Root CA:er. Om en Root CA komprometteras blir alla certifikat som den någonsin har utfärdat misstänkta, vilket är anledningen till att Root CA:ernas privata nycklar lagras i offlinemiljö, i luftgapade hårdvarusäkerhetsmoduler (HSM:er).

Root CA:er utfärdar sällan certifikat direkt till slutenheter. I stället skapar de Intermediate CA:er (även kallade underordnade CA:er) genom att utfärda certifikat till operatörer av Intermediate CA:er. Intermediate CA:er utfärdar sedan certifikat till slutenheter, till exempel HTTPS-servercertifikat. Denna delegationshierarki har flera syften: den skyddar Root CA:ernas privata nycklar genom att hålla dem offline (om en Intermediate CA komprometteras återkallas endast dess certifikatkedja, inte hela roten); den möjliggör specialiserade CA:er för olika användningsområden (kodsignering jämfört med TLS); och den stöder organisatoriska hierarkier inom privat PKI.

En certifikatkedja (eller förtroendekedja) är en serie certifikat från slutenhetens certifikat tillbaka till den betrodda Root CA:n. För en typisk HTTPS-webbplats ser kedjan ut så här: Slutenhetscertifikat (t.ex. *.google.com) → Intermediate CA-certifikat (t.ex. Google Trust Services WR2) → Root CA-certifikat (t.ex. Google Trust Services LLC). När webbläsaren besöker en webbplats validerar den hela kedjan genom att kontrollera att varje certifikat har signerats av nivån ovanför och att roten finns i det betrodda certifikatarkivet. Varje avbrott i kedjan leder till ett certifikatfel.

När två separata PKI-hierarkier behöver upprätta ett ömsesidigt förtroende använder de korscertifiering. Varje CA utfärdar ett certifikat till den andras rot, vilket etablerar förtroende i båda riktningarna. En Bridge CA är en central nav-CA som korscertifierar med flera domän-CA:er och skapar ett förtroendenätverk mellan olika organisationer eller myndigheter. US Federal Bridge CA kopplar samman flera federala statliga PKI-system. Korscertifiering är komplex att hantera men nödvändig när organisationer slås samman eller när förtroende mellan myndigheter ska etableras utan att hierarkierna måste förenas till en enda.

En Registration Authority (RA) är en enhet som verifierar identiteter på uppdrag av en CA men inte utfärdar certifikat själv. RA:n tar emot certifikatbegäranden, verifierar sökandens identitet (genom dokumentkontroller, domänvalidering eller personlig verifiering beroende på certifikattypen) och vidarebefordrar godkända begäranden till CA:n för signering. Genom denna delegering kan CA:er skala upp sin certifikatutgivning utan att själva utföra all verifiering. Inom företags-PKI kan en RA exempelvis vara HR-avdelningen eller IT-supporten som validerar anställdas certifikatbegäranden.

CA:er erbjuder certifikat på olika valideringsnivåer, beroende på hur noggrant sökandens identitet har verifierats. Domain Validation (DV): CA:n verifierar endast att sökanden kontrollerar domänen (automatiserat, tar några minuter och används av Let's Encrypt). Organization Validation (OV): CA:n verifierar att organisationen existerar juridiskt (1–3 arbetsdagar). Extended Validation (EV): den mest omfattande granskningen – juridisk identitet, fysisk adress och faktisk verksamhet (1–2 veckor, användes för att visa företagsnamnet i grönt i webbläsarens adressfält). DV räcker för grundläggande kryptering; EV är lämpligt för mål med högt värde, som banksajter.

Certifikatspärrning är en teknik där en applikation hårdkodas till att endast lita på ett specifikt certifikat eller en specifik CA, i stället för på vilket certifikat som helst från valfri betrodd Root CA. Detta förhindrar MITM-attacker även om en angripare får ett falskt certifikat från en betrodd CA. Mobilappar och säkerhetskänsliga applikationer använder certifikatspärrning för att säkerställa att de endast accepterar certifikat från sina egna servrar. Nackdelen är att applikationen slutar fungera om det spärrade certifikatet löper ut eller byts ut, tills appen uppdateras. HPKP (HTTP Public Key Pinning) var en webbläsarbaserad mekanism för certifikatspärrning som har avvecklats på grund av risken för felaktig distribution.

Organisationer driver en egen privat CA för interna certifikatbehov – autentisering av VPN-klienter, utfärdande av certifikat för interna HTTPS-tjänster, kodsignering och autentisering av enheter. Microsoft Active Directory Certificate Services (AD CS) är den vanligaste privata CA-lösningen i företag. Interna CA-certifikat måste distribueras till alla enheter och webbläsare som behöver lita på internt utfärdade certifikat, vanligtvis via Group Policy. Privata CA:er kan inte utfärda certifikat som betros av det offentliga internet; de kan endast användas av organisationens enheter där den privata CA:ns rotcertifikat är installerat.

DigiNotar-komprometteringen (2011) är den viktigaste CA-incidenten som Security+-kandidater bör känna till. Den nederländska CA:n DigiNotar utsattes för ett intrång där angripare utfärdade falska certifikat för Google, Mozilla och myndighetsdomäner. Dessa användes i Iran för att genomföra man-in-the-middle-attacker mot medborgare. Resultatet blev att alla större webbläsar- och operativsystemleverantörer omedelbart tog bort DigiNotar från sina betrodda rotarkiv, vilket ogiltigförklarade alla certifikat som DigiNotar någonsin hade utfärdat. DigiNotar gick i konkurs inom några veckor. Incidenten visade att en CA-kompromettering får katastrofala följder och varför CAA-DNS-poster, Certificate Transparency och multifaktorautentisering för CA-system nu krävs.

I den här lektionen har Ni lärt er att certifikatutfärdare kopplar publika nycklar till verifierade identiteter; trust chain sträcker sig från slutenheten via mellanliggande CA:er till en självsignerad rot; rot-CA:er förvaras offline i HSM:er och är förtroendesatta på förhand av operativsystem; och en komprometterad CA (DigiNotar) kan ogiltigförklara miljontals certifikat. Härnäst utforskar vi X.509-certifikatets struktur.