ลายเซ็นดิจิทัลและใบรับรอง

ลายมือชื่อดิจิทัลพิสูจน์ว่าเอกสารหรือข้อความถูกสร้างโดยผู้ถือกุญแจส่วนตัวที่ระบุ และไม่ได้ถูกแก้ไข ลายมือชื่อดิจิทัลแตกต่างจากลายมือชื่อที่เขียนด้วยมือ เพราะผูกกับเนื้อหาทางคณิตศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงใด ๆ จะทำให้ลายมือชื่อไม่ถูกต้อง

กระบวนการลงลายมือชื่อ:

1. สร้างแฮชของเอกสาร: H = SHA256(document)
2. เข้ารหัสแฮชด้วยกุญแจส่วนตัว: sig = RSA_encrypt(H, private_key)
3. แนบลายมือชื่อเข้ากับเอกสาร

การตรวจสอบ: ถอดรหัสลายมือชื่อด้วยกุญแจสาธารณะ คำนวณแฮชใหม่ แล้วเปรียบเทียบกัน

อัลกอริทึมลายมือชื่อสมัยใหม่:

• ECDSA (ใช้กับ P-256) — ใช้ในใบรับรอง TLS และ Bitcoin
• Ed25519 (EdDSA) — ทำงานเร็วกว่า เรียบง่ายกว่า และไม่มีช่องโหว่จากการสุ่มที่ต้องใช้ต่อการลงลายมือชื่อแต่ละครั้ง ใช้ใน SSH และ Signal

ควรเลือกใช้ Ed25519 สำหรับแอปพลิเคชันใหม่

ใบรับรองดิจิทัล (X.509) เชื่อมโยงกุญแจสาธารณะเข้ากับข้อมูลระบุตัวตน ใบรับรองประกอบด้วย ชื่อเจ้าของ กุญแจสาธารณะ ระยะเวลาที่มีผล ผู้ออก และลายมือชื่อดิจิทัลของ CA เมื่อคุณเข้าชมเว็บไซต์ HTTPS เซิร์ฟเวอร์จะแสดงใบรับรองเพื่อพิสูจน์ตัวตน

หน่วยงานออกใบรับรอง (CA)เป็นหน่วยงานที่เชื่อถือได้ ซึ่งลงลายมือชื่อในใบรับรองหลังจากตรวจสอบตัวตนของผู้ยื่นคำขอแล้ว เบราว์เซอร์และ OS มีใบรับรองของ CA รากอยู่ในที่เก็บใบรับรองที่เชื่อถือได้ ห่วงโซ่ความน่าเชื่อถือคือ CA ราก → CA ระดับกลาง → ใบรับรองของหน่วยงานปลายทาง

Let's Encryptเป็น CA ฟรีที่ทำงานโดยอัตโนมัติ โดยออกใบรับรองที่ตรวจสอบโดเมนแล้ว (DV) ซึ่งมีอายุ 90 วัน และต่ออายุโดยอัตโนมัติผ่านโพรโทคอล ACME บริการนี้ช่วยเพิ่มการใช้งาน HTTPS อย่างมากนับตั้งแต่ปี 2015

ระดับการตรวจสอบใบรับรอง:

• DV (ตรวจสอบโดเมนแล้ว) — พิสูจน์ได้เฉพาะการควบคุมโดเมน
• OV (ตรวจสอบองค์กรแล้ว) — ตรวจสอบว่าองค์กรมีอยู่จริง
• EV (การตรวจสอบเพิ่มเติม) — ตรวจสอบตัวตนอย่างเข้มงวด (แถบสีเขียว ซึ่งปัจจุบันเลิกใช้ในเบราว์เซอร์แล้ว)

ต้องเพิกถอนใบรับรองที่ถูกเปิดเผย:

• CRL (รายการเพิกถอนใบรับรอง) — รายการหมายเลขซีเรียลที่ถูกเพิกถอนซึ่งดาวน์โหลดได้
• OCSP (โพรโทคอลตรวจสอบสถานะใบรับรองออนไลน์) — การตรวจสอบใบรับรองแต่ละใบแบบทันที
• การแนบ OCSP — เซิร์ฟเวอร์แนบการตอบกลับ OCSP ที่ CA ลงลายมือชื่อไว้กับการจับมือ TLS

บันทึกความโปร่งใสของใบรับรองเป็นบันทึกสาธารณะของใบรับรองทุกใบที่ออกให้ โดยเพิ่มข้อมูลได้อย่างเดียว เบราว์เซอร์กำหนดให้ใบรับรองต้องมีหลักฐาน CT วิธีนี้ช่วยให้ตรวจพบใบรับรองที่ออกอย่างไม่ถูกต้องได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง ค้นหาได้ที่: crt.sh

ผู้เผยแพร่ซอฟต์แวร์ลงนามไฟล์ปฏิบัติการด้วยใบรับรองสำหรับการลงนามโค้ด ระบบปฏิบัติการจะตรวจสอบลายเซ็นก่อนเริ่มทำงาน วิธีนี้ป้องกันไม่ให้ไบนารีที่ถูกแก้ไขทำงานโดยไม่มีการแจ้งเตือน Gatekeeper ของ macOS และ SmartScreen ของวินโดวส์บังคับใช้นโยบายการลงนามโค้ด

การตรึงใบรับรองจะฝังใบรับรองหรือคีย์สาธารณะที่คาดหวังไว้ในแอปพลิเคชัน แม้ CA ที่เป็นอันตรายจะออกใบรับรองปลอม แอปที่ตรึงใบรับรองไว้ก็จะปฏิเสธใบรับรองนั้น วิธีนี้ใช้ในแอปมือถือและบริการที่มีความปลอดภัยสูง แต่การอัปเดตทำได้ยาก จึงควรใช้อย่างระมัดระวัง

กลไกใดช่วยให้เบราว์เซอร์ตรวจสอบแบบเรียลไทม์ได้ว่าใบรับรองใบใดใบหนึ่งถูกเพิกถอนแล้ว

ลายเซ็นดิจิทัลยืนยันความถูกต้องแท้จริงและความสมบูรณ์โดยใช้คีย์ส่วนตัว ใบรับรองเชื่อมโยงคีย์สาธารณะกับข้อมูลระบุตัวตน โดยมีหน่วยงานออกใบรับรองเป็นผู้ลงนาม Let's Encrypt ให้บริการใบรับรอง DV ฟรี การเพิกถอนใช้ CRL หรือ OCSP ส่วนบันทึกความโปร่งใสของใบรับรองช่วยตรวจจับการออกใบรับรองผิดพลาด Ed25519 เป็นอัลกอริทึมลายเซ็นสมัยใหม่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด