X.509 Sertifika Yapısı

Bir X.509 certificate, bir açık anahtarı bir kimlikle ilişkilendiren standartlaştırılmış dijital belgedir. RFC 5280'de tanımlanan X.509 standardı, dünya genelindeki dijital sertifikalarda kullanılan biçimi, alanları ve uzantıları belirtir. Her TLS/HTTPS sertifikası, S/MIME e-posta sertifikası, kod imzalama sertifikası ve istemci Authentication sertifikası X.509 biçimini izler. Bir X.509 sertifikasının yapısını anlamak, sertifika bilgilerini okumanıza, sertifika hatalarını tanılamanıza ve sertifika dağıtımı ile doğrulaması hakkında bilinçli kararlar vermenize yardımcı olur.

Bir X.509 sertifikasındaki ilk alanlar, sertifikanın temel kimliğini belirler. Version: X.509 v3 güncel standarttır (v3, uzantıları eklemiştir). Serial Number: sertifikayı düzenleyen CA tarafından atanan ve bu belirli sertifikayı tanımlayan benzersiz tam sayıdır; tek tek sertifikaları iptal etmek için CRL'de (iptal listelerinde) kullanılır. Signature Algorithm: CA'nın sertifikayı imzalamak için kullandığı algoritmayı belirtir (ör. sha256WithRSAEncryption veya ecdsa-with-SHA256). Bu alan iki kez görünür: bir kez TBSCertificate içinde, bir kez de dış imza sarmalayıcısında; ikisi eşleşmelidir.

Sertifikadaki en önemli alanlardan ikisi, ilgili tarafları belirler. Issuer alanı, sertifikayı imzalayan CA'yı tanımlar (ör. CN=DigiCert Global CA G2, O=DigiCert Inc, C=US). Subject alanı, sertifikanın düzenlendiği varlığı tanımlar (ör. CN=*.example.com, O=Example Corp, C=US). Bir TLS sertifikasında, Subject'in Common Name (CN) alanı veya Subject Alternative Name (SAN) uzantısı, sertifikanın hangi alan adları için geçerli olduğunu belirtir. Tarayıcılar, istenen ana bilgisayar adını bu alanlarla karşılaştırır.

Geçerlilik süresi, sertifikanın ne zaman etkin olduğunu belirler. İki zaman damgasından oluşur: notBefore (sertifika bu tarihten önce henüz geçerli değildir) ve notAfter (sertifikanın geçerliliği bu tarihten sonra sona ermiştir). TLS istemcileri, geçerli zamanın bu aralık içinde olup olmadığını doğrular. Geçerlilik süresi dışında sunulan sertifikalar tarayıcılarda sertifika hatasına neden olur ve yenilenmelidir. Modern en iyi uygulama, özel bir anahtarın düzenleme ile sona erme arasında ele geçirilmesi durumunda maruziyeti sınırlamak için kısa ömürlü sertifikalar (Let's Encrypt'in kullandığı 90 gün gibi) düzenlemektir.

Sertifikanın temel yükü, sertifikası verilen açık key'i içeren ve bu key'in kullanıldığı Algorithm'i belirten Subject Public Key Info alanıdır. Bir RSA sertifikasında bu alan, RSA açık key'inin modülünü ve üssünü; ayrıca bit uzunluğunu (2048, 4096) içerir. Bir ECC sertifikasında ise eğri adını (ör. prime256v1) ve açık key noktasını içerir. CA bu key çiftini oluşturmaz; sertifika talepçisi kendi key çiftini oluşturur ve yalnızca açık key'i bir Certificate Signing Request (CSR) içinde gönderir.

X.509 v3, sertifikaların yeteneklerini önemli ölçüde genişleten uzantıları tanıtmıştır. Uzantılar kritik olabilir (bu uzantıyı işleyemeyen bir istemci sertifikayı reddetmelidir) veya kritik olmayan olabilir (anlaşılmadığında yok sayılabilir). Önemli uzantılar şunlardır: Subject Alternative Name (SAN) — sertifikanın kapsadığı ek alan adları veya IP'ler; Key Usage — key'in hangi işlemler için kullanılabileceğini sınırlar (dijital Signature, key Encipherment); Extended Key Usage — amacı daha da sınırlar (TLS Server Authentication, istemci Authentication, kod imzalama); ve Basic Constraints — Subject'in CA olup olmadığını belirtir.

Tarihsel olarak Subject içindeki Common Name (CN) alanı, birincil alan adı için kullanılırdı. Modern sertifikalar bunun yerine Subject Alternative Names (SANs) kullanır; çünkü tarayıcılar, SAN'lar lehine CN tabanlı eşleştirmeyi (RFC 2818) kullanımdan kaldırmıştır. SAN'lar, tek bir sertifikanın birden çok alan adını (multi-SAN certificates) veya bir alan adının tüm alt alan adlarını (wildcard certificates: *.example.com) kapsamasını sağlar. SAN joker karakterleri yalnızca tek düzeyi kapsar: *.example.com, www.example.com alanını kapsar ancak sub.www.example.com alanını kapsamaz.

İki kritik uzantı, istemcilere bir sertifikanın sona erme tarihinden önce iptal edilip edilmediğini nasıl kontrol edeceklerini bildirir. CRL Distribution Points (CDP): CA'nın Certificate Revocation List listesinin indirilebileceği URL'leri içerir. Authority Information Access (AIA): gerçek zamanlı iptal kontrolü için CA'nın OCSP (Online Certificate Status Protocol) yanıtlayıcısının URL'sini içerir. Modern istemciler, CRL'ler büyük dosyalar olabildiği için CRL indirmeleri yerine OCSP'yi tercih eder. CA'nın OCSP yanıtları üzerindeki dijital Signature'ı, istemcilerin gerçek ve değiştirilmemiş iptal durumu bilgilerini almasını sağlar.

X.509 sertifikaları, uygulamada karşılaşacağınız çeşitli kodlama biçimlerinde bulunur. PEM (Privacy Enhanced Mail): -----BEGIN CERTIFICATE----- başlıklarıyla sarılmış, base64 kodlamalı DER'dir. İnsanlar tarafından okunabilir ve Linux/Apache/nginx'te kullanılır. DER (Distinguished Encoding Rules): ikili biçimdir. Java uygulamalarında ve bazı Windows bağlamlarında kullanılır. PFX/PKCS#12: sertifikayı, zincirini ve özel key'i tek bir parola korumalı dosyada bir araya getiren kapsayıcı biçimdir. Windows IIS'te ve sertifikalar özel key'leriyle birlikte dışa aktarılırken kullanılır. P7B/PKCS#7: yalnızca sertifika zincirini içerir, özel key içermez ve Windows sertifika depolarında kullanılır.

Certificate Transparency (CT), CA'ların düzenlediği tüm sertifikaları kamuya açık şekilde denetlenebilen günlüklerde kaydetmesini gerektiren bir çerçevedir. Bu sayede herkes, kendi alan adları için yetkisiz sertifika düzenlenip düzenlenmediğini izleyebilir. Chrome ve Safari, TLS sertifikalarının CT günlüğüne dahil edilmesini gerektirir. SCT (Signed Certificate Timestamp), günlüğe dahil edildiğinin kanıtıdır ve sertifikaya gömülür ya da TLS uzantısı aracılığıyla iletilir. CT günlükleri hatalı düzenlemeleri hızla ortaya çıkarır; bir CA alan adınız için yanlışlıkla sertifika düzenlerse, saldırganlar kötüye kullanmadan önce bunu crt.sh gibi günlüklerde görebilirsiniz.

Bir X.509 sertifikasının son bileşeni, CA'nın dijital Signature'ıdır. CA, tüm sertifika verilerinin (TBSCertificate) özetini çıkarır ve bu özeti kendi özel key'iyle imzalar. Sertifikayı güvenilir kılan bu Signature'dır; herkes, CA'nın kendi sertifikasında bulunan CA açık key'ini kullanarak bunu doğrulayabilir. Kullanılan Signature Algorithm (Signature alanında listelenir), sertifikanın önceki bölümünde belirtilenle eşleşmelidir. İmzalandıktan sonra sertifikada yapılan her değişiklik Signature'ı geçersiz kılar ve böylece sertifikanın bütünlüğü korunur.

Bu dersteki CompTIA Security+ (SY0-701) kavramlarını ne kadar anladığınızı test edin.

Bu derste şunları öğrendiniz: bir X.509 sertifikası version, serial number, issuer, subject, validity period, public key ve v3 extensions içerir; SAN extension, sertifikanın hangi ana bilgisayar adlarını kapsadığını belirler; CDP and AIA extensions, iptal kontrolü uç noktalarını gösterir; CT logs ise sertifika düzenlemelerinin herkese açık denetim izlerini sağlar. Sırada Certificate Lifecycle and Revocation konusunu inceleyeceğiz.