X.509 certyfikat

Certyfikat X.509 to standardowy format certyfikatu cyfrowego wykorzystywany m.in. w szyfrowaniu S/MIME.

Co zawiera certyfikat X.509

Certyfikat X.509 jest podpisanym cyfrowo dokumentem, który wiąże klucz publiczny z określoną tożsamością. W praktyce może identyfikować nazwę domeny, organizację, adres poczty elektronicznej albo inną nazwę podmiotu, zależnie od zastosowania i zawartości certyfikatu. Sam certyfikat nie jest kluczem prywatnym i nie zapewnia poufności bez udziału odpowiedniego protokołu lub aplikacji. Jego zadaniem jest dostarczenie klucza publicznego oraz informacji pozwalających sprawdzić, kto go wystawił, dla kogo został wydany i jak długo pozostaje ważny.

Struktura certyfikatu X.509 jest opisana przy użyciu ASN.1. W typowym obiegu certyfikat jest kodowany w formacie DER, czyli deterministycznej postaci kodowania ASN.1, a następnie często umieszczany w pliku PEM zawierającym tekstowe nagłówki oraz dane zakodowane w Base64. Certyfikat zawiera między innymi wersję, numer seryjny, identyfikator algorytmu podpisu, wystawcę, okres ważności, podmiot, klucz publiczny podmiotu oraz podpis wystawcy. Wersja 3 standardu X.509 umożliwia używanie rozszerzeń, takich jak Subject Alternative Name, Key Usage, Extended Key Usage, Basic Constraints i Authority Key Identifier.

Łańcuch zaufania i weryfikacja podpisu

Weryfikacja certyfikatu zwykle nie kończy się na sprawdzeniu jego daty ważności. Oprogramowanie buduje łańcuch zaufania prowadzący od certyfikatu podmiotu przez jeden lub więcej certyfikatów pośrednich do certyfikatu urzędu certyfikacji znajdującego się w lokalnym magazynie zaufanych głównych urzędów. Certyfikat wystawiony przez urząd pośredni jest podpisany kluczem prywatnym tego urzędu, a jego certyfikat nadrzędny potwierdza klucz publiczny używany do sprawdzenia tego podpisu. Certyfikat główny jest zwykle samopodpisany, dlatego jego zaufanie wynika z obecności w odpowiednim magazynie systemu lub aplikacji.

Podczas sprawdzania łańcucha analizowane są także ograniczenia zapisane w rozszerzeniach. Basic Constraints wskazuje, czy dany certyfikat może pełnić funkcję urzędu certyfikacji, natomiast Key Usage określa dozwolone zastosowania klucza, na przykład podpis cyfrowy lub uzgadnianie klucza. Extended Key Usage może zawężać przeznaczenie do konkretnych ról, takich jak TLS Web Server Authentication, TLS Web Client Authentication albo Email Protection. W certyfikatach używanych dla nazw domen sprawdzana jest przede wszystkim nazwa w rozszerzeniu Subject Alternative Name; samo pole Common Name nie powinno zastępować tego sprawdzenia. Nieprawidłowy łańcuch, brak certyfikatu pośredniego lub niezgodna nazwa powodują błąd mimo poprawnego kryptograficznie podpisu.

X.509 w TLS oraz S/MIME

W połączeniach TLS certyfikat X.509 pozwala klientowi zweryfikować tożsamość serwera na podstawie nazwy użytej przy nawiązywaniu połączenia. Certyfikat zawiera klucz publiczny, ale późniejsza ochrona sesji zależy od mechanizmów TLS i uzgodnionych algorytmów. Przeglądarka sprawdza między innymi datę bieżącą, nazwę hosta, podpisy w łańcuchu, zastosowanie klucza oraz status unieważnienia, jeśli skonfigurowane mechanizmy wykonują takie sprawdzenie. Po pomyślnej walidacji klient może zaufać, że klucz publiczny jest powiązany z właściwą nazwą, lecz nie oznacza to automatycznie, że sama witryna jest bezpieczna, wolna od błędów lub godna zaufania biznesowego.

W S/MIME certyfikat X.509 służy do podpisywania wiadomości oraz szyfrowania ich treści. Podpis cyfrowy pozwala odbiorcy sprawdzić integralność wiadomości i powiązać podpis z certyfikatem nadawcy, o ile łańcuch zaufania oraz adres pocztowy są prawidłowe. Do szyfrowania wiadomości potrzebny jest certyfikat odbiorcy i odpowiadający mu klucz publiczny; odbiorca odszyfrowuje treść własnym kluczem prywatnym. Certyfikat używany do S/MIME powinien mieć odpowiednie rozszerzenie Extended Key Usage, zwykle Email Protection. Utrata klucza prywatnego może uniemożliwić odczyt wcześniej zaszyfrowanych wiadomości, nawet jeśli sam certyfikat nadal jest dostępny.

Rozpoznawanie problemów z certyfikatem na komputerze

Problemy z certyfikatami X.509 na laptopie lub komputerze PC często wynikają z rozbieżności między ustawieniami systemu a wymaganiami aplikacji. Błędny zegar systemowy może sprawić, że certyfikat zostanie uznany za jeszcze nieważny albo już wygasły. Inne częste przyczyny to brak certyfikatu pośredniego, uszkodzony lub niepasujący klucz prywatny, niezgodna nazwa domeny, nieprawidłowe rozszerzenie przeznaczenia oraz brak zaufanego certyfikatu głównego w magazynie używanym przez daną przeglądarkę lub program pocztowy. Plik PEM może również zostać odrzucony, gdy zawiera niewłaściwy typ obiektu, na przykład klucz prywatny zamiast certyfikatu albo certyfikat zapisany w formacie, którego konkretna aplikacja nie obsługuje.

Diagnostyka powinna obejmować odczyt pól certyfikatu, porównanie nazw z adresem usługi, sprawdzenie okresu ważności, przeanalizowanie całego łańcucha oraz potwierdzenie, że klucz prywatny należy do danego klucza publicznego. W przypadku S/MIME trzeba dodatkowo zweryfikować powiązanie certyfikatu z właściwym adresem e-mail i obecność klucza prywatnego w profilu użytkownika. Warszawskie Pogotowie Komputerowe zajmuje się profesjonalną naprawą laptopów, komputerów PC i podzespołów, a w ramach diagnostyki może sprawdzić lokalne ustawienia systemu, magazyny certyfikatów oraz konfigurację aplikacji, bez zastępowania urzędu certyfikacji w procesie wystawiania certyfikatów.