IT-SA WORKSHOP - PKI ANWENDUNG IM INDUSTRIELLEM UMFELD

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1 IT-SA WORKSHOP - PKI ANWENDUNG IM INDUSTRIELLEM UMFELD SOFTLINE SOLUTIONS GMBH // HALLE 12 // STAND 434 Ulf Seifert // Senior Consultant

2 AGENDA //1 Thematische Einführung //2 Anforderungen an Lösungen //3 Lösungsdesign / Prozesse //4 Technische Details 2

3 THEMATISCHE EINFÜHRUNG WARUM BENÖTIGEN KUNDEN EINE PKI? Informationsschutz ist häufig ein zentrales Motiv Thema Wirtschaftsspionage wird immer wichtiger Sichere -Kommunikation Speicherung vertraulicher Daten Sicherer Transport von Daten auf Wechselmedien Sichere Übertragung Um folgende Punkte umzusetzen: Geheimhaltung Integrität Authentizität Unleugbarkeit 3

4 THEMATISCHE EINFÜHRUNG WAS IST EINE DIGITALE IDENTITÄT? Ein asymmetrisches Schlüsselpaar welches einer bestimmten Person zugewiesen ist Umgesetzt mithilfe eines digitalen Zertifikats Enthält Informationen über die Person z.b. Namen, adresse, etc. sowie den öffentlichen Schlüssel Zertifikat wird von einer vertrauenswürdigen Quelle digital signiert (CA) Wird wie ein digitaler Ausweis verwendet Deshalb ist der Schutz der Schlüssel wichtig nicht der Schlösser! (Smartcards nutzen J) Nutzung der digitalen Identität - Verwendung des privaten Schlüssels zum Signieren von Dokumenten - Andere überprüfen die Signatur mit den Public Key des Zertifikats 4

5 THEMATISCHE EINFÜHRUNG WAS IST EINE PKI? Basistechnologie, die es ermöglicht Sicherheitslösungen mit anderen Applikationen zu schaffen System zum Erzeugen und Mangen von digitalen Identitäten (Zertifikaten) Ausstellen von digitalen Identitäten Sperren von digitalen Identitäten Veröffentlichen von Zertifikaten über directorie services (LDAP / AD etc.) 5

6 THEMATISCHE EINFÜHRUNG WAS IST EIN HSM? Ein (internes oder externes) Peripheriegerät für die effiziente und sichere Ausführung kryptographischer Operationen Stellt die Vertrauenswürdigkeit und die Integrität von Daten und den damit verbundenen Informationen in kritischen IT-Systemen sicher Um die Vertrauenswürdigkeit zu gewährleisten, müssen die zum Einsatz kommenden kryptographischen Schlüssel sowohl softwaretechnisch als auch gegen physikalische Angriffe oder Seitenkanalangriffe geschützt werden 6

7 LÖSUNGSDESIGN / PROZESSE WARUM BRAUCHT EINE PKI EINE HSM Performante, sichere, qualitativ hochwertige Schlüsselgenerierung Sicherster Schlüsselspeicher Bietet Funktionen zum sicheren Management des Gerätes und der Schlüssel (die Authentisierung der Operatoren und Administratoren durch Hardware-Token (Smartcard)), Zugriffsschutz im Mehr-Augen-Prinzip (k aus n Personen erforderlich) Verschlüsseltes Backup der Schlüssel und Konfigurationsdaten, sicheres Klonen des HSM Prv. Keys werden auf der HSM generiert und verlassen die Box nur im verschlüsselten Zustand Schlüsselspeicher für prv. Keys der CA s, prv. Key OCSP Responder, prv. Key, FIM CM Service Accounts etc. 7

8 LÖSUNGSDESIGN / PROZESSE UNTERNEHMENSANFORDERUNGEN Aufbau einer PKI zur Nutzung von Zertifikaten zur Absicherung der IT- Infrastruktur Network Access Protection (Authentifizierung von Computern im Netzwerk (802.1x)) SSL oder TLS, ist nicht nur auf die Sicherung von Web-Zugriffen per HTTP(S) beschränkt - Schutz von Directory-Abfragen via LDAP(S) - Die verschlüsselte Übertragung von s zwischen Mail-Servern via SMTP(S) - SSL/TLS-Clientzertifikate wiederum ermöglichen u. a. praktisch allen gängigen Web Browsern eine einfache und sehr sichere Anmeldung des jeweiligen Anwenders an webbasierten Applikationen Direct Access (Windows7 Remote Access Lösung) IPSec Verbindungen z.b. für gesicherte Verbindung von RODCs in einer DMZ Nutzung von Logon Zertifikaten, S/MIME Zertifikaten, Verschlüsselungszertifikaten Tools zum Management von Zertifikaten Hohe Sicherheit & Vertrauenswürdigkeit Kostenaspekt / Nutzenaspekt (meist kostengünstige Lösung wird gesucht) 8

9 LÖSUNGSDESIGN / PROZESSE LÖSUNG Aufbau einer eigenen PKI unter Nutzung von Boardmitteln (CA s; OCSP Responder) der Betriebssystemplattform Windows 2008 R2 Nutzung von Utimaco Netzwerk HSM s zur sicheren Schlüssel-Generierung und -Aufbewahrung Einsatz von bspw. CLM zur Zertifikatsverwaltung von Nutzerzertifikaten & Smartcards 9

10 LÖSUNGSDESIGN / PROZESSE VORAUSSETZUNGEN IN DEN UNTERNEHMEN Basis ist häufig ausfallsichere Virtualisierungslösung (ESX /Xen / Hyper-V) Aufteilung in mehrere Standorte (oder Backup RZ) Separates Netzwerk für HSMs (Subnetting / VLAN) Seltener physische Cluster Oft verwendet HA-Lösungen mittels Vitalisierung 10

11 LÖSUNGSDESIGN / PROZESSE KONZEPTION Erarbeitung eines Kryptografie-Konzeptes (Vorgaben zu Algorithmen Schlüssellängen) Organisatorisches zum Aufbau einer PKI (Sicherheitsanforderungen) - Definition externes Vertrauen / Kommunikation? - Ist eine Vertrauensstellung zu anderen PKI s gefordert (Bridge CA / Cross Certification) - Einhaltung von Standards z.b. ISIS-MTT Konformität OID Beantragung (Registrierungsprozess IANA) Prozesse rund um die PKI (Beantragung von Zertifikaten/Lifecycle/Sperrung/Backup/Restore) Erarbeitung von Policys CP / CPS (Wie arbeitet die PKI) Beschreibung von Workflows / Prozess Etablierung /Handlungsanweisungen Prozesse rund um die Utimaco HSM Integration und deren Betrieb (Wartung / Recovery) Administrationskonzept (Einhaltung eines 4 Augenprinzip: Common Criteria Rollen - je nach Sicherheitsanforderung und administrativer Leistungsfähigkeit) Betriebskonzept 11

12 TECHNISCHE DETAILS TECHNISCHE DETAILS Aufbau eine PKI 2 stufige Hierarchie - Offline Root CA - Online Issuing CAs Verwendung OCSP Responder -Dienst Verwaltung von Zertifikaten / Smartcards per FIM CM (CLM) Netzwerkseitige HSM Anbindung (VLAN / Subnetting) Mehrwert für andere Anwendungen z.b.: - Transparente Datenbankverschlüsselung mit SQL 2008 R2 Server - Sicherer Schlüsselspeicher für SSL Zertifikate (UAG / TMG / SharePoint / IIS) - Schlüsselgenerator & Speicher für AD RMS 12

13 TECHNISCHE DETAILS LÖSUNGSDESIGN I 13

14 TECHNISCHE DETAILS LÖSUNGSDESIGN II 14

15 TECHNISCHE DETAILS ADMINISTRATIONSKONZEPT HSM Verwendung des CAT 4 Augenprinzip Username Mechanism Permission Method Attributes User1 RSA Sign no_login + sma --- User2 RSA Sign no_login + sma --- User3 RSA Sign no_login + sma Admin Karten im Betrieb und jeweils 1 Backup Paar im Safe pro Standort MBK (2 aus 4) - 2 Karten im Betrieb - 2 Karten im Safe 15

16 TECHNISCHE DETAILS ADMINISTRATIONSKONZEPT PKI Um sicher zu stellen, dass keine einzelne Person den PKI Service kompromittieren kann, ist der beste Weg die Management Rollen auf unterschiedliche Personen (Gruppen) in der Organisation zu verteilen: Rollen CA-Admin CA-CertMan CA-Auditor CA-Backup CA-RecoveryAgent CA-EnrollAgent CA-CertTempMan Funktion Administratoren der Zertifizierungsstellen Verwaltung der Zertifikate Auditing für Zertifizierungsstelle und Zertifikate / Prüfer Backup und Restore des Systems, Leserecht auf CA-DB, CA- Konfigurationsinformationen und Zertifikate (unabhängig vom Status) Enthält die Agents für die Schlüsselwiederherstellung Enthält die Agents für das Autoenrollment Verwaltung der Zertifikat-Templates 16

17 TECHNISCHE DETAILS PKI UND HSM HIGH AVALIBILITY UND RECOVERY HA: Alle HSMs sind gleich Konfiguriert (MBK / Benutzer) CSP Konfiguration der Server: alle HSMs sind bekannt und gebunden fällt erste HSM aus wird die nächste automatisch angesprochen und verwendet durch die Verwendung des external Storage (lokaler Speicher der VMs im SAN) ist kein Key Abgleich zwischen den HSM s Notwendig (simple und robust) für die Applikationen (PKI/ OCSP/ CM) verläuft das komplett Transparent Desaster Recovery: Backup CA Konfiguration incl. DB (möglichst oft) separat oder Systemstate Backup Server Restore / CSP Konfiguration Prüfen Achtung! certutil -f -csp "CSPName" -repairstore my "SerialNumber" 17

18 TECHNISCHE DETAILS FIM CM Unterstützte Smartcard und Zertifikat Lifecycle Operationen: Für Karten die den Microsoft Smartcard BASE CSP unterstützen ASECard Crypto / Gemalto.Net Card / Tecos 3.0 /CardOS / Aladdin Cards etc. Smartcard- und Zertifikats- Austellung Smartcard Recovery Smartcard PIN entsperren Manager approvals per Mail (Outlook Integration) Smartcard PIN Wechsel 18

19 TECHNISCHE DETAILS FIM CM & HSM Die Sicherheit von FIM CM wird durch eine HSM erhöht FIM CM verwendet Zertifikate für Agent Accounts FIM Agent (ClmAgent) (Private Key wird für Verschlüsselung von Daten innerhalb des CM benutzt) Enrollment Agent (ClmEnrollAgent) (mit ihm könnte man stellvertretend für Benutzer Zertifikate ausstellen) Key Recovery Agent (ClmKraAgent) (mit Ihm könnte man private Schlüssel aus der CA DB extrahieren) Nutzung Zufallszahlen Generator für die Schlüsselgeneration 19

20 TECHNISCHE DETAILS PROJEKTABLAUF Organisatorische Konzeption - Erarbeiteten der Anforderungen - Sicherheitsrichtlinien definieren (Bsp. CC- Rollen) - Zertifikatsrichtlinien erarbeiten - Ausstellungsrichtlinien erarbeiten - OID Beantragung - Policy Definitionen (CP / CPS) erstellen - Prozessdefinitionen (Wie läuft was) Technische Konzeption erarbeiten - Nutzung einer Net HSM (Utimaco CS10 LAN) für Root / Issuing CA / CLM - Offline Root CA / AD integrierte Issuing CA - Nutzung des Certificate Life-Cycle Management - Nutzung von Smart Cards (z.b. Cardos 4.3 (Siemens) Cryptoflex.Net (Gemalto)) Pilot (Testumgebung) - Aufbau & Test der definierten Abläufe (Zertifikatserstellung, Zurückziehung, Renew, Keyrecovery etc.) - SmartCard Management - Testpläne erstellen - Test mit Applikationen (Signature von Macros, Scripts, Dokumenten, Verschlüsselung z.b. S/MIME, SGN Utimaco, VPN etc.) - Veröffentlichungsmechanismen (Scripte Ftp- Transfer) (CDP / CRL) in DMZ - Fehleranalyse / -beseitigung -> gegebenenfalls Konzeption ändern Umsetzung im Life-System - hoffentlich an alles gedacht J - Installation der Wirkumgebung - Dokumentation & Schulung & Handlungsanweisungen 20

21 FRAGEN? 21

22 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Ulf Seifert / Senior Consultant PHONE // FAX // // SOFTLINE SOLUTIONS GMBH GUTENBERG-GALERIE GUTENBERGPLATZ LEIPZIG PHONE // , FAX // , //

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