Henning Mohren Zertifikatsserver der Certification Authority (CA) Technische Spezifikation. Version 4.0. c 2005 FernUniversität in Hagen

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1 Henning Mohren Zertifikatsserver der Certification Authority (CA) Technische Spezifikation Version 4.0 c 2005 FernUniversität in Hagen

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 3 2 Leistungsumfang 4 3 Betriebsumgebung 5 4 PKI-Technologie 6 5 Das Datenbank-System 8 6 Quick Reference Card 10 2

3 1 Allgemeines Seit es mit Sprache begabte Lebewesen gibt, gibt es auch vertrauliche Mitteilungen, also Nachrichten, die nur für eine einzige Person oder nur einen ganz bestimmten Personenkreis gedacht sind und von denen Außenstehende keine Kenntnis erhalten sollen. Insbesondere bei Nachrichten, die mit Hilfe des Internets übermittelt werden sollen, ist das ein Problem: Wie kann ich (als Absender einer Nachricht) sicherstellen, dass auch nur der (von mir ausgesuchte) Empfänger meine Nachricht liest? Nun, das Problem lässt sich durch Verschlüsselung von Nachrichten lösen. Und genau an dieser Stelle kommt der Zertifikatsserver der Certification Authority (CA) der FernUniversität Hagen wieder ins Spiel: Er stellt nämlich Schlüssel aus, die man zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten benutzen kann, die sogenannten public und private keys - noch einfacher ausgedrückt: Die Kunden unseres Zertifikatsservers werden mit X.509v3-Zertifikaten versorgt. Entwickelt wurde der Zertifikatsservern von Mitarbeitern des Universitätsrechenzentrums der FernUniversität Hagen, die in der Abteilung Certification Authority (CA) arbeiten. Beteiligt waren Tobias Anton, Ralph Knoche, Dipl.-Math. Henning Mohren, Stephan Uhde, Sven Vollmann. Die Programmentwickler sin unter zu erreichen. 3

4 2 Leistungsumfang Der Zertifikatsserver der Certification Authority (CA) erzeugt für die Teilnehmer der PKI elektronische Schlüssel, also Zertifikate nach der X.509v3-Norm. Mit einem von diesem Server ausgestellten Zertifikat sind folgende Funktionen im Rahmen der PKI möglich: Verschlüsselter -Verkehr Ausweisung gegenüber WebServern Authentisierungs- und Autorisierungsfunktionen. Der Zertifikatsserver erledigt dabei im Einzelnen folgende Detailaufgaben der PKI: Automatische Authentizitätsprüfung der Zertifikatsantragssteller Entgegennahme von Anträgen auf Ausstellung eines X.509v3- Zertifikats Automatische Zertifizierung der Zertifikatsrequests Automatische Verwaltung ausgestellter Zertifikate in einer Oracle 1 -Datenbank Zertifikatsrückrufe durch (authentisierte) Teilnehmer an der PKI sowie Administratoren Automatische Erstellung von Zertifikatsrückruflisten (CRL s) Ausstellen von Serverzertifikaten (durch Administrationspersonal) 1 Oracle ist ein eingetragenes Warenzeichen der Oracle Deutschland GmbH 4

5 3 Betriebsumgebung Der Zertifikatsserver läuft auf einem SunFire-Server 280 der Firma SUN Microsystems GmbH auf dem Betriebssystem Solaris 9. Die Oracle-Datenbank wird auf einem Enterprise-Server 5500 (Solaris 8) in der Version Oracle betrieben. Die Verbindung zur Datenbank regelt der OracleNet-Client der Firma Oracle über die TNS-Naming-Methode. Der Zertifikatsserver wird in folgender Umgebung betrieben: PHP ADOdb OpenSSL 0.9.7g Apache (mit zugehöriger mod ssl-version) 5

6 4 PKI-Technologie Die PKI-Technologie des Zertifikatsservers der Certification Authority (CA) wird durch das Paket OpenSSL jeweils in der aktuellen Version bestimmt. Die Zertifizierung verläuft in folgenden Schitten: Mozilla-, Opera-, Netscape-Browser: Einsendung der (durch das HTML-Tag <KEYGEN> auf der Webseite generierten Zertifikatsrequests im SPKAC-Format (signed public key and challenge) Signieren des Zertifikatsrequests in folgenden Schritten openssl ca -config openssl.cnf -policy policy_match -spkac client.csr -out client.usr openssl x509 -inform der -outform pem -in client.usr -out client.crt Zustellen der URL, unter der das Zertifikat abgerufen werden kann openssl x509 -inform pem -outform der -in client.crt -out client.mime_type Internet Explorer Einsendung des durch die Microsoft-API cert-enrollment generierten Zertifikatsrequests Signieren des Zertifikatsrequests in folgenden Schritten openssl base64 -d <client.csr openssl req -config openssl.cnf -inform der > client.usr openssl ca -config openssl.cnf -gencrl -batch -policy policy_match -msie_hack -out client.txt -infiles client.usr openssl x509 -in client.txt -out client.crt Zustellen der URL, unter der das Zertifikat abgerufen werden kann openssl crl2pkcs7 -certfile client.crt -out client.p7 -nocrl 6

7 Zertifikatsrückrufe werden mit den folgenden Befehlen durchgeführt: openssl x509 -text -in client.crt -out client.txt openssl ca -revoke client.txt Die Certificate Revocation List (CRL) wird automatisch im Anschluss an einen Rückruf durch den Befehl erstellt und durch openssl ca -gencrl -out crl.pem openssl crl -in crl.pem -outform der -out crl.der in das der-format umgewandelt. Analog zu der Behandlung von Client-Zertifikaten verläuft die Behandlung der Server-Zertifikate. 7

8 5 Das Datenbank-System Die Daten der Teilnehmer am PKI-Projekt werden in drei Datenbanktabellen gespeichert. Diese Tabellen enthalten die folgenden Felder: Authentisierungsdaten: USERID, VARCHAR 2, 15 LASTNAME, VARCHAR 2, 50 FIRSTNAME, VARCHAR 2, 50 , VARCHAR 2, 512 PASSWORD, VARCHAR 2, 16 PECULIARITY, CHAR, 1 ISSUETIME, VARCHAR 2, 14 PRINTTIME, VARCHAR 2, 14 PRINTSTATUS, CHAR, 1 SPERRE, VARCHAR 2, 1 RES0, CHAR, 1 RES1, CHAR, 1 RES2, VARCHAR 2, 32 RES3, CHAR, 1 RES4, VARCHAR 2, 64 Client-Zertifikate: USERID, VARCHAR 2, 15 CERTIFICATE, LONG ISSUECERT, VARCHAR 2, 14 EXPIRECERT, VARCHAR 2, 14 STATUS, CHAR, 1 WURZEL, VARCHAR 2, 4 RES0, VARCHAR 2, 32 SERIENNUMMER, VARCHAR 2, 10 8

9 DN, VARCHAR 2, 1024 VEROEFFENTLICHUNG, CHAR, 1 Server-Zertifikate: SERVERNAME, VARCHAR 2, 100 USERID, VARCHAR 2, 15 CERTIFICATE, LONG ISSUECERT, VARCHAR 2, 14 EXPIRECERT, VARCHAR 2, 14 STATUS, CHAR, 1 WURZEL, VARCHAR 2, 4 RES0, VARCHAR 2, 32 SERIENNUMMER, VARCHAR 2, 10 DN, VARCHAR 2, 1024 Gruppenzugehörigkeit: GRUPPE, VARCHAR 2, 50 PECULIYRITY, CHAR, 1 SERVERBERECHTIGUNG, CHAR, 1 9

10 6 Quick Reference Card Bereich Zertifikate Revokationslisten Protokoll Datenbank Netzwerk Programmiersprache Cryptoschnittstelle Standard X.509v3 DER/PEM PKCS SQL TCP/IP - OracleNet PHP OpenSSL 10

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