Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises

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1 Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises Sichere Kommunikation Applikationsbroschüre R&S CryptoServer Deutschland-HSM/3

2 Inhalt Dieses Dokument beschreibt die notwendigen Einstellungen am Hardware-Sicherheitsmodul R&S CryptoServer Deutschland-HSM/3 bei Betrieb mit einem eid-server, um auf die Online- Ausweisfunktion des neuen Personalausweises zuzugreifen. Außerdem gibt es einen Überblick über die hoheitlichen Public Key Infrastrukturen, die für epass, eid und esign in der Bundesrepublik Deutschland eingesetzt werden. Produkt von Rohde & Schwarz R&S CryptoServer Deutschland-HSM/3 PCI-Karte und LAN-Appliance Public-Key-Infrastrukturen des neuen Personalausweises Country Signing Certificate Authority PKI (CSCA PKI) Country Verifying Certificate Authority electronic Identity PKI (CVCA eid PKI) Nicht-hoheitliche DVCA bzw. BerCA eid-server... 5 R&S CryptoServer Benutzerkonzept Mandantenfähigkeit Smartcards Aufstellen und Anschließen Gerät einschalten und IP-Adresse einstellen Einschalten IP-Konfiguration Managementprogramme CAT.jar und EIDKMT.jar sowie Kartenlesegerät in Betrieb nehmen Java Unlimited Strength Runtime ZIP-Archiv mit eid-schnittstelle Kartenlesegerät cyberjack eid-firmware ins Deutschland-HSM importieren Neue Administratoren anlegen RSA-Schlüssel auf Smartcard erstellen Neue Administrator-Benutzer anlegen und RSA Smartcards zuordnen Standardbenutzer ADMIN löschen Aufgaben für die Administratoren Zeit einstellen Smartcards initialisieren Benutzer anlegen Key Manager Personalisierung Key Manager Key User Aufgaben für den Personalisierer Domänenparameter für Elliptische Kurven importieren AES-KEK erzeugen Anhang Firmware Abkürzungen Literatur Bestellangaben

3 Public-Key- Infrastrukturen des neuen Personalausweises In der Bundesrepublik Deutschland stehen die folgenden Public-Key-Infrastrukturen (PKI n) hinter dem neuen Personalausweis: Country Signing Certificate Authority PKI (CSCA PKI) Country Verifying Certificate Authority electronic Identity (CVCA-eID PKI) Die CVCA-eID PKI enthält zwei verschiedene untergeordnete Zertifizierungsstellen: Hoheitliche Document Verifying Certificate Authority (DVCA) Nicht-hoheitliche beziehungsweise kommerzielle DVCA, auch Berechtigungs-Certificate-Authority (BerCA) genannt In den PKI n stellen Hardware-Sicherheitsmodule (HSM) wie R&S CryptoServer Folgendes sicher: Sicheres Erstellen und Speichern geheimer Schlüssel Kryptografische Funktionen mit diesen geheimen Schlüsseln (wie Verschlüsseln und Signieren) Organisatorische Sicherheitsmechanismen für die Administration wie das Vier-Augen-Prinzip Dieses Kapitel gibt einen kurzen Überblick über die PKI n, ihre Struktur und Aufgabe. Weitergehende Informationen befinden sich im Anwenderhandbuch für Wirtschaft und Verwaltung des neuen Personalausweises, erhältlich unter 1.1 Country Signing Certificate Authority PKI (CSCA PKI) Die CSCA PKI verwaltet Zertifikate, die unter anderem für folgende Aufgaben genutzt werden: Produktion der neuen Ausweisdokumente (Document Signer Certificates) Erstellung von Zertifikats-Sperrlisten kompromittierter Geräte und Pässe (Master List Signer Certificates) Absicherung der Kommunikation zwischen verschiedenen Kommunikationspartnern (Communication Site Certificates) Die CSCA ist somit der nationale Sicherheitsanker für die hoheitlichen Ausweisdokumente der Bundesrepublik. Sie wird beim Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) betrieben. Für eid-server sind besonders das CSCA-Root-Zertifikat und die CSCA-Sperrliste relevant, da diese zu prüfen sind. Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 3

4 1.2 Country Verifying Certificate Authority electronic Identity PKI (CVCA eid PKI) Die CVCA-eID PKI enthält laut [CP-eID] zwei verschiedene untergeordnete Zertifizierungsstellen (CAs): Hoheitliche Document Verifier CA (DVCA) Nicht-hoheitliche beziehungsweise kommerzielle DVCA, auch Berechtigungs-CA (BerCA) genannt Beide CAs kommunizieren über eine einheitliche Kommunikationsschnittstelle (Single Point Of Contact, SPOC) mit der CVCA-eID-Root beim BSI. Der eid-server ist hierarchisch der BerCA untergeordnet. Dabei kann der eid-server sowohl direkt beim Internet-Dienstanbieter als auch abgesetzt bei einem spezialisierten eid-dienstanbieter betrieben werden. Struktur CVCA-eID PKI BSI-Webseite CVCAeID-Root CVCA-eID-PKD Document Verifier Root (BSI) SPOC Hoheitliche DVCA Kommerzielle DVCA DVCA BerCA VfB Integriert Verteilt Offline Online Terminal EAC-Box Verkaufsautomat eid-server (intern oder extern) 4

5 1.2.1 Nicht-hoheitliche DVCA bzw. BerCA Die nicht-hoheitliche DVCA besteht aus der Vergabestelle für Berechtigungszertifikate (VfB), welche die verschiedenen BerCAs autorisiert. In der Bundesrepublik Deutschland nimmt das Bundesverwaltungsamt die Rolle der VfB ein. Der eid-server wird durch die BerCA berechtigt, auf einzelne eid-anwendungen des neuen Personalausweises zuzugreifen. Folgende eid-anwendungen stellt der neue Personal ausweis zur Verfügung: Lesen der eid-daten Verifizieren von Alter und Wohnort Nachladen für Qualifizierte Elektronische Signatur Für jede gewünschte eid-anwendung muss sich der eid Server mit einem speziellen Berechtigungszertifikat gegenüber dem neuen Personalausweis authentifizieren. Diese Berechtigungszertifikate haben einen begrenzten Gültigkeitszeitraum. Abhängig von der eid-anwendung, für die sie ausgestellt wurden, schwanken die Laufzeiten zwischen wenigen Tagen und einigen Monaten. Nach Ablauf des Gültigkeitszeitraumes müssen die Berechtigungszertifikate erneuert werden eid-server Beim Dienstleister ergänzt der eid-server das Identitätsmanagement (IDM) des Anwendungs-Servers um die eid Anwendungen des neuen Personalausweises. Dabei muss der eid-server zum einen mit der AusweisApp (vormals Bürgerclient) kommunizieren, die auf den neuen Personalausweis zugreift, und zum anderen mit der PKI Infrastruktur. Der eid-server nutzt R&S CryptoServer als Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) für alle kryptografischen Funktionen rund um die von ihm benötigten Berechtigungszertifikate. Details zum eid Server können [TR-3130] entnommen werden. Die genauen Gültigkeitszeiträume können Kapitel in [CP-eID] entnommen werden. Kommunikationspartner des eid-servers Web-Server Anwendungs- Server mit/ohne IDM DB-Server AusweisApp PKI (CVCA/CSCA) CSCA Sperrliste BerCA eid- Server Schlüssel erzeugen, speichern Dienstanbieter Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 5

6 R&S CryptoServer Im Umfeld von eid-servern erfüllt der R&S CryptoServer folgende Aufgaben: Erstellen und Speichern geheimer Schlüssel Signaturerstellung Diese Aufgaben können rein technisch auch von beliebigen Computern durchgeführt werden, unterliegen jedoch hohen Sicherheitsanforderungen, die den Einsatz des Hardware-Sicherheitsmoduls (HSM) erfordern, denn durch den R&S CryptoServer bleiben Schlüssel geheim und werden trotzdem vom neuen Personal ausweis als gültig angesehen. Die Schlüssel dürfen den R&S CryptoServer nicht verlassen, weshalb auch die kryptografischen Funktionen (Signatur) in dem Gerät stattfinden. Damit die Schlüssel auch in administrativen Sonder fällen sicher im R&S CryptoServer gespeichert bleiben, wird der R&S CryptoServer mit einem Benutzerkonzept betrieben, das zum einen eine strikte Rollentrennung und zum anderen ein Mehraugen-Prinzip vorsieht. Für den Einsatz im Zusammenhang mit dem neuen Personalausweis wurde eine spezielle Variante vom R&S CryptoServer entwickelt: das Deutschland-HSM. R&S CryptoServer/Deutschland-HSM (oder nur Deutschland-HSM) verfügt über einen speziellen Zufallszahlengenerator und über eine spezielle, Java-basierte Schnittstelle für den eid-server. Diese Schnittstelle wird im Folgenden eid-schnittstelle genannt. R&S CryptoServer/Deutschland-HSM (PCI-Karte). 6

7 2.1 Benutzerkonzept Das Benutzerkonzept des Deutschland-HSM für eid-server sieht vier verschiedene Rollen vor: Administratoren sind Personen, die z.b. die Benutzerkonten einrichten Key Manager Personalisierung sind Personen, welche die kryptografischen Grundeinstellungen durchführen, z.b. den Schlüsselverschlüsselungsschlüssel (AES-KEK) bestimmen oder die Parameter für die elliptischen Kurven (ECC) laden Key Manager ist ein (halb-)automatisiertes Programm, das die Berechtigungszertifikate für die Mandanten eines eid-servers verwaltet Key User ist der eid-server, der kryptografische Funktionen durchführen lässt (Signaturerstellung) Benutzer, die eine dieser Rollen wahrnehmen wollen, haben verschiedene Möglichkeiten, sich gegenüber dem Deutschland-HSM zu authentifizieren (siehe Kapitel in [SGCS-Admin]): HMAC-Passwort ist ein symmetrisches Verfahren, bei dem der HMAC-Wert einer Zufallszahl berechnet, übertragen und verglichen wird. Das Passwort wird hierbei als HMAC-Schlüssel zur Bestimmung des HMAC Wertes genutzt RSA-Signatur ist ein asymmetrisches Verfahren, bei dem eine Zufallszahl mit dem privaten RSA-Schlüssel signiert, übertragen und mit dem öffentlichen RSA- Schlüssel verifiziert wird. Der dafür erzeugte private RSA-Schlüssel des Benutzers wird in einer Passwortgeschützten Datei und/oder auf einer Smartcard gespeichert. Der öffentliche RSA-Schlüssel des Benutzers wird im CryptoServer gespeichert RSA-Smartcard ist ebenfalls ein asymmetrisches Verfahren, für das der auf einer Smartcard gespeicherte RSA-Schlüssel des Benutzers genutzt wird. Im Unterschied zum Verfahren RSA-Signatur ist in diesem Fall jedoch das Pinpad direkt am CryptoServer zu betreiben; eine Anmeldung aus der Ferne ist hier nicht möglich Zusätzlich unterstützt das Deutschland-HSM ein Mehraugen-Prinzip. Hierbei muss ein bestimmtes Anmeldungs- Level durch das Anmelden von mindestens zwei Benutzern (Vier-Augen-Prinzip) beziehungsweise drei Benutzern (Sechs-Augen-Prinzip) erreicht werden, um Einstellungen tätigen zu können. Die Tabelle unten gibt einen Überblick über die verschiedenen Rollen, Authentisierungsmethoden und Aufgaben beim Betrieb des Deutschland-HSM. Rollen und Authentisierungsmethoden Rolle und Anmeldungs-Level Empfohlene Authentisierungs-Methode Nutzer Aufgaben (Auswahl) Administrator RSA-Signatur nach dem Vier-Augen-Prinzip Mindestens zwei (besser drei) Personen Benutzer einrichten Firmware laden Uhrzeit stellen Auditlog löschen Key Manager Personalisierung RSA-Smartcard nach dem Vier-Augen-Prinzip Mindestens zwei (besser drei) Personen AES-KEK erzeugen ECC-Domain-Parameter laden Signaturschlüssel gesichert exportieren und importieren Key Manager HMAC-Passwort nach dem Vier-Augen-Prinzip Programm (z.b. zur Anforderung von Berechtigungs-Zertifikaten) Schlüssel für Zertifikatsanforderungen erstellen Schlüssel aktivieren Signaturschlüssel gesichert exportieren und importieren Key User HMAC-Passwort nach dem Vier-Augen-Prinzip Programm (eid-server) Signaturerstellung Zufallszahlen erzeugen EC-Punktmultiplikation Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 7

8 2.2 Mandantenfähigkeit Der R&S CryptoServer/Deutschland-HSM ist dazu ausgelegt, die Schlüssel mehrerer Mandanten zu verwalten. Die dazu implementierte Mandantenzuordnung verknüpft Benutzerkonten mit Schlüsseln. Dem Benutzerkonto wird bei Erstellung ein Attribut zugeordnet, das die Mandantenzuordnung ermöglicht. Später kann dieser Benutzer nur Schlüssel für die Mandanten erzeugen, die seiner hinterlegten Mandantenzuordnung entsprechen (im Falle eines Key Managers). Analog können Key User nur die Schlüssel zur Signaturerzeugung heranziehen, die für ihren Mandanten erzeugt wurden. 2.3 Smartcards Smartcards werden im Sicherheitskonzept des Deutschland-HSM hauptsächlich für die Benutzerauthentisierung durch Wissen (= Smartcard) und Besitz (= Smartcard-Pin) genutzt. Zusätzlich wird der Schlüsselverschlüsselungsschlüssel (AES-KEK) auf Smartcards aufgeteilt. Ein initiales Set, bestehend aus drei Smartcards und einem Pinpad, ist im Lieferumfang der LAN-Variante des Deutschland-HSM enthalten. Weitere Smartcards müssen bei Bedarf separat beschafft werden. Die Tabellen unten gehen vom Einsatz von sieben Smartcards aus. Diese Mandantenzuordnung bei Benutzerkonten und Schlüsseln erfolgt über das Attribut Entity. Als Entity werden Textwerte eingegeben, die später vor Ausführung der kryptografischen Funktionen miteinander verglichen werden. Innerhalb der Entitys können Sternchen (*) und Fragezeichen (?) als Platzhalter verwendet werden. Das Sternchen (*) steht für eine beliebige Anzahl beliebiger Zeichen, während das Fragezeichen (?) als Platzhalter für genau ein beliebiges Zeichen verwendet wird. Beispiele für die Mandantenkonfiguration von Benutzern Benutzerkonto mit Attribut Entity Verarbeitbare Schlüssel Z.B. für Mitglieder der Benutzergruppe * Alle Key Manager Personalisierung (AES-KEK-Manager) bspfirma* Alle, deren Entity mit bspfirma beginnt (z.b. bspfirma-zert, bspfirma-certreq ) Key Manager bspfirma-zert Nur die, deren Entity bspfirma-zert lautet Key User Smartcard-Verwendung Smartcard-Nummer Authentisierung für Benutzer AES-KEK 1 bis 3 3 Administrator 4 bis 7 3 Key Manager Personalisierung 4 Schlüsselteile für 2 aus 4 8

9 2.4 Aufstellen und Anschließen Gerät einschalten und IP-Adresse einstellen Zunächst wird die LAN-Variante des Deutschland-HSM in den Server-Schrank eingebaut, mit dem Computernetzwerk verbunden und mit einer gültigen IP-Konfiguration versehen Einschalten Die LAN-Variante des Deutschland-HSM besitzt zwei Power-Schalter, hinten am Netzteil und vorn hinter der Klappe IP-Konfiguration IP-Adresse, Subnetz-Maske und Gateway werden direkt mit den Schaltflächen der LAN-Variante und über das Display eingestellt. Die LAN-Anschlüsse auf der Rückseite sind in Leserichtung angeordnet: Schaut man sich die Rückseite an, befindet sich LAN-Anschluss 1 links von LAN-Anschluss Managementprogramme CAT.jar und EIDKMT.jar sowie Kartenlesegerät in Betrieb nehmen Die Administration des Deutschland-HSMs findet über zwei Programme statt: CryptoServer Administration Tool (CAT.jar) eid Keymanagement Tool (EIDKMT.jar) Java Unlimited Strength Runtime Beide Programme basieren auf Java und erfordern daher auf dem Computer, der zur Administration genutzt werden soll, die Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files 6 von Oracle. Diese Dateien befinden sich aus rechtlichen Gründen nicht im Lieferumfang, können jedoch kostenfrei von der Oracle- Internet-Seite heruntergeladen werden. Zur Installation sind die bereits lokal vorhanden Bibliotheken gegen die Dateien aus dem heruntergeladenen ZIP-Archiv zu ersetzen und der Computer neu zu starten ZIP-Archiv mit eid-schnittstelle Die beiden Programme CAT.jar und EIDKMT.jar werden gemeinsam mit dem Simulator, der Schnittstellenbeschreibung und der eid-firmware des Deutschland-HSMs in einem eid.zip-archiv von Rohde & Schwarz SIT beziehungsweise Utimaco ausgeliefert und können nach dem Entpacken zum Beispiel per Doppelklick im Windows Explorer gestartet werden. Nach Programmstart muss für CAT.jar beziehungsweise EIDKMT.jar die IP-Adresse (siehe Kapitel 2.4.1) des zu administrierenden Deutschland-HSMs konfiguriert werden Kartenlesegerät cyberjack Das bei der LAN-Variante mitgelieferte Kartenlesegerät cyberjack von ReinerSCT kann sowohl direkt am Deutschland-HSM über PS/2 als auch am genutzten Administrations-Computer über USB angeschlossen werden. Um das Kartenlesegerät am Administrations-Computer zu benutzen, wird es einfach per USB mit diesem verbunden. In dem daraufhin erscheinenden Dialog des Windows-Gerätemanagers ist die cyberjack-treibersoftware auszuwählen, die im ZIP-Archiv mit der eid-schnittstelle von Utimaco ausgeliefert wird. Anschließend müssen CAT.jar gestartet und Typ sowie Anschluss (Port) des verwendeten Pinpads unter File Settings auf der Karteikarte PIN Pad konfiguriert werden. CAT.jar: USB-Port für Kartenlesegerät einstellen. Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 9

10 2.4.3 eid-firmware ins Deutschland-HSM importieren Um die eid-firmware ins Deutschland-HSM zu importieren, startet man CAT.jar und meldet sich als ADMIN am Deutschland-HSM an. Dieser Standardbenutzer authentisiert sich mit dem Keyfile Token init_dev_prv. key (ohne Passwort) gegenüber dem Deutschland-HSM. Das Keyfile Token ist im ZIP-Archiv der eid-schnittstelle enthalten. Mit den Schaltflächen List All Files und List Firmware erhält man einen Überblick über die Firmware, die in das Deutschland-HSM geladen wurde. Für den Einsatz mit dem neuen Personalausweis muss unter anderem das eid-modul vorhanden sein. Eine vollständige Liste der Firmwaremodule befindet sich in Kapitel 3.1. Zum Laden der Firmware wählt wird die Menüfolge Firmware-Management Setup CryptoServer gewählt. In dem folgenden Dialog konfiguriert man das zu ladende Firmware-Paket sowie die Lizenzdatei und betätigt Setup. Firmware-Paket und Lizenzdatei sind im ausgelieferten ZIP-Archiv enthalten. CAT.jar: Anmeldedialog für Standardbenutzer ADMIN. CAT.jar: Laden der eid-firmware in das Deutschland-HSM. 10

11 2.4.4 Neue Administratoren anlegen Um das Deutschland-HSM in die eigene kryptografische Hoheit zu überführen, werden Benutzerkonten für mindestens zwei (empfohlen drei) Administratoren angelegt, die im Vier-Augen-Prinzip beispielsweise Benutzer anlegen dürfen. Jeder Adminis trator nutzt seine eigenen auf Smartcard gespeicherten RSA-Schlüssel zur Authentisierung gegenüber dem Deutschland-HSM (siehe Kapitel 2.1) RSA-Schlüssel auf Smartcard erstellen Dazu startet man CAT.jar und generiert über die Menüfolge Key-Tools Smartcard Management Karteikarte Generate drei Smartcards, wie in der unten stehenden Tabelle dargestellt Neue Administrator-Benutzer anlegen und RSA Smartcards zuordnen Anschließend meldet man sich mit dem Standard benutzer ADMIN an. Dieser Standardbenutzer authentisiert sich mit dem Keyfile Token init_dev_prv.key (ohne Passwort) gegenüber dem Deutschland-HSM. Das Keyfile Token ist in dem ZIP-Archiv der eid-schnittstelle von Utimaco enthalten. Über die Schaltfläche Add User im User Management werden die drei neuen Benutzerkonten hinzugefügt, wie in der unten stehenden Tabelle dargestellt. Nach dem Klick auf OK wird man aufgefordert, dem Benutzerkonto den vorher auf Smartcard angelegten RSA-Schlüssel zuzuordnen. Dazu muss der Smartcard-Zugriff durch Eingabe der PIN legitimiert werden. Die Standard-PIN lautet und kann in CAT.jar über die Menüfolge Key Tools Smartcard Management Karteikarte Change PIN geändert werden Standardbenutzer ADMIN löschen Nach dem Anlegen der Administrator-Benutzerkonten sollte der werksseitige Standardbenutzer ADMIN über die Schaltfläche Delete User im User Management gelöscht werden. CAT.jar: werks seitigen ADMIN löschen. CAT.jar: RSA-Schlüssel für Administratoren erzeugen (Administrator-Smartcards initialisieren) Key-Tools Smartcard Management Karteikarte Generate Parameter Smartcard 1 Smartcard 2 Smartcard 3 RSA (ausgewählt) (ausgewählt) (ausgewählt) Key Info z.b. Admin 1 z.b. Admin 2 z.b. Admin 3 RSA Key Size 2048 bits 2048 bits 2048 bits Number of Backups CAT.jar: Administratoren anlegen (Parameter für neue Administratoren) User Management Add User Parameter Administrator 1 Administrator 2 Administrator 3 User Profile Customized Customized Customized Name of New User z.b. Admin 1 z.b. Admin 2 z.b. Admin 3 Authentication Mechanisms RSA Signature RSA Signature RSA Signature Hash Method Default Default Default Group(s) of New User (siehe Kapitel 2.3 in [SGCS-Admin]) (siehe Kapitel 2.3 in [SGCS-Admin]) (siehe Kapitel 2.3 in [SGCS-Admin]) Static Login allowed Nein Nein Nein Secure Messaging without authentication without authentication without authentication Attributes <leer> <leer> <leer> Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 11

12 2.5 Aufgaben für die Administratoren Zur weiteren Administration müssen sich immer jeweils zwei der zuvor angelegten Administratoren (siehe Kapitel 2.4.4) mit ihren Smartcards am Deutschland-HSM anmelden. Für die Aktualisierung von Datum und Uhrzeit sowie die Initialisierung weiterer Smartcards wird CAT.jar genutzt. Anschließend werden mittels EIDKMT.jar weitere Benutzer konten angelegt Zeit einstellen Die Einstellungen für Datum und Uhrzeit müssen überprüft und eventuell aktualisiert werden. Dies erfolgt in CAT.jar durch die Menüfolge Firmware Management Set Time Smartcards initialisieren Abhängig von dem zu implementierenden Benutzerkonzept (siehe Kapitel 2.1) werden Smartcards zur Identifikation genutzt. Im Weiteren werden Smartcards für die drei Benutzer der Rolle Key Manager Personalisierung im Vier- Augen-Prinzip eingesetzt, die nun erstmalig bereitgestellt werden müssen. Um die Smartcard beschreiben zu können, muss eine Smartcard-PIN am Kartenleser des Administrations- Computers eingegeben werden. Die Standard-PIN lautet und kann in CAT.jar jederzeit über die Menüfolge Key-Tools SmartCard Management geändert werden Benutzer anlegen Zur Verwaltung der Benutzer wird EIDKMT.jar gestartet. Auf der Karteikarte Devices im linken Bereich des Fensters werden die zu administrierenden Deutschland-HSM über das Kontextmenü (Rechts-Mausklick) hinzugefügt und konfiguriert. Dazu gibt man als Specifier die konfigurierte IP-Adresse der LAN-Variante beziehungsweise den Steckplatz bei der Kartenvariante (z.b. PCI:0 oder /dev/cs2a ) an. Um die Benutzer einzurichten, müssen sich mindestens zwei der zuvor angelegten Administratoren ( siehe Kapitel 2.4.4) mit ihrer Smartcard am betroffenen Deutschland-HSM über Schaltfläche Logon auf der Werkzeugleiste anmelden. Anschließend wird die Schaltfläche Add gewählt. Dazu startet man CAT.jar und initialisiert die Smartcards über die Menüfolge Key Tools Smartcard Management Kartei karte Generate, wie in der unten stehenden Tabelle dargestellt. EIDKMT.jar: als Administrator anmelden. CAT.jar: Smartcards für Key Manager Personalisierung initialisieren Key Tools Smartcard Management Karteikarte Generate Parameter Personalisierer 1 Personalisierer 2 Personalisierer 3 RSA (ausgewählt) (ausgewählt) (ausgewählt) Key-Info z.b. Personalisierer 1 z.b. Personalisierer 2 z.b. Personalisierer 3 RSA Key Size 2048 bits 2048 bits 2048 bits Nb. of Backups

13 Key Manager Personalisierung Benutzer der Rolle Key Manager Personalisierung erstellen den Schlüsselverschlüsselungsschlüssel (Key Encryption Key bzw. KEK) eines Deutschland-HSMs und werden daher auch AES-KEK-Manager genannt. Zur Realisierung des Vier-Augen-Prinzips werden drei AES-KEK-Manager, wie in der unten stehenden Tabelle dargestellt, angelegt und den drei initialisierten Personalisierer-Karten (siehe Kapitel 2.5.2) zugeordnet. Für die AES-KEK-Manager wird dabei die Authentisierungsmethode RSA-Smartcard (MECH_RSA_SC) gewählt, die ausschließlich die Authentisierung durch das Kartenlesegerät, das direkt am Deutschland-HSM angeschlossen ist, ermöglicht. Sollte das mitgelieferte Kartenlesegerät noch an dem Computer angeschlossen sein, auf dem die Smartcards mit CAT.jar initialisiert wurden, muss es zum Anlegen der Benutzer direkt an das Deutschland-HSM angeschlossen werden. Hier ist jedem anzulegenden AES-KEK-Manager seine Smartcard zuzuordnen. EIDKMT.jar: Benutzerkonto AES-KEK-Manager1 anlegen. EIDKMT.jar: Benutzerparameter für Key Manager Personalisierung (AES-KEK-Manager) Logon Add Name AES-KEK-Manager 1 AES-KEK-Manager 2 AES-KEK-Manager 3 Entity * * * Permissions Flags deny static login deny static login deny static login Mechanism MECH_RSA_SC MECH_RSA_SC MECH_RSA_SC Key Source :CS2:cyb:COM1 (Pinpad am Deutschland-HSM) :CS2:cyb:COM1 (Pinpad am Deutschland-HSM) :CS2:cyb:COM1 (Pinpad am Deutschland-HSM) Password <keines> <keines> <keines> Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 13

14 Key Manager Während die Personalisierer beziehungsweise AES KEK- Manager einmal pro Deutschland-HSM erforderlich sind, werden Benutzer der Rollen Key Manager und Key User für jeden Mandanten eines Deutschland-HSMs angelegt. Wird der eid-server zum Beispiel von zwei Firmen namens BspFirma und MusterFirma genutzt, sind die Key Manager für beide Organisationen/Firmen im Vier-Augen-Prinzip anzulegen, also Key-Manager 1-BspFirma, Key-Manager 2-BspFirma, Key-Manager 1-Musterfirma und Key-Manager 2-Musterfirma. Die untere Tabelle zeigt die beiden anzulegenden Key Manager für den Mandanten BspFirma. Die Mandantentrennung der Benutzerkonten erfolgt durch den Eintrag im Feld Entity. Der Eintrag wird später mit dem der Schlüssel verglichen (siehe auch Kapitel 2.2). Die Benutzernamen (KM1-BspFirma) sowie die vergebenen Passwörter werden von den Anwendern beziehungsweise von dem Programm des eid-servers zur Authentisierung gegenüber dem Deutschland-HSM genutzt. EIDKMT.jar: Benutzerkonto Key-Manager 1-BspFirma anlegen. EIDKMT.jar: Benutzerparameter für Key Manager für Mandant BspFirma Logon Add Name Key-Manager 1-BspFirma Key-Manager 2-BspFirma Entity bspfirma* bspfirma* Permissions Flags deny static login deny static login Mechanism MECH_HMAC_PWD MECH_HMAC_PWD Key Source <unveränderbar> <unveränderbar> Password Passwort des 1. Key Managers Passwort des 2. Key Managers 14

15 Key User Analog zu Key Manager sind Key User ebenfalls pro Mandant und im Vier-Augen-Prinzip erforderlich. Im Unterschied zu Key Manager haben diese Benutzer jedoch nur Zugriff auf ihre eigenen Schlüssel und nicht auf die des gesamten Mandanten. Das wird durch eine weitere Verfeinerung des Attributs Entity administriert. Wird das Benutzerkonto vom Programm des eid-server beispielsweise zur Anforderung von Berechtigungszertifikaten für diesen Mandanten genutzt, könnte als Entity zum Beispiel die Zeichenkette bspfirma-zert genutzt werden. Die Tabelle zeigt die Parameter für die beiden Key User des Mandanten BspFirma. Die beiden Benutzernamen (User 1-BspFirma, User 2-BspFirma) und deren Pass wörter müssen anschließend dem Programm des eid-servers zugeordnet werden, damit sie sich gegenüber dem Deutschland-HSM als solche authentisieren können. EIDKMT.jar: Benutzerkonto User 1-BspFirma anlegen. EIDKMT.jar: Benutzerparameter für Key User für die Zertifikatsanforderung (zert) Logon Add Name User 1-BspFirma User 2-BspFirma Entity bspfirma-zert bspfirma-zert Permissions Flags deny static login deny static login Mechanism MECH_HMAC-PWD MECH_HMAC-PWD Key Source <unveränderbar> <unveränderbar> Password Passwort des 1. Key Users Passwort des 2. Key Users Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 15

16 2.6 Aufgaben für den Personalisierer Der Personalisierer beziehungsweise AES-KEK-Manager hat folgende Aufgaben: Import der Domänenparameter für die zur Signatur genutzten elliptischen Kurven Verwaltung der Schlüsselverschlüsselungsschlüssel (Key Encryption Key, AES-KEK) Beide Aktivitäten werden mittels EIDKMT.jar durchgeführt. Nach dem Start von EIDKMT.jar müssen sich mindestens zwei der drei Personalisierer beziehungsweise AES-KEK- Manager anmelden. Dazu werden die Smartcards (siehe Kapitel 2.5) im Kartenlesegerät genutzt, das direkt am Deutschland-HSM angeschlossen ist Domänenparameter für Elliptische Kurven importieren Um die Domänenparameter zu importieren, müssen mindestens zwei AES-KEK-Manager beziehungsweise Personalisierer am Deutschland-HSM angemeldet sein. Anschließend kann im Kontextmenü (Rechts-Mausklick) über die Funktion Import EC Domain Parameter der Import gestartet werden. Für den eid-server sind derzeit 256-bit- Schlüssel zu verwenden (siehe Abschnitt in [CP-eID]) AES-KEK erzeugen Der Schlüsselverschlüsselungsschlüssel AES-KEK wird genutzt, um während der Laufzeit die im Deutschland-HSM erstellten und gespeicherten Signaturschlüssel vor dem Export zu verschlüsseln. Die Signaturschlüssel können dann in gesicherter Form transportiert und in ein anderes Deutschland-HSM importiert werden. Dazu muss dieses Deutschland-HSM jedoch ebenfalls über den AES-KEK verfügen. Aus diesem Grund kann der AES-KEK nach Erzeugung einmalig auf die Smartcards der AES-KEK- Manager gespeichert werden. Der Speichervorgang muss zwingend auf dem Kartenlesegerät stattfinden, das direkt am Deutschland-HSM angeschlossen ist. Nachdem sich mindestens zwei AES-KEK-Manager am Deutschland-HSM angemeldet haben, wählt man im Kontextmenü (Rechts- Mausklick) die Funktion Generate KEK, um den Schlüsselverschlüsselungsschlüssel, wie in der unteren Tabelle dargestellt, zu erstellen und auf Smartcards zu verteilen. Der AES-KEK wird nach dem Anlegen einmalig in die angegebene Anzahl von N Schlüsselteilen zerlegt und auf Smartcards verteilt. Dazu wird das Pinpad genutzt, das direkt am COM-Anschluss des Deutschland-HSMs betrieben wird. Als Speichermedium für die Schlüsselteile können die Smartcards der AES-KEK-Manager genutzt werden ihre persönlichen Authentisierungsschlüssel bleiben erhalten und werden nicht überschrieben. Figure 24: EIDKMT.jar: Schlüsselverschlüsselungsschlüssel (AES-KEK) erzeugen. EIDKMT.jar: Parameter für Schlüssel verschlüsselungsschlüssel AES-KEK Generate KEK Parameter Wert Size 256 Name frei wählbar (z.b. AES-KEK1) Entity * Expiration Date Ablaufdatum im Format jjmmtt K K von N Schlüsselteilen (Smartcards) sind erforderlich, um den AES-KEK in ein (anderes) Deutschland-HSM zu importieren N 16

17 Anhang 3.1 Firmware Im Managementprogramm CAT.jar kann man über die Schaltflächen List Firmware und List All Files die geladene Firmware auslesen und ausgeben lassen. Für den Einsatz mit dem neuen Personalausweis wird ein Deutschland-HSM/3 mit den folgenden Firmwaremodulen und benötigt. Firmwaremodule Deutschland-HSM/3 Modul Dateiname Version 1) Bootloader Bootloader System Firmware Modules Utility Module util_ _c86.mtc SMOS Operating System smos_ _c86.mtc Administration Module adm_ _c86.mtc Command Scheduler cmds_ _c86.mtc Hash Module hash_ _c86.mtc Long Number Arithmetic Version lna_ _c64.mtc AES Module aes_ _c86.mtc ECDSA Module ecdsa_ _c86.mtc RSA Module vrsa_ _c86.mtc Database Module db_ _c86.mtc Elliptic Curve Arithmetic eca_ _c86.mtc DES Module vdes_ _c86.mtc Standard Firmware Modules Smartcard Module sc_ _c86.mtc Master Box Key Module mbk_ _c86.mtc Asn1 Module asn1_ _c86.mtc Pinpad Driver pp_ _c86.mtc Applications Electronic ID Module eid_ _c86.mtc ) Zum Zeitpunkt der Drucklegung; zertifizierter Versionsstand kann von dem hier angeführten abweichen. Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 17

18 3.2 Abkürzungen Abkürzungen AES BerCA BSI CA CAT(.jar) CP CSCA CVCA DVCA EAC ECC eid EIDKMT(.jar) HMAC HSM IDM KEK npa PKI(n) QES R & S TR VfB Advanced Encryption Standard (Verschlüsselungs-Algorithmus) Berechtigungs-CA Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik Certificate Authority (einer PKI) CryptoServer Administration Tool (Dateiendung für Java Archive ) Certificate Policy Country Signing CA Country Verifying CA Document Verifying CA Extended Access Control Elliptic Curve Cryptology Elektronische Identität eid Key Management Tool (Dateiendung für Java Archive ) Hash-based Message Authentication Code Hardware-Sicherheitsmodul Identitätsmanagement Key Encryption Key (Schlüsselverschlüsselungsschlüssel) Neuer Personalausweis Public-Key-Infrastruktur(en) Qualifizierte elektronische Signatur Rohde & Schwarz Technische Richtlinie (des BSI) Vergabestelle für Berechtigungszertifikate 3.3 Literatur Literatur/Referenzen Der neue Personalausweis Anwenderhandbuch für Wirtschaft und Verwaltung (http://www.personalausweisportal.de/cln_164/de/partner-werden/diensteanbieter/diensteanbieter_node.html) [CP-eID] [SGCSE-Admin] [TR-3110] [TR ] [TR-3128] [TR-3130] Certificate Policy für die eid-anwendung des epa, Version 1.26 vom (BSI) SafeGuard CryptoServer-Manual for System Administrators Technical Guideline Advanced Security Mechanisms for Machine Readable Travel Documents, Version vom (BSI) Technische Richtlinie ecard-projekte der Bundesregierung, Stand 2010 Revision 1 (BSI) EAC-PKI n für den elektronischen Personalausweis, Version 1.1 vom (BSI) Technische Richtlinie eid-server, Version vom (BSI) 18

19 Bestellangaben Bezeichnung Typ Bestellnummer R&S CryptoServer/Deutschland-HSM CC-Zertifizierung und BSI-Zulassung in Arbeit, einsetzbar z.b. für eid-server, Kontrollsysteme, Sperrdienste und evergabe-systeme; alle Modelle basieren auf PCI-Karten Hardware-Sicherheitsmodul, Modell: PCI-Karte, Deutschland-HSM/3 CS10 PCI Performance Level: 125 ECC-Signaturen (256 bit) pro Sekunde Hardware-Sicherheitsmodul, Modell: PCI-Karte, Deutschland-HSM/3 CS50 PCI Performance Level: 1000 ECC-Signaturen (256 bit) pro Sekunde Hardware-Sicherheitsmodul, Modell LAN-Appliance, Deutschland-HSM/3 CS10 LAN Performance Level: 125 ECC-Signaturen (256 bit) pro Sekunde, enthält 1 Pinpad und 3 Smartcards Hardware-Sicherheitsmodul, Modell LAN-Appliance, Deutschland-HSM/3 CS50 LAN Performance Level: 780 ECC-Signaturen (256 bit) pro Sekunde, enthält 1 Pinpad und 3 Smartcards R&S CryptoServer/Zubehör Pinpad R&S CryptoServer Pinpad Smartcard R&S CryptoServer Smartcard Große externe Stützbatterie für R&S CryptoServer PCI und PCIe R&S CryptoServer Stützbatterie PCI/PCIe Kleine On-Board-Ersatzbatterie für R&S CryptoServer PCI und PCIe R&S CryptoServer Ersatzbatterie PCI/PCIe Große On-Board-Ersatzbatterie für R&S CryptoServer LAN R&S CryptoServer Ersatzbatterie LAN R&S CryptoServer, LAN-Appliance. Rückansicht des R&S CryptoServer, LAN-Appliance. Rohde & Schwarz Deutschland HSM für den eid-server des neuen Personalausweises 19

20 Service Ihres Vertrauens J Weltweit J Lokal und persönlich J Flexibel und maßgeschneidert J Kompromisslose Qualität J Langfristige Sicherheit Rohde & Schwarz Der Elektronikkonzern Rohde & Schwarz ist ein führender Lösungsanbieter in den Arbeitsgebieten Messtechnik, Rundfunk, Funküberwachung und -ortung sowie sichere Kommunikation. Vor mehr als 75 Jahren gegründet, ist das selbst ständige Unternehmen mit seinen Dienstleistungen und einem engmaschigen Servicenetz in über 70 Ländern der Welt präsent. Der Firmensitz ist in Deutschland (München). Der Umwelt verpflichtet Energie-effiziente Produkte Kontinuierliche Weiterentwicklung nachhaltiger Umweltkonzepte ISO zertifiziertes Umweltmanagementsystem Certified Quality System ISO 9001 Rohde & Schwarz SIT GmbH Am Studio 3 D Berlin Fax Kontakt Europa, Afrika, Mittlerer Osten Nordamerika TEST RSA ( ) Lateinamerika Asien/Pazifik R&S ist eingetragenes Warenzeichen der Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Eigennamen sind Warenzeichen der jeweiligen Eigentümer Printed in Germany (ch) PD Version März 2011 R&S CryptoServer Daten ohne Genauigkeitsangabe sind unverbindlich Änderungen vorbehalten 2011 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG München, Germany

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