תשתיות מפתח ציבוריות (PKI) היו סלע האמון הדיגיטלי והתקשורת מאובטחת מאז ימי האינטרנט המוקדמים.It underpins הכל מדואר אלקטרוני מוצפן מאובטח וגלישה באינטרנט לחתימות דיגיטליות וחתומה קודים במהלך ארבעת העשורים האחרונים, סטנדרטים PKI התפתחו באופן דרמטי, נע בין מבנים קשיחים, היררכיים כמו X.509 לעקבות גמישות יותר, אוטומטיות ופרוטוקולים קוונטיים של מחנכים אלה הם פתרונות אבטחה ופתרונות סטנדרטיים של מערכות אבטחה ואבטחה ואבטחה של מערכות אבטחה ואבטחה.

רקע היסטורי של PKI Standards

הצורך בקריפטוגרפיה הציבורית היה הראשון לבטא על ידי ויטפילד דיפי ומרטין הלמן ב-1976, אך הבעיה המעשית של הקמת מפתח ציבורי לזהות נותרה בלתי פתורה.ללא מנגנון מהימן כדי לוודא כי מפתח ציבורי מסוים מסוים באמת שייך לישות הנטען, פרוטוקולים הקריפטוגרפיים פגיעים להתקפות חד-מין של האדם.

בשנת 1988, איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU-T) פרסם את הגרסה הראשונה של תקן X.500, שכלל את מפרט X.509 עבור אימות שירותי ניהולי. X.509 הגדיר את פורמט תעודות ציבוריות-key, רשימת הביטול של האישור (CRL), ומודל אמון היררכי מבוסס על רשויות (CAs סטנדרטי) מאוחר יותר אומץ על ידי רשות האינטרנט של חיל הנחת המשימה של 1422 (FCIE), אשר הניחה על בסיס המערכת האקולוגית RKI) של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של RKI, 1429.

תקן X.509 המקורי (הגרסה 1) הורחב מאוחר יותר לגרסאות 2 ו-3, עם האחרון הוספת תמיכה להרחבות מותאמות אישית ב-1996. הרחבות אלה אפשרו לתעודות לשאת תכונות נוספות כגון שימוש מפתח, שמות חלופיים בכפוף, ומדיניות, מה שהופך את X.509 להתאמה למגוון רחב של יישומים מעבר לאימות אינטרנט פשוט.תשתית ציבורית של IETF (X509), קבוצה עובדת (PIX) עוד יותר, 280 ו- C.

הצלחתו של X.509 יכולה להיות מיוחסת למבנה הברור שלה ולמודל האמון ההיררכי.עם זאת, הסטנדרט תוכנן עבור עולם של מערכות סטטיות, מנוהלות בקפידה – לא עבור הדינמיקה, הגדולה, ולעתים קרובות סביבות אוטומטיות של האינטרנט המודרני.כפי שהאינטרנט התרחב ואיומים ביטחוניים גדלו מתוחכמת יותר, המגבלות של X.509 ו- PKI המסורתית הפכו לברורות יותר ויותר, ובכך לפרוטוקולים חדשים וסטנדרטים.

תקן X.509: מפרט ליבה והשפעה

X.509 מגדיר תעודה כמבנה נתונים המכיל מפתח ציבורי, מידע זהה (כגון שם מכובד), תקופת תוקף (לא-לפני ולא-לאחר), מידע מסובייקטיבי, והחתימה הדיגיטלית של ההנפקה CA.התעודה היא סידרה באמצעות הסימון הניסוח הסטרקטי (ASN.1) וקודדה בתקנות דיסטינגוכות (D) או פורמט זה.

מודל האמון ההיררכי של X.509 מבוסס על שרשרת של תעודות, החל מ- CA שורש (אשר חתום על עצמי) וניתח באמצעות CAs ביניים כדי לקבל אישורים של סוף.לקוח חייב לאמת כל תעודה בשרשרת נגד החנות שלו, לבדוק את סטטוס הביטול (באמצעות CRL או פרוטוקול תעודת אישור מקוון - OCSP), ולוודא כי האישור לא יפוגמל תהליך חישובי זה לעתים קרובות.

X.509 תעודות משמשות במערך עצום של פרוטוקולים: TLS / SSL עבור תעבורה אינטרנט מאובטחת, S /MIME עבור חתימה דוא"ל והצפנה, IPec עבור VPNs, חתימה על הפצת תוכנה, וחתום על PDF ו- XML.הכוליות הסטנדרטית עשתה את זה עמוד השדרה של זהות דיגיטלית, עם מיליארדי תעודות שהוצאו על ידי אלפי פרטי ו- CA2, כיום על ידי סקר אינטרנט ייחודי של 300 מיליון.

למרות האימוץ הנרחב שלה, X.509 אינו ללא המבקרים שלו.ההסתמכות של הסטנדרט על היררכיה מרכזית של CAs יוצרת נקודה אחת של כישלון - CA שנפגעה יכולה להוציא תעודות הונאה עבור כל דומיין, כפי שהודגם על ידי ה- DigiNotar בשנת 2011 ו-Samtecttec mis-isance , בשנת 2015 ייעוד האישורים של הסמכה, הוא אתגר מתמשך: CRL יכול לגדול גדול ומסתורי, וניתן לחסום תגובות נוספות, או לתקן את ה-OSP, או לתקן את הפחתתו (או-ACT) ותיקון, או ניהול שגיאות, או ניהול התחדשות, או ניהול התחדשות, הוא התחדשות, הוא אתגר, או ניהול התחדשות, במיוחד, או ניהול , הוא , או ניהול התחדשות, הוא אתגר גדול יותר, או ניהול , או ניהול שגיאות, הוא התחדשות, או ניהול התחדשות, הוא , הוא , או ניהול , הוא שערורייה, במיוחד, הוא אתגר מתמשך (SISP) התחדשות, הוא שערורייה ניהול שערורייה ניהול שערורייה ניהול התחדשות, הוא אתגר מתמשך, הוא שערורייה ניהול התחדשות, הוא אתגר מתמשך, הוא אתגר מתמשך, הוא אתגר מתמשך, או ניהול התחדשות, כמו כן, או ניהול

הגבלות על PKI המסורתית

בעוד ש- X.509 שימש את האינטרנט היטב, המגבלות שלו הניעו את הפיתוח של פרוטוקולים חדשים וגישות.מגבלות אלה יכולות להיות מקובצים במספר קטגוריות: קשיחות מודל אמון, בעיות מדרגיות, מורכבות תגמול, גירעון אוטומציה ופגיעות לאיומים מתעוררים.

אמון מודל ריגידיות ומרכזיזציה

המודל של אמון היררכי מציב אמון עצום במספר קטן יחסית של CAs.המפתחים הפרטיים שלהם יש לשמור על הביטחון הגבוה ביותר, אך הפרות התרחשו.גילוי של ה-FLT:0HeartedFLT:1 פגיעת הפגיעות של 1:1 בשנת 2014 הראה שאפילו CAs מסיבי יכול לחשוף מפתחות פרטיים יותר, העובדה כי כל CA יכול להנפיק תעודה עבור כל דומיין (עיקרון ידוע בשם "קיקוני") כמו מנגנונים חמורים, אך המנגנונים של CA נשאר עם פרופילים, אך ורק כמה מנגנונים מרובים, אך הוא הוביל לגרסאות אבטחה.

בעיות סקלאלה

ככל שמספר המכשירים, השירותים והמשתמשים גדל, מאבקי PKI מסורתיים בקנה מידה.שרשראות האישורים יכולים להיות ארוכים, מה שגורם לעיכובים אימות. CRLs עבור CAs גדולים יכול לעלות על עשרות מגה-בתים, ולהביא אותם מעל הרשת מוסיפה לעקביות. OCSP מגיבים חייבים להתמודד עם מיליוני בקשות לשנייה.

ייעוד מורכב

Revocation הוא אחד הקישורים החלשים ביותר ב PKI. CRLs הם רק בזמן כמו מרווח העדכון שלהם (לעתים קרובות שעות או אפילו ימים), ולקוחות עשויים לא לבדוק אותם באופן עקבי. OCSP מספק מידע בזמן אמתי יותר אבל מציג דליפה פרטיות ( CA לומדת כי אתרי לקוחות ביקורים) ויכולים להיות כפופים להתקפות מניעת שירות.

חוסר אוטומציה

עבור רוב ההיסטוריה של PKI, תעודה קידוד והתחדשות היו תהליכים ידניים מעורבים מילוי טפסים, יצירת זוגות מרכזיים, הגשת CSRs, והתקנת באופן ידני תעודות.זה יצר חיכוך מבצעי והוביל לפוג תעודות גורם הודעות שירות. פרוטוקול ACME התייחס לבעיה זו על ראש, אבל עבור מערכות מורשת, המדריך נשאר מחסום להיגיינה טובה.

Vulnerability to Advanced Attacks

PKI מסורתי פגיע למספר וקטורים של התקפה: מחשוב קוונטי מאיים לשבור את האלגוריתמים של RSA ו- ECDSA בשימוש ברוב התעודות הנוכחיות; התקפות של ערוצים צד יכולות להדלף מפתחות פרטיים; והתקפות מתוחכמות יכולות לגרות משתמשים בקבלת תעודות הונאה.הטבע הסטטי של X.509 תעודות (עם מפתחות ציבוריים קבועים וזהות מחייבת) מקשים להסתגל לאיומים אלה ללא אישורי החלמה.

פרוטוקולים וסטנדרטים

התגובה למגבלות אלה הייתה גל של פרוטוקולים וסטנדרטים חדשים שמטפלים בנקודות כאב ספציפיות – אוטומציה, ניתוח קל משקל והתנגדות לאיומים חדשים.פרוטוקולים מתעוררים אלה אינם בהכרח תחליף ל- X.509 אלא משלימים למדי, אשר בונים על בסיסה או מספקים גישות חלופיות למקרים ספציפיים.

ACME (Automated Certificate Management Environment)

(FLT:0)ACMEFLT:1), שהוגדרו ב- RFC 8555, ניהול תעודה מהפכני באמצעות הפעלת מחזור החיים כולו - ⁇ , חידוש וביטול - באמצעות מערך של שיחות API סטנדרטיות ומאתגרים.Let's Encrypted Certificates, CA החינמית שהושקה ב-2016, חלוצית ב-ACME, ומאז הפכה להיות הגדולה ביותר בעולם, ומפיקה למעלה מ-400 מיליון תעודות של עד שנת 2025.

DTLS (Datagram Transport Layer Security)

בעוד TLS לאבטח חיבורי TCP, יישומים מודרניים רבים - כגון וידאו מקנה, משחקים מקוונים, ו-IoT טלמטרי - להסתמך על UDP עבור תקשורת דלת-העוצמה נמוכה.FLT:0LSFLT:1 (RFC 6347, 9147) מספק גם ערבויות אבטחה שוות ערך עבור תעבורת נתונים, באמצעות תשתית תעודה X.509 מותאם לא אמין, מתוך פרוטוקול משלוח של DTLS, ו-D.

(CBOR Object Signing and Encryption)

עבור מכשירים מאומנים משאבים כגון חיישנים, עונדים, וגאדג'טים חכמים ביתיים, ראשי התיבות של ASN1 ⁇ ו- X.509 תעודה parsing הוא לעתים קרובות גבוה מדי.FLT:0COSEFLTSE (RFC 8152) משתמש ב-concise Bin Object Representation (COR) כדי לספק קומפקטי, קל ל-to-to-CSEOL) אלגוריתמים (C) ל-CLCDUS) תמיכה באופן מפורש באלגוריתם CSEOCDICDS) ו-CDS (CDC (CTOCTOCTOCTOC)

תעודת שקיפות (CT) ו- Log-Secured

(FLT:0)Certificate Transparency Transparency Transparency Transparency (FLT:1) (RFC 9162) אינו פרוטוקול לתעודה עצמה, אלא מנגנון לזיהוי של אי-היתר על ידי כך שדרש שכל האישורים יסופקו בפומבי בנספח בלבד, קריפטוגרפיות של מנגנוני הביקורת המקודמתים של ה-SCT, מוסיף שכבת אחריות חובה ל-X.509 מערכת אקולוגית: כל בעיה שעדיין לא תועדה ל-CT (אומנה) אינה כוללת כיום תעודה מסוג זה לא מנגנוני אבטחה מסוג זה לא מנגנוני אבטחה.

Post-Quantum Cryptography Standards (NIST)

בעוד לא פרוטוקול ל-Se, הסטנדרטיזציה של אלגוריתמים קוונטיים על ידי NIST (המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה) מניע את האבולוציה הבאה של PKI. בשנת 2024, אלגוריתמים של ש"ח סופיים" (CrySTALS-Kyber) ו- CRYSTALS-Dilithium, FAL (לחתימות דיגיטליות) ו-CIS) עבור מועמדים נוספים ל-X2KYFYFYOL) ו-IFX.

עתיד התקני PKI

עתידו של PKI יוגדר על ידי גמישות, אוטומציה, וחוסנות.כמה מגמות הן שילוב:

זהות מבוזרת (DID ו- Verifiable Credentials)

מודלים PKI מבוזרים, כגון אלה המבוססים על blockchain או מופץ מובלים, במטרה לחסל את ההסתמכות על מספר קטן של עיגון אמון. ⁇ של W3C של Identifiers (DIDs) ו- Verifiable Credentials (VCs) מאפשרים ליצור מזהה משלהם ולהוכיח שליטה ללא מערכות מרכזיות אלה משתמשים לעתים קרובות בשמות אישיים, בעוד XCCDIC XDIC XIC XIC עדיין יכול להשלים את ה-S.

תעודות אוטומטיות, קצרות-חיים

פרוטוקול ACME ימשיך להתפתח, אולי ישלב עם TLS מנוהל (mTLS) עבור אימות שירות-לשירות ועם ה-FLT:0RFC 9628FLT:1 לניהול תעודה אוטומטית על פני IPsec. תעודה קצרת מועד (לא נכון במשך שעות או דקות) משמשים יותר ויותר באדריכלות אפס-אמון, צמצום חלון החשיפה של פשרה מרכזית אלה דורשות אינטגרציה הדוקה ומערכת אבטחה הדוקה יותר ויותר.

המונחים: Ready PKI Infrastructure

ארגונים חייבים להתחיל להתכונן לעולם שבו RSA ו- ECDSA יכולים להיות שבורים.הצעד המיידי ביותר הוא לשדרג רשויות תעודה ולהסתמך על צדדים לתמוך בתעודות היברידיות המשלבות אלגוריתמים מסורתיים ופוסט-קונטיים.ה-IETF של IETFLT:0PQ-TLSFLT:1 כבר הראו תאימות.

שילוב של שקיפות ואי-ביקורת

מנגנוני שקיפות שהחלו עם CT יתרחבו לתחומים אחרים:0 (Key TransparencyFLT:1 for email (כמו Keybase ו-Sings Key Transparency), FLT:2;2 ,Software שרשרת האספקה TransparencyFLT 3: (באמצעות SCITT), ו-FLT:4Vend Certificate TransparencyF:2, , , אם כן, לא ניתן יהיה להגדיר את עקרונות אלה באופן קבוע, כך לא ניתן יהיה לסמוך על ידי תקינים באופן קבוע).

מסקנה

האבולוציה של תקני XKI ממסגרת X.509 נוקשה לחבילה של פרוטוקולים מתעוררים משקפת את הצורך הגדל של האינטרנט לאוטומציה, קנה מידה, וגמישות. בעוד X.509 נשאר אבן הפינה של זהות דיגיטלית, פרוטוקולים חדשים כמו ACME, DTLS ו- COSE יכולים לספק את החולשות המגלחות ביותר שלה, ולאחר קריפטוגרפיים הגונים להבטיח כי PKI יכול לשרוד את ההסתברות של התפתחויות אבטחה קצרות יותר.

(ב) ויקרא י"ד:

  • 5280 - Internet X.509 PKI Certificate and CRL פרופילים נוספים
  • 8555 – איכות ניהול תעודה אוטומטית (ACMEI)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ◄ [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) בואו סטטיסטיקות הצפנה של ד"ר ד"ר ד"ר