תשתית ציבורית מאורגנת היטב (PKI) היא עמוד השדרה של תקשורת דיגיטלית בטוחה, המאפשרת אימות זהות, הצפנה, ו un-repudiation באמצעות תעודות דיגיטליות.בלבה מונח הרעיון של רשות האישורים (CA) היררכיה – שרשרת של קבוצות אמון המקשרות תעודות קצה-ההתנגדות בחזרה לשורש מהימן.עיצוב ההיררכיה הזו ובחירת מודל האמון הנכון הן החלטות קריטיות כי יש השפעה ישירה של ארגון ו- #17 ארכיטקטוני אבטחה, בדיקה טובה יותר עבור ארכיטקטוני אבטחה, ואדריכלים אבטחה, וכן הלאה, וכן הלאה, בדיקה של מודלים אבטחה סטנדרטיים.

הבנה של PKI CA Hierarchies

היררכיה PKI היא מבנה עץ הגיוני המארגן רשויות האישורים (CAs) לרמות.מודל טיפוסי בעל שלוש שכבות כולל שורש CA בראש, אחד או יותר ביניים או הכפופים CAs באמצע, ותעודות קצה (כגון TLS Server תעודות, אימותים של לקוחות, או חתימה תעודות) על העלים למטה: CA vouches עבור שכבת ביניים, כולל תעריפים על ידי קודים רק על ידי תקפים, יש מגבלות על ידי הדבקה.

תפקיד שורש CA

שורש CA הוא עוגן האמון האולטימטיבי.המפתח הפרטי שלו חייב להיות מוגן עם אמצעי האבטחה הגבוהים ביותר.הפרקטיקות הטובות ביותר קובע כי שורש CA נשמר במצב לא מקוון - כלומר הוא לא מחובר לרשת כלשהי והוא מאוחסן במיקום מאובטח פיזית עם בקרה כגון גישה ביומטרית, מצלמות, ו-Uber- Authorization. CA משמש רק כדי לחתום על האישורים של תוקף ביניים, וחייב להיות לסובב או להחליף רק חלק של אורך שורש של 30 שנים לפחות.

המונחים: the Workhorses

CAs ביניים הם השכבה המבצעית כי תעודות לגופים קצה.הם יכולים להיות מוקדשים למטרות ספציפיות - כגון TLS, חתימה קוד, חתימה דוא"ל או יישומים פנימיים - או מפורשים על ידי גבולות ארגוניים (למשל, אחד ביניים עבור משתמשים פנימיים, אחר עבור לקוחות חיצוניים), פלמנט זה מספק שליטה גרפית ומגביל את ההשפעה של כל פשרה בודדת.

תעודות סוף-הביטחון

אלה הם האישורים המוצגים על ידי שרתים, לקוחות, מכשירים דיגיטליים או יחידים להוכיח את הזהות שלהם.הם חייבים להתאים לפרופילים מוגדרים המפרטים שימושים מרכזיים, שימושים מרכזיים מורחבים, שדות נושא ותקופות תוקף. תקופות חיים קצרות (למשל, 90 ימים או פחות) מומלץ יותר ויותר להגביל את החלון של שימוש לרעה ופשט ניהול.

Best Practices for Hierarchy Design

תכנון היררכיה PKI דורש איזון אבטחה, יעילות תפעולית, ורמתיות עתידית.הפרקטיקות הבאות מהוות בסיס איתן.

  • (FLT:0) שורש שורש CA, CA ביניים מרובים CAseurFLT 1 לשמור על שורש יחיד, לא מקוון CA לחתום על כל תעודות ביניים.זה מתמקד מאמצי אבטחה על עוגן אולטרה מוגן אחד. השתמש במתווך מרובים כדי לבודד סיכונים לשרת מטרות שונות.
  • (FLT:0Use מאובטח הדור מפתח ואחסון.FreaLT:1) ליצור את כל מפתחות CA בתוך מודול אבטחה קשיח (HSM) כדי למנוע חשיפה פרטית מפתח. עבור ביניים CAs, להשתמש HSMs או תוכנה עם שליטה חזקה גישה, אבל מעדיף HSM עבור סביבות ייצור.
  • (FLT:0) מדיניות תעודה קפדנית של תעודה קפדנית.FLT:1 כל CA צריכה לפעול תחת מדיניות תעודה (CP) והצהרת ניהול האישור (CPS) כי כללים מפורטים, נהלי אימות ותהליכי ייעוד. Align אלה עם סטנדרטים תעשייתיים כגון CA / Browser פורום דרישות בסיס עבור CAs מהימן בפומבי.
  • (FLT:0) ,Implement מספר מסלולים ו- cross-signing.arching.ás 1 for redundancy, לשקול חצי-מס ביניים CAs עם השורש או עם שורש שונה בהיררכיה אנתטר.זה מאפשר נתיבי תעודה להישאר בתוקף גם אם ביניים אחד הוא מבטל.
  • (FLT:0)Use ייחודית שם מוסכמות.FLT:1 עקוב אחר מבנה בעל משמעות של Distinguished Name (DN) עבור CAs וגופים הקצה.לדוגמה, כוללים ארגון, יחידה ותכונות תכליתיות כדי לסייע ביקורת ובניין נתיב אוטומטי.
  • (FLT:0) cryptocurrencies חזק מאוד.FLT:1ir להשתמש אורך מפתח של לפחות 2048 ביט עבור RSA או 256 ביט עבור ECC עבור CAs ביניים, ולהבטיח אלגוריתמים יש SHA-256 או יותר.תוכנית עבור גמישות קריפטוגרפית כדי לעבור לאלגוריתמים לאחר אלגוריתמים לאחר הגדל.
  • (FLT:0) ביקורת ולוגו של רשם 1 (FLT:1) ביצוע ביקורות רבעוניות של כל CA פעולות.לשמור יומני ®Fper-הוכחה של קידוד תעודה, אירועי דור מפתח, ופעולות ייעוד מחדש. השתמש בכלים ניתוח יומן כדי לזהות אנומליות.
  • (FLT:0)Plan for Disaster Recovery.FLT:1ir לשמור עותקים לא מקוון של שורש ומפתחי CA ביניים במקומות מאובטחים גיאוגרפיים נפרדים.ד הליכי חירום עבור התאוששות מפתח, התחדשות ותיקון תעודה במקרה של פשרה.

מודל אמון בPKI

מודל אמון מגדיר כיצד אמון הוקם ותומך בקרב המשתתפים.הבחירה של המודל משפיעה על יכולת הדרגתית, בין-אופרציה, ואת המורכבות של אימות נתיב האישור.שלושת המודלים העיקריים הם מודל האמון ההיררכי, מודל האמון של הגשר, ואת מודל האמון של היש.

מודל הנאמנות הירארכי

זהו המודל הנפוץ ביותר, המראה עץ נוקשה.A שורש יחיד CA הוא עוגן האמון היחיד. כל המשתתפים בוטחים באופן בלתי נמנע שורש, ואמון זורם מטה דרך ישויות ביניים. . . . .A. .A. שורש יחיד CA הוא רק צורך להחזיק את שורש CA תעודה כדי לאמת כל תעודה בהיררכיה.המודל ההיררכי הוא פשוט, קל לנהל, וקשקשים בתוך ארגון יחיד או דומיין, הוא יוצר נקודה של כשל בודד, אם כן, הוא חייב להיות נפגע, או לא מקוון, אם כן, הוא חסר ביטחון, הוא פשוט, או התמוטטות, או התמוטטות לחלוטין.

מודל אמון גשר

מודל הגשר CA מחבר מספר רב של היררכיות עצמאיות.A גשר CA אינו כפוף לשום שורש ולא שורש עצמו - הוא פועל כממסר אמון.זה חוצה את תעודות השורש של היררכיות שונות, ומאפשר לתעודות המונפקות תחת היררכיה אחת כדי לאמת על ידי ישויות באחרת.מודל זה אידיאלי לסביבות מרובות ארגוניות, כגון רשתות ממשלתיות, שיתופי פעולה בין-שותפים, או התעשייה הזמנית, עשוי להיות מופעל רק על-ידי הגשר החזק.

מודל אמון

במודל מיש, כל CA יכול לחצות כל CA אחרת ללא עוגן מרכזי.זה יוצר גרף מבוזר של אמון.מודל נודד Mesh מציע עמידות גבוהה - לא נקודה אחת של כישלון - והוא מתאים היטב עבור דינמי מאוד או עמיתים לרשתות PKI- אבל, זה דורש אלגוריתמים מתקדמים כי ייתכן שישנן מספר רב של תעודות אפשריות.

בחירת מודל האמון הנכון

בחירת מודל אמון תלויה בדרישות הארגוניות, מספר הגופים המשתתפים, ורמת אבטחת האמון הנדרשת.עבור מפעל יחיד עם שליטה הדוקה על המכשירים והשירותים שלו, המודל ההיררכי הוא בדרך כלל המתאים ביותר.הוא ממזער מורכבות ויישר עם רוב ארכיטקטורות המוצרים PKI.עבור סביבות שחייבות להתערב מעבר לגבולות משפטיים או לתחומים הגון - כגון סוכנויות ממשלתיות שיתוף נתונים - המודל מספק שליטה על מודלים מרובים של פחמן ואמין רק כדי לנהל את הבשלות מרובות.

גישות היברידיות הן גם אפשריות.לדוגמה, מפעל גדול עשוי להפעיל היררכיה PKI פנימי, אבל לפרוס גשר CA כדי להחליף תעודות עם שותפים חיצוניים.המפתח הוא להגדיר מדיניות אמון ברורה המתועדת, ביקורתית, וניתנת להגדרה בכלים אוטומטיים.

יישום הפרקטיקה הטובה ביותר בפרקטיקה

תרגומים של עקרונות עיצוב לתוך פריסת דירוג הייצור דורש תשומת לב לפרטים התפעוליים.

אבטחה פיזית ו-HSM Usage

כל המפתחות הפרטיים של CA צריכים להיות מאוחסנים ב-FIPS 140-2 רמה 3 (או גבוה יותר) מודולים אבטחת חומרה.עבור שורש CA, HSM חייב להיות נשמר ללא מקוון וגישה רק לטקסים נדירים של חתימה על ידי ביניים CAs, HSMs עם שליטה חזקה והגבלות יצוא המפתח הם סטנדרטיים. השתמש בגיבויים מרכזיים מפוצלים ידע, שבו המפתח מחולק לשותפים ולהפצה ל- אפוטרופוסים נפרדים.

ניהול מחזור חיים

באופן אוטומטי ככל האפשר. השתמש בפרוטוקולים כגון ACME עבור אישור התחדשות, וליישם את OCSP משיבים או נקודות הפצה CRL עבור ייעוד.תעודה קצר מועד (למשל, 24 שעות TLS תעודות) הם צוברים חתירה כדי להפחית את הצורך במילוי מחדש. Define מדיניות תפוגה ברורה ואכיפת תזכורות התחדשות אוטומטיות.

ניהול יישומים וביטוח אמון

לקוחות יישומים חייבים להיות מוגדרים כדי לסמוך על אישור שורש CA. במודלים היררכיים, זה פשוט.בגשר או מודלים מרשים, לקוחות עשויים לדרוש חנות אמון דינמי. יישום נתיב אימות על פי RFC 5280, כולל מיפוי מדיניות תעודה והגבלות שם.לעדכן באופן קבוע את החנות כדי להסיר אישורי שורש חשופים או פגומים.

ביקורת ובדיקה

מינוף מרכזי עבור כל פעולות CA. השתמש במידע אבטחה וניהול אירועים (SIEM) כלים לזיהוי ניסיונות קידוד בלתי מורשים, שימוש מפתח יוצא דופן, או ניסה לפרוץ בדיקות חדירה סדירות וביקורת של צד שלישי של תשתיות PKI.

התאוששות והמשך עסקי

מסמך תוכנית תגובה ברורה של CA פשרות.זה כולל שלבים כדי לשלול את תעודת CA מושפע, ליצור מפתח חדש, ותעודה הנפקה מחדש. עבור שורש CA, לשמור עותק מאובטח, לא מקוון של חומר מפתח ותעודה שורש במיקום גיאוגרפי שונה.

מלכודות נפוצות להימנע

אפילו ארגונים מנוסים נופלים למלכודת כאשר מעצבים את ההיררכיה של PKI. להלן הם טעויות תכופות וכיצד להימנע מהם.

  • (FLT:0) שמירת השורש CA באינטרנט.FLT:1 זה הסיכון הקריטי ביותר.שורש מקוון פגיע להתקפות מרוחקות ולגניבת מפתח.
  • (FLT:0) ,U.FLT:1 Relying על ביניים אחד יוצר נקודה אחת של כישלון וצוואר בקבוק ניהול. השתמש לפחות שני ביניים - אחד לייצור ואחד לבדיקה או חירום.
  • (FLT:0) תקופות תוקף ארוכות מדי (FLT:103) בעוד שורש יכול להיות תוחלת חיים ארוכה, תעודת ביניים וסוף צריך להיות קצר להגביל את החשיפה.
  • (FLT:0) נהלי סיבוב מרכזיים של FLT:1 CAs צריך re-key (לדוגמא זוג מפתח חדש) מעת לעת או לאחר כל אירוע אבטחה.
  • (ב) ,0) ,הללו של ייעודו של נדר 1 (לא מנגנון ייעוד אמין, ניתן להשתמש בתעודות פשרות ללא הגבלת זמן.
  • (FLT:0) פרופילים של תעודה לא עקבית (FIRLT:1) כל האישורים של סוף תחת מדיניות נתונה צריכים להתאים לאותו פרופיל.שימוש מפתח בלתי עקבי או הרחבות יכול לגרום לכישלונות אימות או ליצור פערים ביטחוניים.

מגמות עתידיות

PKI מתפתח כדי לענות על איומים חדשים ופרדיגמות תפעוליות. Post-quantum Cryptography בסופו של דבר ידרוש הגירה ל- lattice מבוסס או hash מבוסס חתימה דיגיטלית . גופם של תקנים כגון NIST עובדים באופן פעיל על אלגוריתמים לאחר quantum. מגמה נוספת היא המעבר לגילוי קצר מועד, אוטומטית מחדש תעודות, צמצום התלות על קידוד מחדש ארגונים גם עם ארכיטקטורת אמון אפס, שבו כל מכשיר מאובטח, ותקן פרטי נחשב לתעודה, ולא לתעודה ניהולית של המשתמש, הוא כבר נחשב לתעודה ניהולית, ותעודה ניהולית שקיפות אישית, ותעודה ניהולית שקיפות אישית, ותעודה פרטית של PKI, אשר נחשבת לתעודה ניהולית עבור יישום שקיפות, ותעודה פרטית.

מסקנה

(העיצוב וניהול מודל היררכיה ואמון PKI הוא משמעת אבטחה בסיסית.על ידי הובלת שיטות הטובות ביותר - שורש CAs, CAs מרובים ביניים CAs, הגנה מרכזית חזקה, מדיניות ברורה וביקורת סדירה - ארגונים יכולים לבנות תשתית אמון דורנטית: 815 דוגמאות של היררכיה סטנדרטית, גשר, או מודלים של IF חייב להתאים לצרכים תפעוליים ואת רמת האמון של הצלב-FV, ככל שמפתחים את התקני ה-D2F1: