PKI PUBLIC KEY INFRASTRUCTURES

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1 Premesse PKI PUBLIC KEY INFRASTRUCTURES Problemi Come distribuire in modo sicuro le chiavi pubbliche? Come conservare e proteggere le chiavi private? Come garantire l utilizzo corretto dei meccanismi crittografici? Come dare un valore effettivo alla firma digitale? Credits: Lucio Travagnin Soluzioni PKI (infrastrutture a chiave pubblica) Certificatori a norma di legge FDL Cos è una PKI? Le attività di una PKI Infrastruttura per la gestione effettiva di Crittografia a chiave pubblica (cifratura, firma) Chiavi pubbliche e private Certificati digitali Segretezza, integrità, autenticazione, non ripudio, certezza del momento Una PKI deve fornire Servizi di base Applicazioni e/o SDK (Software Development Kit) Regole e procedure (Policy) E una terza parte fidata (Trusted Third Party) Identificare il firmatario e gli eventuali poteri che gli sono attribuiti; Garantire l unicità delle firme (almeno all interno del dominio di competenza); Mantenere un Registro dei possessori delle chiavi; Gestire le chiavi a rischio, revocate o sospese, tenendo traccia dei Certificati non più utilizzabili e rendendoli pubblicamente noti; Agire da Terza Parte Fidata per rendere di dominio pubblico (con l emissione di certificati e con l accesso ai propri registri) la chiave pubblica di un utente. FDL FDL

2 Il processo di firma digitale Il processo di firma digitale richiede che l utente effettui una serie di azioni preliminari necessarie alla predisposizione delle chiavi utilizzate dal sistema di crittografia su cui il meccanismo di firma si basa. La registrazione dell utente presso un Autorità di Certificazione La generazione di una coppia di chiavi K + e K - La certificazione della chiave pubblica K + La registrazione della chiave pubblica K + Per tutta la durata del periodo di validità della certificazione della chiave pubblica, l utente è in grado di firmare elettronicamente un numero qualunque di documenti sfruttando la sua chiave segreta K -. FDL PKI Servizi di base Certificazione Verifica informazioni Emissione certificato Distribuzione (dei certificati) Validazione (un certificato emesso è valido?) Periodo di validità Revoca/Sospensione Restrizioni d uso Certificate/Key Management Rinnovo/modifica Liste di revoca FDL PKI - Applicazioni Certificati sicure (S/MIME) Comunicazioni C/S sicure (SSL, HTTPS, etc.) Commercio Elettronico (SET) Notariato digitale (Timestamping) Esempio: S/MIME Bob ottiene la certificazione della propria chiave pubblica Alice effettua la stessa operazione Bob ottiene il certificato di Alice, Alice quello di Bob Bob e Alice sanno che le reciproche chiavi pub. sono fidate Bob può inviare una firmata e cifrata ad Alice Documento digitale contenente Chiave pubblica del titolare Informazioni sul titolare (nome, , etc.) Informazioni sulla PKI emittente Binding autenticato da una TTP Firma della PKI emittente Identità fisica Chiave privata Identità digitale Certificato Chiave pubblica PoP Alice può decifrare e verificare la firma FDL FDL

3 Tipologie di PKI PKI X.509 PKI X.509 Certificatori PKI di tipo eterogeneo basate sui certificati X.509v3 Web Browser PKCS PKIX Internet/Intranet SSL VPN RSA X.509v3 LDAP Smartcard ITSEC Strong Crypto Intranet/P.A. Firma digitale legalmente riconosciuta FDL Obiettivi Esercizio effettivo della crittografia a chiave pubblica per applicazioni in ambito Internet/Intranet/Extranet Efficienza d uso e di gestione Compatibilità Interoperabilità FDL PKI X.509 Architettura PKI X.509 Entità FDL Client Standard: Web Browser, Custom Registration Authority Accettazione richieste di certificazione Certification Authority Creazione certificati Distribuzione certificati e liste di revoca (via HTTP) Directory Server Directory di oggetti Gerarchia X.500 (Distinguished Name) Accesso con protocollo LDAP Distribuzione di certificati e liste di revoca FDL

4 PKI X.509 Operazioni PKI X.509 Operazioni 1. Creazione Keypair Da parte dell utente Da parte della PKI 2. Memorizzazione e protezione della chiave privata 3. Creazione e invio di una Certification Request Chiave pubblica Informazioni utente (nome, , etc.) FDL Certificazione Richiesta: una o più Registration Authority accettano le richieste di certificazione Autenticazione fisica: l amministratore della PKI verifica la veridicità delle informazioni fornite Certificazione: l amministratore della PKI attiva la creazione di un certificato mediante la Certification Authority 5. Distribuzione (certificati utente e PKI) Certification Authority (HTTP, HTTPS) Directory Service (LDAP) (S/MIME) FDL PKI X.509 Operazioni X.509v3 6. Gestione della validità (statica) Periodo di validità Restrizioni sull utilizzo (ad es. solo firma digitale) 7. Gestione della validità (dinamica) Periodicamente la PKI emette una lista di revoca (CRL) contenente i certificati validi ma revocati Altre operazioni Rinnovo Verifica FDL Emesso da ITU-T come parte di X.500 Standard de facto per i certificati digitali Standard correlati PKCS IETF PKIX Servizi e applicazioni: S/MIME, SSL, SET, LDAP Formato di certificati e Liste di revoca (CRL) Versatile Estendibile Definito rigidamente mediante ASN.1 Codifiche: binaria (DER) o testo (PEM) FDL

5 X.509v3 Certificati e CRL X.509v3 Standard correlati Standard di RSA Data Security PKCS#7! Messaggi cifrati e/o autenticati PKCS#10! Richieste di certificazione PKCS#11! Interfacciamento con Smartcard & token PKCS#12! Scambio di certificati e chiavi private Naming X.500 Estensioni Standard IETF PKIX: Infrastruttura a chiave pubblica in ambito Internet Proprietarie Chiavi e algoritmi FDL parametrici (ObjectID) 17 FDL PKI X.509 Gerarchie PKI X.509 Funzioni Avanzate creazione di PKI dipendenti da una PKI di livello superiore Suddivisione del dominio in sottodomini Specificazione delle Policy Si segue la catena di certificazione Root Certificate: certificato Self-Signed emesso dalla PKI di primo livello Cross-Certification: mutua certificazione tra PKI Key Recovery/Escrow: recupero di chiavi private Prevenzione contro uso non appropriato Limitazione della Privacy Doppio Keypair: chiavi separate per firma e cifratura Chiavi di firma: forti e senza Recovery Chiavi di cifratura: con Recovery FDL FDL

6 Certificatori Certificatori Requisiti Progetto AIPA convertito in legge (italiana) DPR 513 del 10 novembre 1997 DPCM 8 febbraio 1999 (regole tecniche) Obiettivi Firma digitale legalmente riconosciuta Conservazione di documenti pubblici Strumenti Certificatori (PKI) Servizi di Timestamping Standard preesistenti RSA, DSA, SHA-1,X.509v3, LDAP FDL Firma apponibile solo con dispositivi hardware (Smartcard, CryptoUSB) Chiavi di lunghezza minima 1024 bit Autenticazione forte durante la richiesta (richiesta scritta, PoP) Servizio di autenticazione temporale (Timestamping) Sistemi Hw/Sw protetti (norme ITSEC) Sistemi e procedure certificate (ISO 9000) Elevato impegno economico sistemi di backup/recovery sistemi di sicurezza fisica dei locali sistemi di identificazione biometrica FDL Certificatori Architettura POSSIBILI APPROCCI 1. AUTOCERTIFICAZIONE 2. CERTIFICATION AUTHORITY ESTERNA 3. CERTIFICATION AUTHORITY INTERNA FDL FDL

7 1 soluzione - Autocertificazione 2 soluzione - Certification Authority esterna - Creazione di chiavi - Certificazione Autocertificazione - Creazione di chiavi - Certificazione Autocertificazione L utente genera la sua chiave privata e firma i suoi certificati. Scambia i certificati mediante messaggi S/MIME o altri meccanismi di import/export. Valida i Certificati con meccanismi out-of-band. - Crea le chiavi Crea doppie chiavi e richiede Certificati Importa Certificati in locale S/MIME PKCS#10 S/MIME PKCS#7 Signed Certificates - Certificazione Certification Authority Accetta richieste Crea certificati Genera risposte FDL FDL soluzione - Certification Authority interna Genera solo richieste di PSE No generazione di chiavi Importa PSE e Certificati in locale WWW, , Personal Presence Local Administrator - Creazione chiavi - Autenticazione Certification Authority - Accetta richieste - Crea le doppie chiavi - Crea certificati - Crea PSE Internal PSE Format PSE (Personal Security Environment): è la residenza delle chiavi private FDL Binding Documento digitale (impronta) Informazione temporale affidabile Binding autenticato da una TTP: TSA (Time Stamping Autorithy) Timestamping Viene assicurata la certezza del momento di un particolare evento Accresce il valore della firma digitale L utente firma un documento La TSA certifica la firma digitale FDL

8 Timestamping Architettura PKI o Certificatori? TSS (TimeStamping Service) Marcatura temporale di generici documenti digitali Emissione di TimeStamp Token, ev. conservati TSA e PKI possono essere collegate Uso e sviluppo di applicazioni Firma digitale per atti pubblici " Certificatori Firma digitale per E.C. " PKI Transazioni sicure " PKI Notariato digitale " PKI Notariato digitale per atti pubblici " Certificatori Voto elettronico " Certificatori Manca uno standard de facto! FDL Attivazione di una PKI A norma di legge " Uso di Cert. Per applicazioni Internet/Intranet " Uso/creaz. PKI FDL PKI Pubbliche in rete Web Based Operazioni Online (HTTP, HTTPS, LDAP) Certificati User (S/MIME, SSL) Server (SSL, HTTPS, etc.) Server Step-Up (SSL a 128 bit) Object Signing (Java, MS Authenticode) VPN Standard: RSA, X.509v3, PKCS, PKCS#10 Esempi di PKI PKI Pubbliche in rete Thwate Globalsign Verisign TrustItalia Entrust CNIPA (Centro Nazionale Per l Informatica nella Pubblica Amministrazione) ex AIPA FDL FDL

9 HomeWork 1. Utilizzando un browser creare un certificato (associato al proprio indirizzo di posta) presso Thawte (è gratuito!) personal certificate, secure communications 2. Scambiare mail autenticate e/o cifrate con utenti, colleghi e... il sottoscritto FDL

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