Wenn Geräte über das Internet miteinander kommunizieren, besteht eine der größten Herausforderungen darin, sicherzustellen, dass die gemeinsam genutzten Informationen aus einer legitimen Quelle stammen.
Bei einem Man-in-the-Middle-Cyberangriff beispielsweise fängt ein böswilliger Dritter die Kommunikation zwischen zwei Parteien ab, belauscht deren Kommunikation und kontrolliert den Informationsfluss zwischen ihnen.
Bei einem solchen Angriff können die beiden kommunizierenden Parteien denken, dass sie direkt miteinander kommunizieren. Im Gegensatz dazu gibt es einen dritten Vermittler, der ihre Botschaften weiterleitet und ihre Interaktion lenkt.
X.509-Zertifikate wurden eingeführt, um dieses Problem zu lösen, indem Geräte und Benutzer über das Internet authentifiziert und eine sichere Kommunikation bereitgestellt werden.
Ein X.509-Zertifikat ist ein digitales Zertifikat, das verwendet wird, um die Identität von Benutzern, Geräten oder Domänen zu überprüfen, die über ein Netzwerk kommunizieren.
Ein digitales Zertifikat ist eine elektronische Datei, die verwendet wird, um Entitäten zu identifizieren, die über Netzwerke wie das Internet kommunizieren.
X.509-Zertifikate enthalten einen öffentlichen Schlüssel, Informationen über den Benutzer des Zertifikats und eine digitale Signatur, die verwendet wird, um zu verifizieren, dass es zu der Entität mit ihm gehört. Bei X.509-Zertifikaten handelt es sich bei digitalen Signaturen um elektronische Signaturen, die unter Verwendung des in den X.509-Zertifikaten enthaltenen privaten Schlüssels erstellt werden.
X.509-Zertifikate werden gemäß dem Standard der International Telecommunications Union (ITU) erstellt, der Richtlinien zum Format der Public Key Infrastructure (PKI) bereitstellt, um maximale Sicherheit zu gewährleisten.
X.509-Zertifikate sind sehr nützlich, um die Kommunikation zu sichern und böswillige Akteure daran zu hindern, die Kommunikation zu kapern und sich als andere Benutzer auszugeben.
Inhaltsverzeichnis
Bestandteile eines X.509-Zertifikats
Gemäß RFC 5280, einer Veröffentlichung der Internet Engineering Task Force (IETF), die für die Entwicklung von Standards verantwortlich ist, die die Internet Protocol Suite umfassen, besteht die Struktur eines X.509 v3-Zertifikats aus den folgenden Komponenten:
- Version – Dieses Feld beschreibt die Version des verwendeten X.509-Zertifikats
- Seriennummer – eine positive Ganzzahl, die jedem Zertifikat von der zertifizierten Stelle (CA) zugewiesen wird
- Signatur – enthält eine Kennung für den Algorithmus, der von der Zertifizierungsstelle zum Signieren des jeweiligen X.509-Zertifikats verwendet wurde
- Aussteller – identifiziert die zertifizierte Stelle, die das X.509-Zertifikat signiert und ausgestellt hat
- Gültigkeit – gibt den Zeitraum an, in dem das Zertifikat gültig ist
- Betreff – identifiziert die Entität, die dem öffentlichen Schlüssel zugeordnet ist, der im öffentlichen Schlüsselfeld des Zertifikats gespeichert ist
- Informationen zum öffentlichen Schlüssel des Antragstellers – enthält den öffentlichen Schlüssel und die Identität des Algorithmus, mit dem der Schlüssel verwendet wird.
- Eindeutige Identifikatoren – Dies sind eindeutige Identifikatoren für Subjekte und Emittenten, falls ihre Subjektnamen oder Emittentennamen im Laufe der Zeit wiederverwendet werden.
- Erweiterungen – Dieses Feld bietet Methoden zum Zuordnen zusätzlicher Attribute zu Benutzern oder öffentlichen Schlüsseln und zum Verwalten von Beziehungen zwischen zertifizierten Autoritäten.
Die oben genannten Komponenten bilden das X.509 v3-Zertifikat.
Gründe für die Verwendung eines X.509-Zertifikats
Es gibt mehrere Gründe für die Verwendung von X.509-Zertifikaten. Einige dieser Gründe sind:
#1. Authentifizierung
X.509-Zertifikate sind bestimmten Geräten und Benutzern zugeordnet und können nicht zwischen Benutzern oder Geräten übertragen werden. Dies stellt daher eine genaue und zuverlässige Möglichkeit bereit, die wahre Identität von Entitäten zu verifizieren, die auf Ressourcen in Netzwerken zugreifen und diese nutzen. Auf diese Weise halten Sie böswillige Imitatoren und Entitäten fern und bauen Vertrauen untereinander auf.
#2. Skalierbarkeit
Die Public-Key-Infrastruktur, die X.509-Zertifikate verwaltet, ist hochgradig skalierbar und kann Milliarden von Transaktionen sichern, ohne überfordert zu werden.
#3. Benutzerfreundlichkeit
X.509-Zertifikate sind einfach zu verwenden und zu verwalten. Darüber hinaus müssen Benutzer keine Passwörter erstellen, sich merken und verwenden, um auf Ressourcen zuzugreifen. Dies reduziert die Beteiligung der Benutzer an der Verifizierung und macht den Prozess für die Benutzer stressfrei. Zertifikate werden auch von vielen bestehenden Netzwerkinfrastrukturen unterstützt.
#4. Sicherheit
Die Kombination von Funktionen, die von X.509-Zertifikaten bereitgestellt werden, sichert neben der Durchführung der Verschlüsselung von Daten die Kommunikation zwischen verschiedenen Entitäten.
Dies verhindert Cyberangriffe wie Man-in-the-Middle-Angriffe, die Verbreitung von Malware und die Verwendung kompromittierter Benutzerdaten. Dass X.509-Zertifikate standardisiert sind und regelmäßig verbessert werden, macht sie noch sicherer.
Benutzer können viel davon profitieren, wenn sie X.509-Zertifikate verwenden, um die Kommunikation zu sichern und die Authentizität der Geräte und Benutzer zu überprüfen, mit denen sie kommunizieren.
Funktionsweise von X.509-Zertifikaten
Ein Schlüsselfaktor bei X.509-Zertifikaten ist die Möglichkeit, die Identität des Zertifikatsinhabers zu authentifizieren.
Infolgedessen werden X.509-Zertifikate normalerweise von der Zertifizierungsstelle (CA) bezogen, die die Identität der das Zertifikat anfordernden Entität überprüft und ein digitales Zertifikat mit einem der Entität zugeordneten öffentlichen Schlüssel und anderen Informationen ausstellt, die zur Identifizierung verwendet werden können juristische Person. Ein X.509-Zertifikat bindet dann eine Entität an ihren zugehörigen öffentlichen Schlüssel.
Beim Zugriff auf eine Website fordert beispielsweise ein Webbrowser die Webseite von einem Server an. Der Server stellt die Webseite jedoch nicht direkt bereit. Zuerst teilt er sein X.509-Zertifikat mit dem Client-Webbrowser.
Nach Erhalt überprüft der Webbrowser die Authentizität und Gültigkeit des Zertifikats und bestätigt, dass es von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle ausgestellt wurde. In diesem Fall verwendet der Browser den öffentlichen Schlüssel im X.509-Zertifikat, um Daten zu verschlüsseln und eine sichere Verbindung mit dem Server herzustellen.
Der Server entschlüsselt dann die vom Browser gesendeten verschlüsselten Informationen mit seinem privaten Schlüssel und sendet die von den Browsern angeforderten Informationen zurück.
Diese Informationen werden verschlüsselt, bevor sie gesendet werden, und der Browser entschlüsselt sie mit dem gemeinsam genutzten symmetrischen Schlüssel, bevor er sie den Benutzern anzeigt. Alle Informationen, die zum Verschlüsseln und Entschlüsseln dieses Informationsaustauschs erforderlich sind, sind im X.509-Zertifikat enthalten.
Verwendung des X.509-Zertifikats
Das X.509-Zertifikat wird in folgenden Bereichen verwendet:
#1. E-Mail-Zertifikate
E-Mail-Zertifikate sind eine Art von X.509-Zertifikaten, die zur Authentifizierung und Sicherung der E-Mail-Übertragung verwendet werden. E-Mail-Zertifikate werden als digitale Dateien geliefert, die dann in E-Mail-Anwendungen installiert werden.
Diese E-Mail-Zertifikate, die die Public-Key-Infrastruktur (PKI) verwenden, ermöglichen es Benutzern, ihre E-Mails digital zu signieren und auch den Inhalt der über das Internet gesendeten E-Mails zu verschlüsseln.
Beim Versenden einer E-Mail verwendet der E-Mail-Client des Absenders den öffentlichen Schlüssel des Empfängers, um den Inhalt der E-Mail zu verschlüsseln. Dieser wird wiederum vom Empfänger mit seinem eigenen privaten Schlüssel entschlüsselt.
Dies ist vorteilhaft, um einen Man-in-the-Middle-Angriff zu verhindern, da der Inhalt von E-Mails während der Übertragung verschlüsselt wird und daher nicht von unbefugtem Personal entschlüsselt werden kann.
Um digitale Signaturen hinzuzufügen, verwenden E-Mail-Clients die privaten Schlüssel des Absenders, um ausgehende E-Mails digital zu signieren. Der Empfänger hingegen verwendet den öffentlichen Schlüssel, um zu überprüfen, ob die E-Mail vom autorisierten Absender stammt. Dies hilft auch, Man-in-the-Middle-Angriffe zu verhindern.
#2. Code-Signatur
Für Entwickler und Unternehmen, die Code, Anwendungen, Skripte und Programme erstellen, wird das X.509-Zertifikat verwendet, um ihre Produkte, die Code oder eine kompilierte Anwendung sein können, mit einer digitalen Signatur zu versehen.
Basierend auf dem X.509-Zertifikat verifiziert diese digitale Signatur, dass der gemeinsam genutzte Code von der autorisierten Einheit stammt und dass keine Änderungen am Code oder an der Anwendung durch nicht autorisierte Einheiten vorgenommen wurden.
Dies ist besonders nützlich, um die Änderung von Code und Anwendungen zu verhindern, die Malware und anderen bösartigen Code enthalten, der ausgenutzt werden kann, um Benutzern Schaden zuzufügen.
Code Signing verhindert Manipulationen am Anwendungscode, insbesondere wenn er geteilt und auf Download-Sites von Drittanbietern heruntergeladen wird. Codesignaturzertifikate können von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle wie SSL bezogen werden.
#3. Unterzeichnung von Dokumenten
Beim Online-Austausch von Dokumenten ist es sehr einfach, dass Dokumente unbemerkt geändert werden, selbst von Personen mit sehr geringen technischen Kenntnissen. Alles, was benötigt wird, ist der richtige Dokumenteditor und die richtige Fotobearbeitungsanwendung, um die Arbeit zu erledigen.
Daher ist es besonders wichtig, dass Dokumente verifiziert werden können, dass sie nicht verändert wurden, insbesondere wenn sie vertrauliche Informationen enthalten. Herkömmliche handschriftliche Unterschriften können dies leider nicht leisten.
Hier kommt die Dokumentensignierung mit X.509-Zertifikaten ins Spiel. Zertifikate für digitale Signaturen, die X.509-Zertifikate verwenden, ermöglichen es Benutzern, digitale Signaturen zu verschiedenen Dokumentdateiformaten hinzuzufügen. Dazu wird ein Dokument mit einem privaten Schlüssel digital signiert und dann zusammen mit seinem öffentlichen Schlüssel und seinem digitalen Zertifikat verteilt.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass online freigegebene Dokumente nicht manipuliert und sensible Informationen geschützt werden. Es bietet auch eine Möglichkeit, den wahren Absender von Dokumenten zu überprüfen.
#4. Von der Regierung ausgestellter elektronischer Ausweis
Eine weitere Anwendung des X.509-Zertifikats besteht darin, Sicherheit bereitzustellen, um die Identität von Personen online zu validieren. Dazu werden X.509-Zertifikate zusammen mit staatlich ausgestellten elektronischen Ausweisen verwendet, um die wahre Identität von Personen online zu überprüfen.
Wenn jemand einen von der Regierung ausgestellten elektronischen Ausweis erhält, überprüft die den elektronischen Ausweis ausstellende Regierungsbehörde die Identität der Person mit herkömmlichen Methoden wie Reisepässen oder einem Führerschein.
Sobald ihre Identität verifiziert wurde, wird auch ein X.509-Zertifikat ausgestellt, das einer individuellen elektronischen ID zugeordnet ist. Dieses Zertifikat enthält den öffentlichen Schlüssel und die persönlichen Informationen der Person.
Die Menschen können dann ihre von der Regierung ausgestellte elektronische ID zusammen mit ihrem zugehörigen X.509-Zertifikat verwenden, um sich online zu authentifizieren, insbesondere wenn sie über das Internet auf Regierungsdienste zugreifen.
So erhalten Sie ein X.509-Zertifikat
Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein x.509-Zertifikat zu erhalten. Einige der wichtigsten Möglichkeiten, ein X.509-Zertifikat zu erhalten, sind:
#1. Generieren eines selbstsignierten Zertifikats
Um ein selbstsigniertes Zertifikat zu erhalten, müssen Sie Ihr eigenes X.509-Zertifikat auf Ihrem Computer generieren. Dies erfolgt mithilfe von Tools wie OpenSSL, die installiert und zum Generieren selbstsignierter Zertifikate verwendet werden. Selbstsignierte Zertifikate sind jedoch nicht ideal für den Produktionseinsatz, da sie selbstsigniert sind und keinen zuverlässigen Dritten zur Überprüfung der Identität eines Benutzers haben
#2. Erhalten Sie ein kostenloses X.509-Zertifikat
Es gibt öffentliche Zertifizierungsstellen, die Benutzern kostenlose X.509-Zertifikate ausstellen. Ein Beispiel für eine solche gemeinnützige Organisation ist Let’s Encrypt, das unter anderem von Unternehmen wie Cisco, Chrome, Meta und Mozilla unterstützt wird. Let’s Encrypt, eine Zertifizierungsstelle, die X.509-Zertifikate kostenlos ausstellt, hat bisher Zertifikate für über 300 Millionen Websites ausgestellt.
#3. Erwerben Sie ein X.509-Zertifikat
Es gibt auch kommerzielle Zertifizierungsstellen, die X.509-Zertifikate verkaufen. Einige dieser Unternehmen sind DigiCert, Comodo und GlobalSign. Diese Unternehmen bieten verschiedene Arten von Zertifikaten gegen eine Gebühr an.
#4. Anforderung zum Signieren eines Zertifikats (CSR)
Ein Certificate Signing Request (CSR) ist eine Datei, die alle Informationen über eine Organisation, Website oder Domäne enthält. Diese Datei wird dann zum Signieren an eine Zertifizierungsstelle gesendet. Nachdem die Zertifizierungsstelle die CSR signiert hat, kann sie verwendet werden, um ein X.509-Zertifikat für die Entität zu erstellen, die die CSR gesendet hat.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, X.509-Zertifikate zu erhalten. Um die beste Methode zum Abrufen eines X.509-Zertifikats zu ermitteln, überlegen Sie, wo es verwendet werden soll und welche Anwendung das X.509-Zertifikat verwenden wird.
Letzte Worte
In einer Welt, in der Datenschutzverletzungen an der Tagesordnung sind und Cyberangriffe wie Man-in-the-Middle-Angriffe weit verbreitet sind, ist es wichtig, Ihre Daten durch digitale Zertifikate wie X.509-Zertifikate zu sichern.
Dies stellt nicht nur sicher, dass sensible Informationen nicht in die falschen Hände geraten, sondern schafft auch Vertrauen zwischen den kommunizierenden Parteien, sodass sie mit der Gewissheit arbeiten können, dass sie es mit autorisierten Parteien und nicht mit böswilligen Akteuren oder Vermittlern zu tun haben.
Es ist einfach, Vertrauen zu Ihren Gesprächspartnern aufzubauen, wenn Sie über ein digitales Zertifikat verfügen, das Ihre wahre Identität nachweist. Dies ist bei jeder Transaktion wichtig, die über das Internet abgewickelt wird.