2.26. Инфраструктуры систем с открытыми ключами
Понятно, что одного Управления сертификации на весь мир недостаточно. Оно бы быстро перестало функционировать из-за огромной нагрузки, да еще и стало бы эпицентром всех проблем, связанных с безопасностью сетей. Возможно, следует создать целый набор таких Управлений, использующих один и тот же закрытый ключ для подписания сертификатов, под покровительством одной и той же организации. Однако, хотя это и решит проблему распределения нагрузки, возникнет новый вопрос, связанный с утечкой ключа. Если по всему миру будут разбросаны десятки серверов, хранящих закрытый ключ Управления сертификации, велик шанс, что рано или поздно этот ключ будет украден или пропадет каким-то иным образом. Если ключ будет рассекречен, всю мировую инфраструктуру электронной безопасности можно будет похоронить. Вместе с тем, наличие всего одного центрального Управления сертификации — это тоже риск.
Был разработан альтернативный способ сертификации открытых ключей. Он известен под общим названием PKI (Public Key Infrastructure — инфраструктура систем с открытыми ключами). В этом разделе мы рассмотрим только общие принципы действия PKI, поскольку было внесено множество предложений по ее модификации и некоторые детали могут со временем измениться.
PKI состоит из множества компонентов, среди которых Управления сертификации, сами сертификаты, а также каталоги. Инфраструктура систем с открытыми ключами предоставляет возможность структурной организации этих компонентов и определяет стандарты, касающиеся различных документов и протоколов. Одним из простейших видов PKI является иерархия Управлений, представленная на рисунке 34. На рисунке представлены три уровня, однако реально их может быть как больше, так и меньше. Управление сертификации верхнего уровня (root) мы будем называть Центральным управлением (ЦУ). Центральное управление сертифицирует управления второго уровня — назовем их Региональными отделами (РО), — так как они могут обслуживать некоторый географический регион, например, страну или континент. Этот термин не стандартизован. Названия для уровней иерархии вообще не оговариваются стандартом. Региональные отделы, в свою очередь, занимаются легализацией реальных Управлений сертификации (УС), эмитирующих сертификаты стандарта Х.509 для физических и юридических лиц. При легализации Центральным управлением нового Регионального отдела последнему выдается сертификат, подтверждающий его признание. Он содержит открытый ключ нового РО и подпись ЦУ. Аналогичным образом РО взаимодействуют с Управлениями сертификации: выдают и подписывают сертификаты, содержащие открытые ключи УС и признающие легальность деятельности.
Рис. 34. Public Key Infrastructure
Итак, наш PKI работает следующим образом. Допустим, Алисе нужен открытый ключ Боба, чтобы она могла с ним пообщаться. Она ищет и находит содержащий его сертификат, подписанный УС 5. Однако Алиса никогда ничего не слышала про УС 5. Этим «Управлением» может оказаться, на самом деле, десятилетняя дочка Боба. Алиса может отправиться в УС 5 и попросить подтвердить легитимность. Управление в ответ может показать сертификат, полученный от РО 2 и содержащий открытый ключ УС 5. Теперь, вооружившись открытым ключом УС 5, Алиса может удостовериться в том, что сертификат Боба действительно подписан УС 5, а значит, является легальным.
Если только РО 2 не является двенадцатилетним сыном Боба. Если Алисе вдруг придет в голову такая мысль, она может запросить подтверждение легитимности РО 2. Ответом будет служить сертификат, подписанный Центральным управлением и содержащий открытый ключ РО 2. Вот теперь Алиса может не сомневаться, что она получила открытый ключ Боба, а не кого-то другого.
А если Алиса хочет узнать открытый ключ ЦУ? Как это сделать? Загадка. Предполагается, что открытый ключ ЦУ знают все. Например, он может быть «зашит» внутрь ее браузера.
Боб отправляет Алисе необходимые сертификаты для проверки УС 5 и РО 2 вместе со своим. Теперь, зная открытый ключ ЦУ, Алиса может проверить по цепочке все интересующие ее организации. Ей не придется никого беспокоить для подтверждения. Поскольку все сертификаты подписаны, она может запросто уличить любые попытки подлога. Цепочка сертификатов, восходящая к ЦУ, иногда называется доверительной цепочкой или путем сертификата. Описанный метод широко применяется на практике.
Конечно, остается проблема определения владельца ЦУ. Следует иметь не одно Центральное управление, а несколько, причем связать с каждым из них свою иерархию региональных отделов и управлений сертификации. На самом деле, в современные браузеры действительно «зашиваются» открытые ключи более 100 центральных управлений, иногда называемые доверительными якорями. Как видите, можно избежать проблемы одного всемирного учреждения, занимающегося сертификацией.
Однако встает вопрос, какие доверительные якоря производители браузеров могут считать надежными, а какие — нет. Все, на самом деле, сводится к тому, насколько конечный пользователь доверяет разработчику браузера, насколько он уверен в том, что решения генерируются грамотно и доверительные якоря не принимаются от всех желающих за умеренную плату. Большинство браузеров обеспечивают возможность проверки ключей ЦУ (обычно это делается с помощью сертификатов, подписанных им) и удаления подозрительных ключей.