Основные компоненты и сервисы PKI

Вспомогательные сервисы

Регистрация

Регистрационные сервисы обеспечивают регистрацию и контроль информации о субъектах, а также аутентификацию субъектов, необходимую для выпуска или аннулирования сертификатов (от имени УЦ ). Фактический выпуск сертификатов осуществляется УЦ.

Хранение информации в архиве

Сервисы хранения информации в архиве предназначены для долговременного хранения и управления электронными документами и другой информацией.

Резервное хранение и восстановление ключей

УЦ должен иметь возможность восстановить зашифрованную информацию в случае потери пользователями их ключей шифрования. Это означает, что УЦ необходима система создания резервных копий и восстановления этих ключей. Этот процесс известен как коммерческое создание резервных копий и восстановление ключей, и он отличается от принудительного депонирования ключей третьей стороной (обычно правоохранительными органами), которая получает доступ к ключам для расшифровки необходимой информации. Коммерческие сервисы восстановления ключей обеспечивают заблаговременное засекречивание копии ключа на случай утери ключа пользователем, его ухода с работы, утраты пароля, необходимого для доступа к ключу, а также восстановление ключа в ответ на запрос пользователя или его работодателя.

При функционировании PKI иногда возникают ситуации, когда пользователи больше не могут использовать свои секретные ключи:

• недоступность зашифрованного секретного ключа (забытые пароли доступа);
• разрушение среды хранения секретного ключа (например, смарт-карты, жесткого диска);
• уничтожение секретного ключа при замене среды хранения (переформатирование жесткого диска, установка нового диска и др.).

Для многих сред, особенно корпоративных, утрата данных, защищенных недоступным в данный момент ключом, совершенно неприемлема. В бизнесе часто критически важные документы шифруются симметричным ключом, который, в свою очередь, зашифрован открытым ключом пользователя. Если соответствующий секретный ключ утерян, то эти документы невозможно восстановить, что может крайне отрицательно отразиться на бизнесе. Наиболее рациональным решением проблемы является резервное хранение и восстановление секретных ключей шифрования.

Сервисы обеспечивают создание резервных копий и восстановление информации в случае уничтожения или устаревания среды хранения.

Автоматическое обновление ключей

Сертификат имеет ограниченный срок действия, который устанавливается в зависимости от возможностей современных криптографических алгоритмов и используемых длин ключей, а также с учетом практических соображений (например, объем данных, защищаемых отдельным ключом, обычно лимитируется). Какова бы ни была причина ограниченности срока действия, необходимо, чтобы просроченный сертификат был заменен новым. Эта процедура называется обновлением ключа и обновлением сертификата.

Безусловно, большинству пользователей PKI кажется обременительной и раздражающей необходимость периодически вручную обновлять каждый свой сертификат. Пользователи обычно не помнят дату истечения срока действия своего сертификата, и поэтому обнаруживают это только тогда, когда бывает слишком поздно (то есть когда сертификат перестает действовать). Следовательно, они утрачивают возможность пользоваться сервисами PKI до тех пор, пока не выполнят процедуру обновления сертификатов. Причем в этом состоянии процедура обновления несколько более сложна и требует внешнего обмена с УЦ, аналогичного процессу инициализации.

Решение проблемы заключается в том, чтобы реализовать PKI таким способом, при котором обновление ключа или сертификата управляется самой PKI полностью автоматически, без какого бы ни было вмешательства пользователя. Независимо от назначения сертификата проверяется его срок действия, и когда срок истекает, начинается операция обновления и генерируется новый сертификат, который заменяет старый.

Управление историями ключей

Концепция обновления ключей, ручного или автоматического, подразумевает, что в данный момент времени пользователь имеет много "старых" сертификатов и, по крайней мере, один "текущий" сертификат. Этот набор сертификатов и соответствующих секретных ключей обычно называют историей ключей пользователя, хотя более точно его называть историей ключей и сертификатов. Сохранение этой полной истории ключей очень важно, потому что данные, зашифрованные самим пользователем или кем-нибудь для него в прошлом (например, 5 лет назад), не могут быть расшифрованы при помощи текущего секретного ключа пользователя. Заметим, что повторное шифрование всех данных пользователя при обновлении ключа обычно не практикуется. Поэтому пользователю необходима поддержка его истории ключей, чтобы найти корректный ключ шифрования для извлечения необходимых данных, зашифрованных в прошлом. То же самое справедливо и для сертификатов ключей подписи и старых документов, заверенных цифровой подписью данного пользователя.

Подобно обновлению ключей, управление историями ключей должно выполняться автоматически и полностью управляться PKI. Пользователи обычно не любят работать с системами, где надо самостоятельно выбирать подходящий ключ или, хуже того, искать его перебором всех секретных ключей по очереди до тех пор, пока расшифрованные данные не станут походить на искомое. PKI должна поддерживать все ключи и сертификаты из истории ключей каждого пользователя, выполнять их резервирование и восстановление, а также находить подходящий ключ, который соответствует любым защищенным данным.

В ближайшем будущем пользователи будут иметь огромное количество пар ключей, которые должны будут поддерживаться как криптографические ключи, даже если никогда не будут использоваться. Ключи шифрования со временем требуют обновления, при этом должна поддерживаться история всех ключей, использованных ранее (например, для расшифрования информации многолетней давности или проверки цифровой подписи на старом договоре).

Процесс корректировки пар ключей должен быть "прозрачен" для пользователя. Это означает, что пользователи не должны заботиться об обновлении ключей или получать отказ в обслуживании из-за недействительности своих ключей. Для удовлетворения этого требования пары ключей пользователя должны автоматически обновляться до истечения срока их действия. При обновлении пары ключей подписи предыдущий ключ подписи безопасно уничтожается, тем самым предотвращается несанкционированный доступ к ключу и устраняется необходимость хранения предыдущих ключей.

Другие сервисы

В ряде случаев необходимы и другие сервисы, например, сервисы генерации пар ключей и записи их на смарт-карты, если ключи хранятся на смарт-картах.

Сервисы, базирующиеся на PKI

Предотвращение отказа от участия в обмене информацией

Сервис предотвращения отказа от участия в обмене информацией генерирует электронные доказательства времени подписания или передачи данных и аутентификации источника данных, которые могут использоваться для того, чтобы стороны, отправляющие и принимающие электронные сообщения или документы, не могли отрицать свое участие в информационном обмене в целом или на отдельных его этапах [2]. Считается, что если зафиксированы время участия в информационном обмене и источник информации, то сторона, отправляющая информацию, не сможет отрицать того, что сообщение отправлено ею (доказательство происхождения данных), а сторона, принимающая информацию, не сможет отрицать того, что получила сообщение (доказательство доставки данных). Для краткости этот сервис часто называют сервисом "неотказуемости". Термин " неотказуемость " интуитивно понятен многим, привычен и широко распространен в среде специалистов, поэтому в дальнейшем изложении сервис предотвращения отказа от участия в обмене информацией будем называть сервисом неотказуемости.

Самое главное требование для предотвращения отказа от цифровой подписи состоит в том, что ключ подписи должен генерироваться и безопасно храниться под контролем его владельца. Когда пользователи забывают свои пароли или теряют свои ключи подписи, на резервирование или восстановление предыдущей пары ключей подписи не накладывается никаких технических ограничений (в отличие от аналогичной ситуации с парами ключей шифрования сообщений). В таких случаях допускается генерация и дальнейшее использование новых пар ключей подписи.

Авторизация

Сертификаты могут использоваться для подтверждения личности пользователя и задания полномочий, которыми он наделен. В числе полномочий субъекта сертификата может быть, например, право просматривать информацию или разрешение вносить изменения в материал, размещенный на web-сервере.

Нотариальная аутентификация

Нотариальная аутентификация включает аутентификацию отправителя сообщения, подтверждение целостности и юридической силы электронных документов.

К сервисам, базирующимся на PKI, также относятся защищенное датирование, поддержка защищенного архива данных и некоторые другие сервисы, все они более подробно описываются в "Сервисы, базирующиеся на PKI" .