Certyfikaty od podszewki w oparciu o PKI w Windows 2008

KRZYSZTOF BIŃKOWSKITrener / Konsultant

Agenda Cele jakie przyświecają PKI Co w certyfikacie piszczy ? Gdzie się chowa certyfikat w Windows ? Jak bezpiecznie obchodzić się z certyfikatem ? Dlaczego ufamy certyfikatom ? Jak zweryfikować certyfikat ? PKI w Windows 2008 Tworzymy własne certyfikaty w PKI Windows 2008 Dostarczamy certyfikaty użytkownikom i komputerom Przykładowa bezpieczna sieć WiFi

korzystająca z certyfikatów

Certyfikat

Budowa certyfikatu

Weryfikacja certyfikatu

Urząd Certyfikatów

Szablony certyfikatów

Dostarczanie certyfikatów

ZAUFANIE

Cele jakie przyświecają PKI

• Szyfrowanie informacji

– poufność – gwarantuje nam, że informacja zostanie odczytana tylko przez właściwą osobę/urządzenie

• Podpisywanie wiadomości poczty elektronicznej, które zapewniają nam:

– integralność - która daje nam pewność, że informacja nie została zmieniona w drodze do odbiorcy

– niezaprzeczalność - gwarantuje nam iż informacja została podpisana przez właściwą osobę posiadającą klucz prywatny

– autentyczność – zapewnia, iż nadawca jest tą osobą, za kogo się podaje

Relizacja techniczna celów PKI

Poufność Szyfrowanie

Autentyczność Funkcja skrótu, podpis cyfrowy

Integralność Funkcja skrótu, podpis cyfrowy

Niezaprzeczalność Podpis cyfrowy, znaczniki czasu

Klucze szyfrujące

Typ klucza Opis

Symetryczny

Ten sam klucz stosowany do szyfrowania i deszyfrowania danych

Chroni dane przed ujawnieniem i przechwyceniem

Asymetryczny

Składa się z klucza prywatnego i publicznego

Klucz prywatny chroniony, klucz publiczny udostępniany wszystkim

Jeśli użyjemy klucza prywatnego do szyfrowania, to publiczny klucz wykorzystujemy do deszyfrowania i vice versa

Jak działa szyfrowanie asymetryczne ?

Wymagania Proces

1. Pobieramy klucz publiczny odbiorcy

2. Szyfrujemy dane z wykorzystaniem klucza symetrycznego

3. Klucz symetryczny jest szyfrowany kluczem publicznym odbiorcy

4. Zaszyfrowany klucz symetryczny oraz zaszyfrowane dane są przesyłane do odbiorcy

5. Odbiorca deszyfruje klucz symetryczny przy pomocy swojego klucza prywatnego

6. Deszyfrujemy dane za pomocą klucza symetrycznego

Jak działa podpisywanie cyfrowe ?

Proces Proces

1. Dane są przetwarzane za pomocą algorytmu hash’ujacego i w wyniku uzyskujemy wartość skrótu (hash)

2. Skrót (hash) jest szyfrowany za pomocą klucza prywatnego nadawcy

3. Certyfikat nadawcy, zaszyfrowany hash oraz dane są przesyłane do odbiorcy

4. Odbiroca deszyfruje wartość skrótu (hash) wykorzystując klucz publiczny nadawcy

5. Dane są przetwarzane za pomocą algoytmu hash’ujacego i w wyniku uzyskujemy wartość skrótu (hash) która jest porównana z odszyfrowaną wartością skrótu (hash)

Algorytmy znane

SymetryczneDES,RC2,RC4,3DES,AES, AES-GMAC

AsymetryczneDiffie-Hellman, RSA, DSA, ECDH

HASH – funkcja skrótuMD5, SHA1, SHA256

Algorytmy zalecane przez NIST suite-B Windows 2008 R2

http://www.nsa.gov/ia/programs/suiteb_cryptography/index.shtmlSuite B PKI in Windows Server 2008 - http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?id=14551

Algorithm Secret Top Secret

Encryption:

Advanced Standard (AES) 128 bits 256 bits

Digital Signature:

Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) 256 bit curve 384 bit curve

Key Exchange:

Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) 256 bit curve 384 bit curve

Hashing:

Secure Hash Algorithm (SHA) SHA-256 SHA-384

The best Password Cracking tool

CRYPTOOL - http://www.cryptool.org/

Tworzymy certyfikat, demo podpisu cyfrowego

Certyfikat

Certyfikat – cyfrowa tożsamość przypisana do

wystawiony i podpisany przez Urząd Certyfikatów (CA), certyfikat powiązany jest z kluczem publicznym dostarczonym przez klienta

KomputerUżytkownik Urzadzenie sieciowe

Co w certyfikacie piszczy ?

Klucz publiczny + nazwa + poświadczenie = certyfikat

Issuer

Validity

Subject

Public Key

SignatureCER

TIFI

CA

TE

Certyfikat

Zastosowanie certyfikatów

Uwierzytelnienie użytkownika Uwierzytelnienie komputera Podpis cyfrowy w dokumentach MS Office Podpis cyfrowy w wiadomościach email Szyfrowanie wiadomości email Szyfrowanie plików EFS inne

Format certyfikatu X.509 (v1,v2,v3)

X.509 to standard definiujący schemat dla:• certyfikatów, • kluczy publicznych, • unieważnień certyfikatów • atrybutów certyfikatówWspomagający budowanie hierarchicznej struktury PKI.

OID

OID (ang. Object IDentifier) - unikatowy identyfikator obiektu, służy do odróżnienia obiektu od innych obiektów oraz do tworzenia odwołań do tego obiektu przez system. Użytkownik posługuje się nazwą obiektu, natomiast system zamienia ją na identyfikator.

Np. Client Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.2) Server Authentication (1.3.6.1.5.5.7.3.1)Secure Email (1.3.6.1.5.5.7.3.4)

0-ITU-T Telecommunication Standardization Sector, 1 – ISO, 2 – ISO/ITU-T

Drzewo przydzielone dla Polski ma numer 1.2.616 i jest zarządzane przez Krajowy Rejestr Identyfikatorów Obiektów (KRIO).

Certyfikat X.509 od środka

Metoda opisu struktur danych

ASN.1 (Abstract Syntax Notation One ) standard służący do opisu struktur przeznaczonych do reprezentacji, kodowania, transmisji i dekodowania danych

Kodowania i formaty

Base64

DER (Distinguished Encoding Rules) - modyfikacja BER (Basic Encoding Rules)

binarny, zwarty

PEM

tekstowy, do publikacji i przesyłania e-mailem

Standardy PKCS

PKCS (Public Key Cryptography Standards) (RSA Data Security Inc.) PKCS #1: RSA Cryptography Standard

PKCS #3: Diffie-Hellman Key Agreement Standard

PKCS #5: Password-Based Cryptography Standard

PKCS #6: Extended-Certificate Syntax Standard

PKCS #7: Cryptographic Message Syntax Standard (.p7b, .p7c , .cer, .crt, .der )

PKCS #8: Private-Key Information Syntax Standard

PKCS #9: Selected Attribute Types

PKCS #10: Certification Request Syntax Standard (.req)

PKCS #11: Cryptographic Token Interface Standard (smartcard)

PKCS #12: Personal Information Exchange Syntax Standard (.pfx , .p12)

PKCS #13: Elliptic Curve Cryptography Standard

PKCS #15: Cryptographic Token Information Format Standard

http://www.rsasecurity.com/rsalabs/pkcs/

Jak powstaje certyfikat

Obsługa certyfikatów przez CA

1. klient generuje klucz prywatny i publiczny

2. klient zamienia klucz na CSR (Certificate Signing Request) (online / offline)

3. klient wysyła żądanie + klucz publiczny do CA

4. CA weryfikuje klienta i podpisuje CSR

5. wynik – certyfikat klienta z kluczem publicznym podpisany cyfrowo przez CA

6. dostarczenie klientowi certyfikatu

Gdzie się ukrywa certyfikat w Windows ?

certificate store (magazyn certyfikatów)

MMC + Certificates SNAP-in (User, Computer, Service) Certmgr.msc Certutil.exe –store –user my IE - INTERNET OPTIONS -> CONTENT -> Certificates

Certyfikaty

Personal – certyfikaty do których mamy klucze prywatne Trusted Root Certification Authorities – certyfikaty CA, którym

ufamy bezwarunkowo Trusted Publishers – zaakceptowane certyfikaty serwerów Untrusted Certificates – „blacklista” Trusted People – zaakceptowane certyfikaty osób Other People – certyfikaty osób ….

CERTMGR.MSC - x.509, certyfikatCertutil.exe –asnCertutil.exe –store –user my

Czy można bezpieczniej chronić klucz prywatny ?

SMARTCARD (PIN, BIOMETRICS) HSM

Jak bezpiecznie obchodzić się z certyfikatem ?

Kopia zapasowa Export/import certyfikatu (KPUB / KPRIV)

• Wykasowany profil użytkownika

• Reinstalacja systemu

• Uszkodzenie dysku

• Kradzież / zgubienie komputera

Klucze mogą zostać utracone poprzez:

Eksport Certyfikatów i kluczy prywatnych

• Certificates MMC snap-in

• Certification Authority MMC snap-in

• Certutil.exe

• Microsoft Outlook

• Internet Explorer

Export a single certificate:

certutil -f -p Password1 -user -exportpfx 0123 c:\certexport.pfx certificate ID (serial number) = 0123Import the certificate:

certutil -user -importpfx c:\certexport.pfx

Magazyn certyfikatówexport/import

Zaufanie do CA

Dwa modele zaufania

Web of trust - każdy każdemu – PGP

Zaufanie do CA „nadrzędnej instytucji” - PKI

Hierarchia drzewa certyfikacji

Drzewo certyfikacji

„StartCom CA” poświadcza „StartCom C2 PIC CA” „ StartCom C2 PIC CA” poświadcza „Krzysztof Binkowski”Korzeń drzewa („root”) Samopoświadczenie „Autocertyfikat”Skąd wiemy że „StartCom CA” jest autentyczne? „anchor - kotwica zaufania”…

Weryfikacja certyfikatów

Certificate discovery – odczytywany i budowany jest cały łańcuch zaufania, aż po ROOT CA

Path validation – weryfikowane są wszystkie certyfikaty w łańcuchu zaufania, aż po ROOT CA

Revocation checking – sprawdzanie czy certyfikat/y nie zostały odwołane

Certificate Validation Tests

Time validityThe current date falls between the start and expiration date of the certificate

Certificate recognition The certificate uses a valid X.509 format

Certificate contents All required fields are completed

Signature check The contents of the certificate are not modified

Revocation check The certificate is not revoked

Root check The certificate is chained to a trusted root CA

Policy validation The certificate must contain certificate or application policies that an application requires

Critical extensions The application recognizes all critical extensions

What Are CRLs and CDPs?

Purpose of CRLs:• List of revoked certificates• Publish periodically or on demand• Can be retrieved and cached by client computers

Purpose of CDPs:• Distribution point for CRLs• Distributed as part of a certificate• Can be updated but won’t affect issued certificates

What Is an Online Responder?

Uses OCSP validation and revocation checking using HTTP

Receives and responds dynamically to individual requests

Supports only Windows Server 2008 or Windows Server 2008 R2 and Windows Vista or Windows 7 computers

Functions as a responder to multiple CAs

PKI w Windows 2008Budujemy własne CA

Active Directory Certificate Services Windows 2008

Root, Intermediate, and Subordinate Enterprise CAs

ManualGroup Web-Based

AD CS communication

AD CS enrollment

Components of a PKI Solution

CA Digital CertificatesCRLs and Online Responders

Certificate Templates

Public Key–Enabled Applications and Services

Certificates and CA Management Tools

AIA and CDPs

How AD CS Supports PKI

CA

AD CS

CA Web Enrollment Online Responder Service NDES

SoftwareCode Signing

EncryptingFile System

Smart CardLogon

802.1x IP Security

InternetAuthentication

SecureE-mail

Applications That Use a PKI

Certificate Services

SoftwareRestriction Policy

DigitalSignatures

What Are Certification Authorities?

CA

Issues a self-signed certificate for itself

Verifies the identity of the certificate requestor

Manages certificate revocation

Issues certificates to users, computers, and services

Public vs. Private Certification AuthoritiesInternal Root CA

Subordinate CAs

Public Root CA

Issuing CAs

COMPANY

Public Third-party Root CA

Internal Employee Internet User

Types of Certification Authorities in Windows Server 2008

• Is the most trusted type of CA in a PKI

• Has a self-signed certificate

• Issues certificates to other subordinate CAs

• Certificate issuance policy is typically more rigorous than subordinate CAs

• Requires enhanced physical security

Root CA

• Its certificate is issued by another CA

• Addresses specific usage policies, organizational or geographical boundaries, load balancing, and fault tolerance

• Issues certificates to other CAs to form a hierarchical PKI

Subordinate CA

Standalone vs. Enterprise CAsStand-alone CAs Enterprise CAs

Stand-alone CA must be used if any CA (root / intermediate / policy) is offline, because a stand-alone CA is not joined to an AD DS domain

Requires the use of AD DS

Can use Group Policy to propagate certificate to trusted root CA certificate store

Users provide identifying information and specify type of certificate

Publishes user certificates and CRLs to AD DS

Does not require certificate templatesIssues certificates based upon a certificate template

All certificate requests are kept pending until administrator approval

Supports autoenrollment for issuing certificates

• Dostępne tylko na CA typu zintegrowanego z Active Directory

• Przechowywane w Active Directory

• Zabezpieczone przed niepowołaną zmianą

Szablony Certyfikatów są zestawem zasad i ustawień które są konfigurowalne po stronie urzedu certyfikacji (CA). Zasady te i ustawienia są wykorzystywane w procesie wydawania certyfikatów.

Certificate Templates - szablony

Certificate Template Versions

• Introduced in Windows 2000, provided for backward compatibility in later versions• Created by default when a CA is installed• Cannot be modified (except for permissions) or removed but can be duplicated to become version

2 or 3 templates (which can then be modified)

Version 1:

• Default template introduced with Windows 2003• Allows customization of most settings in the template• Several preconfigured templates are provided when a CA is installed

Version 2:

• Supports advanced Suite B cryptographic settings• Includes advanced options for encryption, digital signatures, key exchange, and hashing• Only supports Windows Server 2008 and Windows Server 2008 R2 servers• Only supports Windows Vista and Windows 7 client computers

Version 3:

Certificate Template Categories and Purposes

Category Single Purpose Example Multiple Purposes Example

Users

Computers

Basic Encrypting File System (EFS)

Authenticated Session

Smart Card Logon

Administrator

User

Smart Card User

Web Server

IPSec

Computer

Domain Controller

Default templates in Windows Server 2008

Administrator Authenticated Session Basic EFS CA Exchange CEP Encryption Code Signing Computer Cross-Certification Authority Directory E-mail Replication Domain Controller Domain Controller Authentication EFS Recovery Agent Enrollment Agent Enrollment Agent (Computer) Exchange Enrollment Agent (Offline request) Exchange Signature Only Exchange User

Certificate Templates Overviewhttp://technet.microsoft.com/en-us/library/cc730826(WS.10).aspx

IPSec IPSec (Offline request) Kerberos Authentication Key Recovery Agent (KRA) OCSP Response Signing Remote Access Service (RAS) and Internet Authentication Service (IAS) Server Root CA Router (Offline request) Smart Card Logon Smart Card User Subordinate CA Trust List Signing User User Signature Only Web Server Workstation Authentication

Szablony certyfikatów + logowanie SMARTCARD

Certificate Enrollment MethodsMethod Use

• To automate the request, retrieval, and storage of certificates for domain-based computers. Users do not have to take any action to be issued a certificate via Autoenrollment.

• To manually request certificates by using the Certificates console or Certreq.exe when the requestor cannot communicate directly with the CA.

• To request certificates from a Web site located on a CA.

• To issue certificates when Autoenrollment is not available.

• To provide a user account the right to request certificates on behalf of another user. The user account must have an enrollment agent certificate.

Web Enrollment

Manual Enrollment

Autoenrollment

Enrollment Agents

Obtaining Certificates by Using Manual Enrollment

Certificates MMC Web Server NDES

Manual Enrollment

Enrollment / Web Enrollment

Issuing Certificates by Using AutoenrollmentStep Purpose

A certificate template is configured to allow Read, Enroll, and Autoenroll permissions for designated users.

The CA is configured to follow the settings in the template and the template is configured to not have any approvals or signatures. Additionally, the template is configured to enroll without requiring user input during the process.

An Active Directory Group Policy Object (GPO) is created to enable Autoenrollment. The GPO is linked to the appropriate site, domain, or organizational unit (OU).

The client machine receives the certificates during the next Group Policy refresh interval.

Create/configure GPO

Configure CA & template

Receive by client

Create a template

Autoenrollment - GPO

Computer autoenrollmentComputer Configuration\ Windows Settings\Security Settings\Public Key Polices\Certificate Services Client - Auto-Enrollment

User autoenrollmentUser Configuration\Windows Settings\Security Settings\Public Key Polices\Certificate Services Client - Auto-Enrollment

Zastosowanie praktyczne bezpieczna sieć WiFi w oparciu o certyfikaty

DC1 Active Directory

DNS, DHCP

AD CS

RADIUS

NPS

NPS+RADIUS+WiFi

Checklist: Implementing 802.1X Authenticated Wireless Access

Task Reference

Install and configure the following required fundamental network services: Active

Directory Domain Services (AD DS), the Domain Name System (DNS) server role, the

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) server role. Install the Network Policy

Server (NPS) component of the Network Policy and Access Services server role and

authorize NPS in AD DS.

Windows Server 2008 Foundation Network Guide, available for download in Word

format at the Microsoft Download Center:

http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=105231, and in HTML format in the Windows

Server 2008 Technical Library: http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=106252

Purchase, and then physically install wireless access points (APs) on your network. See your wireless AP hardware documentation

Join wireless computers to the domain and create user accounts in AD DS for all your

domain users.

Windows Server 2008 Foundation Network Guide, available for download in Word

format at the Microsoft Download Center:

http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=105231, and in HTML format in the Windows

Server 2008 Technical Library: http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=106252

If you are using PEAP-MS-CHAP v2, and have not already done so, auto enroll a server

certificate to NPS servers or purchase and install server certificates on your NPS

servers.

Foundation Network Companion Guide: Deploying Server Certificates and Obtaining

and Installing a VeriSign WLAN Server Certificate for PEAP-MS-CHAP v2 Wireless

Authentication (http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=33675)

If you are using EAP-TLS or PEAP-TLS without smart cards, auto enroll a server

certificate to NPS server, and auto enroll client or computer certificates to domain

member client computers.

Foundation Network Companion Guide: Deploying Server Certificates and Foundation

Network Companion Guide: Deploying Computer and User Certificates

Follow the steps in this guide to deploy 802.1X authenticated wireless access. Deploying 802.1X Authenticated Wireless Access

http://technet.microsoft.com/en-us/library/dd283023(WS.10).aspx

Certyfikat

Budowa certyfikatu

Weryfikacja certyfikatu

Urząd Certyfikatów

Szablony certyfikatów

Dostarczanie certyfikatów

Podsumowanie

ZAUFANIE

Dziękujemy za uwagę

Krzysztof.Binkowski@gmail.com

© 2011 Microsoft Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone. Microsoft, Windows oraz inne nazwy produktów są lub mogą być znakami towarowymi lub zastrzeżonymi znakami towarowymi firmy Microsoft w Stanach Zjednoczonych i innych krajach. Zamieszczone informacje mają charakter wyłącznie informacyjny. FIRMA MICROSOFT NIE UDZIELA ŻADNYCH GWARANCJI (WYRAŻONYCH WPROST LUB DOMYŚLNIE), W TYM TAKŻE USTAWOWEJ RĘKOJMI ZA WADY FIZYCZNE I PRAWNE, CO DO INFORMACJI ZAWARTYCH W TEJ PREZENTACJI.