Wenn Geräte über das Internet miteinander kommunizieren, besteht eine der größten Herausforderungen darin, sicherzustellen, dass die ausgetauschten Informationen von einer legitimen Quelle stammen.
Bei einem Man-in-the-Middle-Angriff zum Beispiel fängt ein böswilliger Dritter die Kommunikation zwischen zwei Parteien ab und kontrolliert den Informationsfluss zwischen ihnen.
Bei einem solchen Angriff könnten die beiden kommunizierenden Parteien denken, sie würden direkt miteinander kommunizieren. Im Gegensatz dazu gibt es einen dritten Vermittler, der ihre Nachrichten weiterleitet und ihre Interaktion steuert.
X.509-Zertifikate wurden eingeführt, um dieses Problem zu lösen, indem sie Geräte und Benutzer über das Internet authentifizieren und eine sichere Kommunikation ermöglichen.
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 zur Identifizierung von Einheiten verwendet wird, die über Netzwerke wie das Internet kommunizieren.
X.509-Zertifikate enthalten einen öffentlichen Schlüssel, Informationen über den Benutzer des Zertifikats und eine digitale Signatur, mit der die Zugehörigkeit zu der Entität, die das Zertifikat besitzt, überprüft werden kann. Im Falle von X.509-Zertifikaten sind digitale Signaturen elektronische Unterschriften, die mit dem in den X.509-Zertifikaten enthaltenen privaten Schlüssel erstellt werden.
X.509-Zertifikate werden nach dem Standard der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) erstellt, der Richtlinien für das Format der Public Key Infrastructure (PKI) enthält, 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.
Bestandteile eines X.509-Zertifikats
Laut RFC 5280, einer Veröffentlichung der Internet Engineering Task Force (IETF), die für die Entwicklung von Standards für die Internet-Protokollsuite verantwortlich ist, 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 ganze Zahl, die von der Zertifizierungsstelle (CA) jedem Zertifikat zugewiesen wird
- Signatur – enthält eine Kennung für den Algorithmus, der von der CA 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, für den das Zertifikat gültig ist
- Subject – identifiziert die Entität, die mit dem öffentlichen Schlüssel verbunden ist, der im Feld für den öffentlichen Schlüssel des Zertifikats gespeichert ist
- Subject Public Key Info – enthält den öffentlichen Schlüssel und die Identität des Algorithmus, mit dem der Schlüssel verwendet wird.
- Eindeutige Bezeichner – dies sind eindeutige Bezeichner für Subjekte und Aussteller, falls ihre Subjekt- oder Ausstellernamen im Laufe der Zeit wiederverwendet werden.
- Erweiterungen – Dieses Feld bietet Methoden, um zusätzliche Attribute mit Benutzern oder öffentlichen Schlüsseln zu verknüpfen und Beziehungen zwischen zertifizierten Stellen zu verwalten.
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 mit bestimmten Geräten und Benutzern verbunden und können nicht zwischen Benutzern oder Geräten übertragen werden. Sie bieten daher eine genaue und zuverlässige Möglichkeit, die wahre Identität von Personen zu überprüfen, 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 hoch skalierbar und kann Milliarden von Transaktionen sichern, ohne überfordert zu werden.
#3. Benutzerfreundlichkeit
X.509-Zertifikate sind einfach zu verwenden und zu verwalten. Außerdem müssen die Benutzer keine Passwörter für den Zugriff auf Ressourcen erstellen, merken und verwenden. Dies reduziert die Beteiligung der Benutzer an der Verifizierung und macht den Prozess für die Benutzer stressfrei. Zertifikate werden außerdem von vielen bestehenden Netzwerkinfrastrukturen unterstützt.
#4. Sicherheit
Die Kombination von Funktionen, die X.509-Zertifikate zusätzlich zur Verschlüsselung von Daten bieten, sichert die Kommunikation zwischen verschiedenen Einheiten.
Dies verhindert Cyberangriffe wie Man-in-the-Middle-Angriffe, die Verbreitung von Malware und die Verwendung kompromittierter Benutzeranmeldeinformationen. Die Tatsache, dass X.509-Zertifikate standardisiert sind und regelmäßig verbessert werden, macht sie noch sicherer.
Die Verwendung von X.509-Zertifikaten zur Sicherung der Kommunikation und zur Überprüfung der Authentizität der Geräte und Benutzer, mit denen sie kommunizieren, ist für die Benutzer von großem Nutzen.
Wie X.509-Zertifikate funktionieren
Das Wichtigste an X.509-Zertifikaten ist die Fähigkeit, die Identität des Zertifikatsinhabers zu authentifizieren.
Daher werden X.509-Zertifikate in der Regel von einer Zertifizierungsstelle (CA) ausgestellt, die die Identität der das Zertifikat beantragenden Einheit überprüft und ein digitales Zertifikat mit einem öffentlichen Schlüssel ausstellt, der der Einheit zugeordnet ist, sowie weitere Informationen, die zur Identifizierung der Einheit verwendet werden können. Ein X.509-Zertifikat bindet dann eine Entität an ihren zugehörigen öffentlichen Schlüssel.
Wenn Sie beispielsweise auf eine Website zugreifen, fordert ein Webbrowser die Webseite von einem Server an. Der Server stellt die Webseite jedoch nicht direkt bereit. Er gibt zunächst sein X.509-Zertifikat an den Client-Webbrowser weiter.
Nach dem Empfang prüft der Webbrowser die Authentizität und Gültigkeit des Zertifikats und bestätigt, dass es von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle ausgestellt wurde. Wenn dies der Fall ist, 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 vom Browser angeforderten Informationen zurück.
Diese Informationen werden verschlüsselt und der Browser entschlüsselt sie mit dem gemeinsamen symmetrischen Schlüssel, bevor er sie dem Benutzer anzeigt. Alle Informationen, die zum Ver- und Entschlüsseln dieses Informationsaustauschs benötigt werden, sind im X.509-Zertifikat enthalten.
Verwendungszwecke von X.509-Zertifikaten
X.509-Zertifikate werden in den 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 Infrastructure (PKI) nutzen, ermöglichen es Benutzern, ihre E-Mails digital zu signieren und auch den Inhalt der über das Internet versendeten E-Mails zu verschlüsseln.
Beim Senden 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 somit nicht von Unbefugten 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 wiederum verwendet den öffentlichen Schlüssel, um zu überprüfen, ob die E-Mail von einem autorisierten Absender stammt. Dies hilft auch, Man-in-the-Middle-Angriffe zu verhindern.
#2. Signieren von Code
Für Entwickler und Unternehmen, die Code, Anwendungen, Skripte und Programme erstellen, wird das X.509-Zertifikat verwendet, um ihre Produkte, bei denen es sich um Code oder eine kompilierte Anwendung handeln kann, mit einer digitalen Signatur zu versehen.
Auf der Grundlage des X.509-Zertifikats verifiziert diese digitale Signatur, dass der freigegebene Code von der autorisierten Stelle stammt und dass keine Änderungen am Code oder an der Anwendung von nicht autorisierten Stellen vorgenommen wurden.
Dies ist besonders nützlich, um zu verhindern, dass veränderter Code und Anwendungen Malware und anderen bösartigen Code enthalten, der ausgenutzt werden kann, um den Benutzern Schaden zuzufügen.
Code Signing verhindert die Manipulation von Anwendungscode, insbesondere wenn dieser auf Download-Seiten von Drittanbietern freigegeben und heruntergeladen wird. Code Signing-Zertifikate können von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle wie SSL bezogen werden.
#3. Signieren von Dokumenten
Beim Online-Austausch von Dokumenten ist es sehr einfach, Dokumente unbemerkt zu verändern, selbst von Personen mit geringen technischen Kenntnissen. Alles, was Sie dazu brauchen, ist der richtige Dokumenten-Editor und die richtige Bildbearbeitungsanwendung, um den Job zu erledigen.
Daher ist es besonders wichtig, eine Möglichkeit zu haben, um zu überprüfen, dass Dokumente nicht verändert wurden, insbesondere wenn sie sensible Informationen enthalten. Leider können herkömmliche handschriftliche Unterschriften dies nicht leisten.
An dieser Stelle kommt die Dokumentensignierung mit X.509-Zertifikaten ins Spiel. Mit digitalen Signierzertifikaten, die X.509-Zertifikate verwenden, können Benutzer digitale Signaturen zu verschiedenen Dokumentdateiformaten hinzufügen. Dazu wird ein Dokument mit einem privaten Schlüssel digital signiert und dann zusammen mit seinem öffentlichen Schlüssel und dem digitalen Zertifikat verteilt.
Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass online freigegebene Dokumente nicht manipuliert werden und sensible Informationen geschützt werden. Außerdem kann auf diese Weise der wahre Absender von Dokumenten überprüft werden.
#4. Von der Regierung ausgestellter elektronischer Ausweis
Eine weitere Anwendung des X.509-Zertifikats ist die Sicherheit bei der Überprüfung der Identität von Personen im Internet. Zu diesem Zweck werden X.509-Zertifikate zusammen mit einem von der Regierung ausgestellten elektronischen Ausweis verwendet, um die wahre Identität von Personen online zu überprüfen.
Wenn jemand einen elektronischen Personalausweis erhält, prüft die Regierungsbehörde, die den elektronischen Personalausweis ausstellt, die Identität der Person mit herkömmlichen Methoden wie Reisepässen oder Führerscheinen.
Sobald die Identität überprüft wurde, wird ein X.509-Zertifikat ausgestellt, das mit der elektronischen ID verknüpft ist. Dieses Zertifikat enthält den öffentlichen Schlüssel und die persönlichen Daten der Person.
Die Bürger können dann ihre von der Regierung ausgestellte elektronische ID zusammen mit dem zugehörigen X.509-Zertifikat verwenden, um sich online zu authentifizieren, insbesondere wenn sie über das Internet auf Behördendienste zugreifen.
Wie Sie ein X.509-Zertifikat erhalten
Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein X.509-Zertifikat zu erhalten. Einige der wichtigsten Möglichkeiten, ein X.509-Zertifikat zu erhalten, sind:
#1. Generierung eines selbstsignierten Zertifikats
Um ein selbstsigniertes Zertifikat zu erhalten, müssen Sie Ihr eigenes X.509-Zertifikat auf Ihrem Rechner generieren. Dies geschieht mit Hilfe von Tools wie OpenSSL, das installiert ist und zur Erstellung selbst signierter Zertifikate verwendet wird. Selbstsignierte Zertifikate sind jedoch nicht ideal für den Einsatz in der Produktion, da sie selbstsigniert sind und keine zuverlässige dritte Partei die Identität des Benutzers überprüfen kann
#2. Beziehen 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, die von Unternehmen wie Cisco, Chrome, Meta und Mozilla und vielen anderen unterstützt wird. Let’s Encrypt, eine Zertifizierungsstelle, die kostenlos X.509-Zertifikate ausstellt, hat bisher Zertifikate für über 300 Millionen Websites ausgestellt.
#3. Kaufen 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. Antrag auf Unterzeichnung eines Zertifikats (CSR)
ein Certificate Signing Request (CSR) ist eine Datei, die alle Informationen über eine Organisation, eine Website oder eine Domain enthält. Diese Datei wird dann zum Signieren an eine Zertifizierungsstelle gesendet. Sobald die Zertifizierungsstelle die CSR signiert hat, kann sie verwendet werden, um ein X.509-Zertifikat für die Organisation zu erstellen, die die CSR gesendet hat.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, X.509-Zertifikate zu erhalten. Um die beste Methode zur Beschaffung eines X.509-Zertifikats zu ermitteln, sollten Sie überlegen, wo es verwendet werden soll und welche Anwendung das X.509-Zertifikat nutzen 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 schützen.
Dies stellt nicht nur sicher, dass sensible Informationen nicht in die falschen Hände geraten, sondern schafft auch Vertrauen zwischen den kommunizierenden Parteien, so dass diese mit der Gewissheit arbeiten können, dass sie es mit autorisierten Parteien und nicht mit böswilligen Akteuren oder Zwischenhändlern zu tun haben.
Wenn Sie ein digitales Zertifikat besitzen, das Ihre wahre Identität nachweist, ist es einfach, Vertrauen bei Ihren Gesprächspartnern aufzubauen. Dies ist bei jeder Transaktion, die über das Internet erfolgt, wichtig.