LicenceprofessionnelleAdministrateurdeR´eseauxetdeBasesdeDonn´eesIUTLimoges Pierre-LouisCayrel PKI,PGPetOpenSSL

(1)

PKI, PGP et OpenSSL

Pierre-Louis Cayrel

Universit´ e de Limoges, XLIM-DMI, 123, Av. Albert Thomas 87060 Limoges Cedex France

05.55.45.73.10 pierre-louis.cayrel@xlim.fr

Licence professionnelle Administrateur de R´ eseaux et de Bases de Donn´ ees

IUT Limoges

Pierre-Louis Cayrel Universit´e de Limoges, XLIM-DMI, 123, Av. Albert Thomas 87060 Limoges Cedex France 05.55.45.73.10 pierre-louis.cayrel@xlim.fr

(2)

Sommaire

PKI

PGP

OpenSSL

(3)

Architectures PKI

(4)

Motivations

I Comment r´ ecup´ erer et ˆ etre sˆ ur d’une cl´ e publique ?

I

En effet, Oscar peut se faire passer pour le destinataire !

I

Il faut un moyen de prouver la correspondance entre une cl´ e publique et une personne !

I Plus g´ en´ eralement : comment g´ erer des authentifiants dans un

environnement distribu´ e/r´ eseau ?

(5)

Principe g´ en´ eral

I PKI = Public Key Infrastructure

I Ensemble d’infrastructures permettant de r´ ealiser effectivement des

´

echanges s´ ecuris´ es.

I PKI ne distribue pas des cl´ es mais des certificats !

I

Un certificat contient une cl´ e publique

I

Il contient aussi des donn´ ees d’identit´ e

I

Pour une personne : ´ etat civil, adresse, mail...

I

Pour un serveur : nom de domaine, adresse IP, mail de l’administrateur etc...

I

Un certificat est valid´ e par un tiers de confiance

I

On parle d’autorit´ e de certification = CA I La PKI assure la gestion des certificats

I

cr´ eation/distribution...

(6)

Cr´ eation d’un certificat

I Alice g´ en` ere ses cl´ es K _e et K _d

I

K

e

: cl´ e publique

I

K

d

: cl´ e priv´ ee

I Elle ´ emet une requˆ ete au CA pour un certificat de K e I CA valide la cl´ e, authentifie Alice et g´ en` ere un certificat

I

le certificat est sign´ e par le CA

I

Cette signature certifie l’origine du certificat & son int´ egrit´ e.

I Le certificat est publi´ e dans un annuaire publique

(7)

V´ erifier l’authenticit´ e du tiers de confiance

I Chaque CA poss` ede lui-mˆ eme un certificat

I

La cl´ e priv´ ee associ´ ee permet de signer les certificats ´ emis par le CA

I

Ce certificat est sign´ e par un autre CA etc...

⇒ Chaˆıne de certificat

I Le dernier certificat de la chaˆıne est sign´ e par lui-mˆ eme

I

On parle de certificat auto-sign´ e ou certificat racine

I Definition (PKI)

Ensemble de technologies, organisations, proc´ edure et pratiques qui supporte l’impl´ ementation et l’exploitation de certificats bas´ es sur la cryptographie ` a cl´ e publique.

(8)

Normes PKI

I Il existe plusieurs normes pour les PKI

I

la plupart sont en cours d’´ evolution

I Deux types d’infrastructures : 1. architectures hi´ erarchiques

I

reposent sur diff´ erents CA, qui sont distincts des utilisateurs.

I

Ex : PKIX (Public Key Infrastructure X.509) 2. architectures non-hi´ erarchiques

I

chaque utilisateur est son propre CA

I

initialement con¸ cues pour la messagerie comme PGP et le P2P s´ ecuris´ es

I

confiance mutuelle entre les utilisateurs

I

Ex : SPKI (Simple Public Key Infrastructure, Spooky), SDSII (Simple

Distributed Security Infrastucture ou Sudsy)

(9)

Fonctions d’une PKI

I ´ emettre des certificats ` a des entit´ es pr´ ealablement authentifi´ ees ;

I r´ evoquer des certificats, les maintenir ;

I ´ etablir, publier et respecter des pratiques de certification pour ´ etablir un espace de confiance ;

I rendre les certificats publics par le biais de services d’annuaires ;

I ´ eventuellement, g´ erer les cl´ es et fournir des services d’archivage.

(10)

Gestion des cl´ es

1. Gestion des clefs (Key management).

I

cr´ eation, distribution, stockage, utilisation

I

recouvrement, l’archivage et destruction

I

repose sur des r` egles ` a respecter imp´ erativement : 1.1 Les clefs secr` etes doivent l’ˆ etre et le rester

1.2 Les clefs secr` etes doivent exister seulement en clair ` a l’int´ erieur d’un module r´ esistant

1.3 Limiter le d´ eploiement des clefs 1.4 S´ eparer les clefs par utilisation 1.5 Synchroniser les clefs

1.6 Journal d’´ ev´ enements

2. Mise en commun des clefs (cf DH)

3. Transport des clefs

(11)

Acteurs d’une PKI

I D´ etenteur d’un certificat

I

entit´ e qui poss` ede une cl´ e priv´ ee

I

le certificat num´ erique contient la cl´ e publique associ´ ee.

I

plusieurs types de certificat : client, serveur, VPN etc...

I Utilisateur d’un certificat

I

r´ ecup` ere le certificat

I

utilise la cl´ e publique dans sa transaction avec le d´ etenteur.

I L’ Autorit´ e de Certification (CA ¹ )

I

Ens. de ressources d´ efini par son nom et sa cl´ e publique qui :

I

g´ en` ere des certificats ;

I

´ emet et maintient les informations sur les CRL

²

I

publie les certificats non encore expir´ es ;

I

maintient les archives des certificats expir´ es/r´ evoqu´ es.

I

Entit´ e juridique et morale d’une PKI

1

Certification Authority

2

Certification Revocation List

(12)

Acteurs d’une PKI (2)

I Autorit´ e d’enregistrement (RA ³ )

I

Interm´ ediaire entre le d´ etenteur de la cl´ e et le CA.

I

V´ erifie les requˆ etes des utilisateurs

I

Transmet les requˆ etes au CA

I

niveau de v´ erification d´ epend de la politique de s´ ecurit´ e

I

Chaque CA a une liste de RA accr´ edit´ es.

I

Un RA est connu d’un CA par son nom et sa cl´ e publique.

I

CA v´ erifie les informations du RA par le biais de sa signature

I Emetteur de CRL

(13)

Acteurs d’une PKI (3)

I D´ epˆ ot ou Annuaire (Repository)

I

Distribue les certificats et les CRL.

I

Accepte les certificats et les CRL d’autres CA et les rend disponibles aux utilisateurs.

I

Connu par son adresse et son protocole d’acc` es.

I Archive

I

stockage sur le long terme des informations pour le compte d’un CA.

I

permet de r´ egler les litiges

I

en sachant quel certificat ´ etait valable ` a telle ´ epoque.

(14)

Cr´ eation d’un certificat

(15)

PGP

(16)

Philip Zimmermann

(17)

Pretty Good Privacy

(18)

PGP, un premier exemple de certificat

I Format de certificat PGP a ´ et´ e d´ efini par Philip Zimmermann.

I Contient les informations suivantes :

I

Num. de la version de PGP (identifie l’algo utilis´ e pour cr´ eer la clef)

I

la clef publique et l’algorithme associ´ e

I

RSA, DH (Diffie-Hellman) ou DSA (Digital Signature Algorithm).

I

la signature digitale du CA

I

identit´ e du porteur : nom, num´ ero ID, photographie, etc.

I

la p´ eriode de validit´ e du certificat

I

l’algorithme sym´ etrique (` a clef priv´ ee) pr´ ef´ er´ e.

I Particularit´ e : un certificat peut contenir plusieurs signatures.

I

plusieurs personnes ` a titre de CA peuvent certifier l’association

’clef/identification’

(19)

La forme standard d’un certificat

Fig.: www.selso.com

(20)

Le certificat X.509

Fig.: laurent.flaum.free.fr

(21)

Les certificats X. 509 contiennent :

I Le num´ ero de version X. 509 : identifie la version du standard X. 509 s’appliquant ` a ce certificat, ce qui d´ etermine les informations ` a sp´ ecifier. La version 3 est la plus courante.

I La cl´ e publique du d´ etenteur du certificat : cl´ e publique du d´ etenteur du certificat associ´ ee ` a un identifiant d’algorithme sp´ ecifiant le syst` eme de cryptographie auquel appartient la cl´ e ainsi que tous les param` etres de cl´ e correspondants.

I Le num´ ero de s´ erie du certificat : l’entit´ e (application ou personne) ayant cr´ e´ e le certificat doit lui affecter un num´ ero de s´ erie unique permettant de le distinguer des autres certificats ´ emis. Ces informations sont utilis´ ees de diff´ erentes mani` eres. Par exemple, lorsqu’un certificat est r´ evoqu´ e, son num´ ero de s´ erie est plac´ e dans une liste des r´ evocations de certificats ou LRC.

(22)

Les certificats X. 509 contiennent aussi :

I L’identifiant unique du d´ etenteur du certificat (ou nom explicite/

DN). Ce nom doit ˆ etre unique sur Internet. Un DN se compose de plusieurs sous-sections et peut avoir la structure suivante : NC = Robert Durand, UO = Service de s´ ecurit´ e r´ eseau, O = Network Associates, Inc., C = France

(Ces ´ el´ ements se r´ ef` erent au nom, ` a l’unit´ e organisationnelle, ` a l’organisme et au pays du sujet. )

I La p´ eriode de validit´ e du certificat : dates/ heures de d´ ebut et

d’expiration du certificat. Indique la date d’expiration du certificat.

(23)

Les certificats X. 509 contiennent aussi :

I Le nom unique de l’´ emetteur du certificat : nom unique de l’entit´ e ayant sign´ e le certificat. Il s’agit g´ en´ eralement d’une CA. L’utilisation du certificat implique que vous faites confiance ` a l’entit´ e ayant sign´ e le certificat. Notez que dans certains cas, tels que pour les certificats CA de haut ou bas niveau, l’´ emetteur signe son propre certificat.

I La signature num´ erique de l’´ emetteur : signature effectu´ ee avec la cl´ e priv´ ee de l’entit´ e ayant ´ emis le certificat.

I L’identifiant d’algorithme de signature : identifie l’algorithme utilis´ e par la CA pour signer le certificat.

(24)

Le mod` ele PKIX

Fig.: ljk.imag.fr/membres/Jean-Guillaume.Dumas/

(25)

Authentification d’entit´ es ` a partir de certificats

I Fait l’objet d’une norme : FIPS-196

I Notations utilis´ ees dans FIPS-196 : A Nom qui identifie Alice B Nom qui identifie Bob

Signx (M ) La signature du message M avec la cl´ e priv´ ee de X Rx Un challenge al´ eatoire produit par X

CertX Le certificat de X

X .Y La concat´ enation de X et de Y

TokenID Identificateur de Token. Il pr´ ecise les informations identifiant le Token, le type de protocole... qui faciliteront le traitement du Token.

TokenXY Un token envoy´ e de X vers Y TokenXY _i Le i-` eme token envoy´ e de X vers Y [Z ] Pr´ ecise que le champs Z est optionnel

(26)

Authentification d’entit´ es ` a partir de certificats (2)

I Alice envoie ` a Bob une demande d’authentification

I Bob g´ en` ere R _b et envoit ` a Alice :

TokenBA 1 = R b

I Alice g´ en` ere R _a et envoit avec son certificat :

TokenAB = R a .R b .B.Sign a (R a .R b .B)

I Bob v´ erifie le certificat d’Alice.

I

il peut ensuite v´ erifier les informations de TokenAB

I

Apr` es v´ erification, Alice est authentifi´ ee aupr` es de Bob.

I Bob envoit avec son certificat :

TokenBA 2 = R b .R a .A.Sign b (R b .R a .A)

I Alice proc` ede de la mˆ eme mani` ere pour authentifier Bob.

(27)

Mod` ele de confiance PGP

(28)

Mod` ele de confiance PGP

Fig.: www-id.imag.fr/svarrett/

(29)

OpenSSL

(30)

Application pratique : OpenSSL

(31)

Application pratique : OpenSSL

I Cr´ eation d’un r´ epertoire pour les certificats mkdir certificates; cd certificates

I Creation du certificat pour le CA :

I Utiliser le script CA.sh /usr/lib/ssl/misc/CA.sh − newca

I Cr´ eation du certificat serveur/personne :

openssl req − new − nodes − keyout newreq.pem − out newreq.pem − days 365

I Signature du certificat du serveur par le CA /usr/lib/ssl/misc/CA.sh − sign

(32)

R´ esum´ e SSL

(33)

Qu’avez-vous pens´e de ce cours ?

(34)

LicenceprofessionnelleAdministrateurdeR´eseauxetdeBasesdeDonn´eesIUTLimoges Pierre-LouisCayrel PKI,PGPetOpenSSL

PKI, PGP et OpenSSL

Pierre-Louis Cayrel

Universit´ e de Limoges, XLIM-DMI, 123, Av. Albert Thomas 87060 Limoges Cedex France

05.55.45.73.10 pierre-louis.cayrel@xlim.fr

Licence professionnelle Administrateur de R´ eseaux et de Bases de Donn´ ees

IUT Limoges

Sommaire

PKI

PGP

OpenSSL

Architectures PKI

Motivations

I Comment r´ ecup´ erer et ˆ etre sˆ ur d’une cl´ e publique ?

En effet, Oscar peut se faire passer pour le destinataire !

Il faut un moyen de prouver la correspondance entre une cl´ e publique et une personne !

I Plus g´ en´ eralement : comment g´ erer des authentifiants dans un

environnement distribu´ e/r´ eseau ?

Principe g´ en´ eral

I PKI = Public Key Infrastructure

I Ensemble d’infrastructures permettant de r´ ealiser effectivement des

´

echanges s´ ecuris´ es.

I PKI ne distribue pas des cl´ es mais des certificats !

Un certificat contient une cl´ e publique

Il contient aussi des donn´ ees d’identit´ e

Pour une personne : ´ etat civil, adresse, mail...

Pour un serveur : nom de domaine, adresse IP, mail de l’administrateur etc...

Un certificat est valid´ e par un tiers de confiance

On parle d’autorit´ e de certification = CA I La PKI assure la gestion des certificats

cr´ eation/distribution...

Cr´ eation d’un certificat

I Alice g´ en` ere ses cl´ es K e et K d

K

: cl´ e publique

K

: cl´ e priv´ ee

I Elle ´ emet une requˆ ete au CA pour un certificat de K e I CA valide la cl´ e, authentifie Alice et g´ en` ere un certificat

le certificat est sign´ e par le CA

Cette signature certifie l’origine du certificat & son int´ egrit´ e.

I Le certificat est publi´ e dans un annuaire publique

V´ erifier l’authenticit´ e du tiers de confiance

I Chaque CA poss` ede lui-mˆ eme un certificat

La cl´ e priv´ ee associ´ ee permet de signer les certificats ´ emis par le CA

Ce certificat est sign´ e par un autre CA etc...

⇒ Chaˆıne de certificat

I Le dernier certificat de la chaˆıne est sign´ e par lui-mˆ eme

On parle de certificat auto-sign´ e ou certificat racine

I Definition (PKI)

Ensemble de technologies, organisations, proc´ edure et pratiques qui supporte l’impl´ ementation et l’exploitation de certificats bas´ es sur la cryptographie ` a cl´ e publique.

Normes PKI

I Il existe plusieurs normes pour les PKI

la plupart sont en cours d’´ evolution

I Deux types d’infrastructures : 1. architectures hi´ erarchiques

reposent sur diff´ erents CA, qui sont distincts des utilisateurs.

Ex : PKIX (Public Key Infrastructure X.509) 2. architectures non-hi´ erarchiques

chaque utilisateur est son propre CA

initialement con¸ cues pour la messagerie comme PGP et le P2P s´ ecuris´ es

confiance mutuelle entre les utilisateurs

Ex : SPKI (Simple Public Key Infrastructure, Spooky), SDSII (Simple

Distributed Security Infrastucture ou Sudsy)

Fonctions d’une PKI

I ´ emettre des certificats ` a des entit´ es pr´ ealablement authentifi´ ees ;

I r´ evoquer des certificats, les maintenir ;

I ´ etablir, publier et respecter des pratiques de certification pour ´ etablir un espace de confiance ;

I rendre les certificats publics par le biais de services d’annuaires ;

I ´ eventuellement, g´ erer les cl´ es et fournir des services d’archivage.

Gestion des cl´ es

1. Gestion des clefs (Key management).

cr´ eation, distribution, stockage, utilisation

recouvrement, l’archivage et destruction

repose sur des r` egles ` a respecter imp´ erativement : 1.1 Les clefs secr` etes doivent l’ˆ etre et le rester

1.2 Les clefs secr` etes doivent exister seulement en clair ` a l’int´ erieur d’un module r´ esistant

1.3 Limiter le d´ eploiement des clefs 1.4 S´ eparer les clefs par utilisation 1.5 Synchroniser les clefs

1.6 Journal d’´ ev´ enements

2. Mise en commun des clefs (cf DH)

3. Transport des clefs

Acteurs d’une PKI

I D´ etenteur d’un certificat

entit´ e qui poss` ede une cl´ e priv´ ee

I Alice g´ en` ere ses cl´ es K _e et K _d

I L’ Autorit´ e de Certification (CA ¹ )

I Autorit´ e d’enregistrement (RA ³ )