X.509 è uno standard proposto dall'Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU-T), usato per definire il formato dei certificati a chiave pubblica (PKC) e delle autorità di certificazione (CA). I certificati vengono utilizzati per la validazione dell'identità e la trasmissione di dati criptati che solo il possessore (persona, organizzazione o applicazione) di uno specifico certificato è in grado di decifrare e leggere. Questi vengono rilasciati dalle Certificate authority (CA), un soggetto terzo fidato che assicura la corrispondenza di una chiave pubblica a una determinata identità. Uno degli usi più diffusi di X.509 è nell'ambito internet, il certificato SSL/TLS viene usato nell'omonimo protocollo per criptare le comunicazioni tra un sito web e il nostro browser.
Lo standard inoltre definisce sotto diversi aspetti l'utilizzo dei certificati nelle infrastrutture a chiave pubblica (PKI) e nei Privilege Management Infrastructure (PMI). Oltre al certificato a chiave pubblica e ai certificati di attributi vengono descritti anche i seguenti tipi di dato: certificate revocation list (CRL) e attribute certificate revocation list (ACRL).
Le certificate revocation list (CRL) contengono la lista dei certificati che sono stati revocati dall'autorità rilasciante. Le CRL vengono consultate per assicurarsi la validità e affidabilità dei certificati che si stanno per utilizzare. Operazione svolta dal browser ogni volta che ci si collega a un sito tramite SSL/TLS.
Storia ed utilizzo L'ITU-T X.509 venne presentato per la prima volta nel 1988 come parte dello standard X.500, insieme di raccomandazioni per un servizio di directory. Il formato dei certificati definito nel 1988 costituisce la versione uno(v1). Questo presupponeva uno stretto sistema di gerarchie di certificate authority (CA) per garantire la legittimità di un certificato. In contrasto con il modello della rete di fiducia (web of trust), utilizzato da PGP, dove chiunque, non solo i CA, può firmare e quindi attestare (certificare) la corrispondenza tra una chiave pubblica e il soggetto a cui essa appartiene.
Lo standard fu rivisitato nel 1993 con l'aggiunta del supporto di due nuovi attributi nel certificato, questa estensione costituisce la versione due (v2). Nello stesso anno con l'Internet Privacy Enhanced Mail (PEM) [rfc-1422] veniva proposta un'infrastruttura a chiave pubblica basata su X.509 versione uno(v1). L'esperienza fin qui acquisita fece emergere l'esigenza di un'ulteriore estensione, per rendere più dettagliati i certificati e favorirne l'interoperabilità sotto sistemi con profili diversi, come Internet. Nel 1996 fu quindi completata la versione tre (v3), dalla collaborazione d'ISO/IEC, ITU-T, e ANSI X9. La versione tre(v3) di X.509 permette una maggiore flessibilità nelle strutture di creazione dei certificati X.509, con possibilità di usare topologie di PKI in stile mesh o bridge [rfc-4158], anche in una rete di fiducia peer-to-peer come quella di Open-PGP, raramente però è implementata in questo modo. Questo aiutò a superare la rigida struttura gerarchica dei PKI.
Il sistema X.500 non è mai stato totalmente completato, e l'IETF e i public-key infrastructure working group (PKIX) hanno adattato lo standard con una struttura più flessibile adatta a Internet. Infatti il termine certificato X.509 si riferisce generalmente al profilo dei certificati e delle liste di revoca dei certificati (CRL, da Certificate Revocation List) dell'IETF basato su standard X.509 v3, come descritto nella RFC 5280.
Certificati Nel sistema X.509, una Certification Authority (CA) rilascia un certificato che accoppia una chiave pubblica a un nome univoco, oppure a un'entità come potrebbe essere un indirizzo e-mail o un record DNS. L'autenticità di un certificato e dell'autorità di certificazione dipendono dal root certificate. I root certificate sono implicitamente fidati. Uno degli esempi di software distribuiti con root certificate preinstallati sono i browser, rendendo possibile il funzionamento dei certificati SSL/TLS. Struttura di un certificato
La versione tre (v3) dei certificati digitali X.509 ha tre voci principali: il certificato, l'identificativo dell'algoritmo di firma del certificato e la firma del certificato. Il certificato viene descritto attraverso una serie di attributi come la versione, l'ID dell'algoritmo, il numero seriale, l'emittente, il richiedente, la validità, informazioni sulla chiave pubblica del richiedente, estensioni e altre voci facoltative. Le informazioni sulla chiave pubblica del richiedente sono poi ulteriormente dettagliate con l'algoritmo utilizzato e la chiave pubblica stessa, mentre la validità viene indicata tramite la data d'inizio e quella di fine, che eventualmente determina il periodo di vita del certificato.
I codici identificativi univoci dell'emettitore e del richiedente sono stati introdotti nella versione due(v2), per poter permettere il loro riutilizzo in altri certificati. Per esempio se una Certification Authority (CA) fallisce e non è più autorizzata ad esercitare. In seguito un'altra CA con lo stesso nome, potrebbe registrarsi nella lista pubblica delle CA, anche se non ha nessuna relazione con la prima CA. Tuttavia la IETF raccomanda di non riutilizzare lo stesso nome. Perciò la versione due(v2) non ha avuto un ampio utilizzo in Internet.
Le estensioni sono state introdotte nella versione tre (v3). Una CA può usare le estensioni solo per certificati che hanno uno specifico uso, come la firma di oggetti digitali. Ogni estensione del certificato ha un proprio identificativo, espresso come object identifier (OID), un insieme di valori che possono essere critici o non critici. Se analizzando un certificato un sistema incontra un'estensione critica che non riconosce, il certificato viene rigettato. Un'estensione non critica può essere ignorata se non riconosciuta, ma altrimenti deve essere processata. L'RFC 5280 definisce, nella sezione 4.2, delle estensioni in uso nelle Internet PKI. Ulteriori estensioni possono essere utilizzate, ma si deve fare attenzione nell'includere estensioni critiche, poiché potrebbero compromettere l'interoperabilità del certificato.
In tutte le versioni, il numero seriale deve essere univoco per ogni certificato emesso da una specifica Certification Authority(CA).
Estensioni tipiche dei file con certificati X.509 Estensioni comuni per i file contenenti i certificati X.509: .pem - Privacy-Enhanced Mail, è un certificato codificato con Base64, racchiuso tra "-----BEGIN CERTIFICATE-----" e "-----END CERTIFICATE-----"; .cer, .crt, .der - certificato codificato con DER, a volte sequenze di certificati; .p7b, .p7c – struttura SignedData PKCS#7 senza dati, solo il/i certificato/i o la/le CRL (Certificate revocation list); .pfx, .P12 - PKCS#12, può contenere certificati e chiavi pubbliche e private (protette da password);
PKCS #7 è uno standard per la firma o la crittazione (viene chiamata "imbustamento", "incapsulazione", "enveloping" in inglese) dei dati. Poiché è necessario un certificato per verificare i dati firmati, è possibile includerli in una struttura SignedData. Un file .p7c non è altro che una struttura SignedData "degenere" (senza dati firmati).
PKCS #12 è nato dallo standard PFX (Personal inFormation eXchange) ed è usato per scambiarsi oggetti pubblici e privati all'interno dello stesso file.
Un file .pem può essere utilizzato oltre che per i certificati anche per le chiavi private, racchiusi tra le apposite linee BEGIN/END.
Modalità di richiesta di un certificato Una persona/entità può richiedere di certificare la propria chiave pubblica inviando un Certificate Signing Request (CSR) a una Certification Authority (CA). Per prima cosa si genera una coppia di chiavi (privata/pubblica). La chiave privata viene tenuta segreta e viene utilizzata per firmare il CSR. La richiesta contiene tutte le informazioni necessarie per validare l'identità del richiedente, oltre alla chiave pubblica. In seguito alle verifiche il certificato viene firmato digitalmente dalla CA per evitare ulteriori modifiche. A questo punto la CA pubblica il certificato affinché altri lo possano trovare.
Esistono differenti tipi di entità definite in X.509: Certification Authority (CA): emette certificati, genera CRL, genera la coppia chiave Pb e Pr, conferma che ogni utente che richiede l'emissione del proprio certificato è in possesso della corrispondente chiave privata, verifica l'unicità della chiave Pb. Local Registration Authorities: alcune CA richiedono la presenza fisica dell'utente finale e quindi una LRA gioca il ruolo di intermediario, che risolve questo problema. Root Authority: è l'autorità che è in carica per approvare la politica di certificazione globale. Usata solitamente per certificare altre CA, non utenti. Policy certification Authority: permette di creare, per alcuni gruppi di utenti, estensioni di politiche di certificazione stabilite originalmente. L'utente finale: genera e verifica documenti firmati
Modalità di revoca di un certificato Lo standard X.509 definisce il formato e la semantica delle certificate revocation list (CRL), liste di revoca di certificati, per le PKI. Ogni oggetto della Certificate Revocation List include il numero seriale del certificato revocato e la data di revoca. Anche i file delle CRL sono firmate dalla Certificate Authority per prevenire manomissioni. Possono essere aggiunte informazioni opzionali come un limite temporale se la revoca si applica solo per un periodo di tempo o la ragione della revoca.
Il problema con le CRL, come con tutte le blacklist, è la difficoltà di manutenerle e sono un modo inefficiente di distribuire informazioni critiche in sistema real-time. Tutto dipende dalla frequenza di aggiornamento delle CRL, anche se ad esempio sono aggiornate ogni ora, un certificato revocato potrebbe ancora essere accettato. Inoltre se una CRL non è disponibile, qualsiasi servizio si basi su questa non è utilizzabile.
Il protocollo Online Certificate Status Protocol (OCSP) è un'alternativa alle CRL, questo manda il certificato alle CA per essere verificato direttamente da loro, modalità utilizzata dai browser. Utilizzando meno traffico dati per effettuare la verifica.
Catena di certificati Un servizio che utilizza i certificati X.509, richiede la conoscenza di una chiave pubblica, prima di usare il certificato che la contiene questo deve essere validato. Se il servizio non ha già una copia valida della chiave pubblica del CA che ha firmato il certificato, il nome della CA, e le relative informazioni (come il periodo di validità), si ha bisogno di ulteriori certificati per ottenere quella chiave pubblica. In generale, si ha bisogno di una lista di certificati, incluso il certificato del proprietario della chiave pubblica (end-entity certificate) firmato da una CA, seguito da uno o più certificati di CA firmati da altre CA. Queste catene di certificati (chiamate anche certification paths) sono necessarie poiché i software di solito sono inizializzati con un limitato numero di chiavi pubbliche di CA verificate.
Una catena di certificati ha le seguenti proprietà:
L'entità emittente di ogni certificato deve combaciare con il richiedente del certificato successivo nella lista. Ad eccezione dell'ultimo, di solito auto firmato. Ogni certificato deve essere firmato dalla chiave privata corrispondente al successivo certificato nella catena. Perciò la firma di un certificato può essere verificata utilizzando la chiave pubblica contenuta nel certificato successivo. L'ultimo certifica nella lista è il root certificate, chiamato anche trust anchor: certificato intrinsecamente fidato.