PKCS12

• С использованием открытого ключа
  Информация шифруется с помощью открытого ключа платформы получателя, шифр открыт вместе с соответствующим ключом. Закрытый ключ находится на платформе получателя и используется для просмотра конфиденциальных данных, содержащихся в сообщении. Пересылка открытого ключа при этом называется TPDestEncK.
• С использованием пароля
  Информация шифруется симметричным ключом, получаемым из имени пользователя и его пароля, так же как и в стандарте PKCS5.

• С использованием открытого ключа
  Честность обеспечивается с помощью ЭЦП, получаемой использованием закрытого ключа платформы источника. Проверка производится путём использования на платформе получателе открытого ключа. Закрытый ключ находится на платформе источнике и используется до подписи персональной информации. Пересылка открытого ключа при этом называется TPSrcSigK.
• С использованием пароля
  Честность гарантируется с помощью имитовставки, получаемой из пароля. При использовании обоих: режима честности с паролем и режима конфиденциальности с паролем, пароли могут как совпадать, так и не совпадать.

Компоненты открытого ключа хранятся в незашифрованной форме. Сделано так, потому что нет достаточно веских причин для шифрования этих данных. Так как шифрование этих данных любым поточным шифром предоставляет атакующему значительно количество известного зашифрованного текста и, потому что должна быть возможность для пользователя получить доступ к его открытому ключу без запроса пароля. Информация об открытом ключе представлена в типе PublicKeyInfo:

 PublicKeyInfo ::= CHOICE {
   publicKeyInfo        SubjectPublicKeyInfo,           -- Raw public key info
   certRequest    [ 0 ] EXPLICIT PKCS10CertRequest,     -- PKCS #10 cert.req.
   certificate    [ 1 ] EXPLICIT Certificate,           -- X.509 certificate
   certChain      [ 2 ] EXPLICIT PKCS7CertChain—PKCS #7 cert.chain
 }

В этой простейшей форме открытый ключ хранится как SubjectPublicKeyInfo. Однажды, когда был сгенерирован запрос сертификации, 'сырая' информация о открытом ключе может быть заменена в соответствии с требованием и, когда ключ сертифицирован, или сертификат или, полный шифр сертификата может быть сохранён.

Компоненты закрытого ключа могут храниться как в зашифрованной так и не в зашифрованной форме. Зашифрованная форма рекомендуется пока данные не защищены другими средствами. Если данные хранятся в не зашифрованной форме, используется тип содержимого Data. Если же данные хранятся в зашифрованной форме, то используется тип EncryptedData с contentEncryptionAlgoritm — алгоритм шифрования, режим и дополнительные параметры, которые используются при генерации ключа. Содержимое или зашифрованное содержимое полей закрытого ключа (без соответствующих полей открытого ключа), который соответствуют полям открытого ключа, приведённым в PublicKeyInfo.

Например, для RSA:

 RSAPrivateKey ::= SEQUENCE {
   privateExponent    INTEGER,    -- Private exponent d
   prime1             INTEGER,    -- Prime factor p of n
   prime2             INTEGER,    -- Prime factor q of n
   exponent1          INTEGER,    -- d mod (p-1)
   exponent2          INTEGER,    -- d mod (q-1)
   coefficient        INTEGER—CRT coefficient (q^-1) mod p
 }

Для DSA и схемы Эль-Гамаля:

 DSAPrivateKey ::= SEQUENCE {
   x                  INTEGER—Private random integer
 }

Причины, по которым хранятся только поля закрытого ключа заключаются в следующем: во-первых, для того чтобы избежать избыточности (всё остальное уже содержится в PublicKeyInfo); во-вторых, для того чтобы устранить возможность тривиального восстановления значимой суммы потока ключей, использую известные открытые поля в начале ключа.

Входные параметры для хеш-функции, используемые для генерации переменных состояния:

 StateHashData ::= SEQUENCE {
   encryptionAlgorithm    AlgorithmIdentifier,
   salt                   OCTET STRING SIZE(8) OPTIONAL,
   password               UTF8String
 }

Поля типа StateHashData имеют следующие значения:
encryptionAlgorithm — алгоритм шифрования, режим и дополнительные параметры, которые нужны для генерации ключа. Реализация должна поддерживать 3DES-CBC.
salt — 64-битное случайное число. Этим значением можно пренебречь, если необходимо получить ключ, который постоянен для данного пароля.
password — пароль пользователя, представленной строкой UTF8.

Входные параметры хеш-функции, используемой для получения ключа:

 KeyHashData ::= SEQUENCE {
   state       OCTET STRING,
   password    UTF8String
 }

state — выход хеш-функции, основанной на генераторе случайных чисел.
password — пароль пользователя, представленной строкой UTF8.

Когда используется тип EncryptedData, тогда содержимое contentEncryptionAlgorithm идентифицируется следующим образом:

id-passwordBasedEncryption OBJECT IDENTIFIER ::= { iso(1) org(3) dod(6) internet(1) private(4) enterprise(1) dds(3029) cryptlib(32) 43}

Соответствующие параметры:

 PBEParameters ::= SEQUENCE {
   hashAlgorithm          AlgorithmIdentifier,
   encryptionAlgorithm    AlgorithmIdentifier,
   salt                   OCTET STRING SIZE(8),
   iterationCount         INTEGER (200...MAX_ITERATION)
 }

Поля типа PBEParameters имеют следующие значения:

hashAlgorithm — хеш-алгоритм, использующийся для обработки пароля. Реализация должна поддерживать SHA-1 и желательно поддерживать MD5 и RIPEMD-160.
encryptionAlgorithm — алгоритм, использующийся для генерации ключа и для шифрования данных. Имеет то же значение, что и в StateHashData.
slat — имеет то же значение, что и в StateHashData.
iterationCount — количество производимых хеш итераций. Для разумной безопасности рекомендуется использовать порядка 500 операций, которые занимают менее секунды на обычной рабочей станции.

Основано на статье: Creating PKCS12 Certificates

Создайте каталог (например, cert) и перейдите в него. Создайте в нём пустой файл certindex.txt Выполните команды:

 mkdir private
 mkdir certs
 echo '100001' > serial
 touch certindex.txt

В этом каталоге создаём файл конфигурации openssl.conf следующего содержимого:

 #
 # OpenSSL configuration file.
 #

 # Establish working directory.
 dir                                     = .

 [ ca ]
 default_ca                              = CA_default

 [ CA_default ]
 serial                                  = $dir/serial
 database                                = $dir/certindex.txt
 new_certs_dir                           = $dir/certs
 certificate                             = $dir/cacert.pem
 private_key                             = $dir/private/cakey.pem
 default_days                            = 365
 default_md                              = md5
 preserve                                = no
 email_in_dn                             = no
 nameopt                                 = default_ca
 certopt                                 = default_ca
 policy                                  = policy_match

 [ policy_match ]
 countryName                             = match
 stateOrProvinceName                     = match
 organizationName                        = match
 organizationalUnitName                  = optional
 commonName                              = supplied
 emailAddress                            = optional

 [ req ]
 default_bits                            = 1024                  # Size of keys
 default_keyfile                         = key.pem               # name of generated keys
 default_md                              = md5                   # message digest algorithm
 string_mask                             = nombstr               # permitted characters
 distinguished_name                      = req_distinguished_name
 req_extensions                          = v3_req

 [ req_distinguished_name ]
 # Variable name                         Prompt string
 #-------------------------        ----------------------------------
 0.organizationName                      = Organization Name (company)
 organizationalUnitName                  = Organizational Unit Name (department, division)
 emailAddress                            = Email Address
 emailAddress_max                        = 40
 localityName                            = Locality Name (city, district)
 stateOrProvinceName                     = State or Province Name (full name)
 countryName                             = Country Name (2 letter code)
 countryName_min                         = 2
 countryName_max                         = 2
 commonName                              = Common Name (hostname, IP, or your name)
 commonName_max                          = 64

 # Default values for the above, for consistency and less typing.
 # Variable name                         Value
 #------------------------         ------------------------------
 0.organizationName_default              = Company
 localityName_default                    = Moscow
 stateOrProvinceName_default             = Moscow
 countryName_default                     = RU
 emailAddress_default			  = email@domain.ru
 commonName_default			  = Common text

 [ v3_ca ]
 basicConstraints                        = CA:TRUE
 subjectKeyIdentifier                    = hash
 authorityKeyIdentifier                  = keyid:always,issuer:always

 [ v3_req ]
 basicConstraints                        = CA:FALSE
 subjectKeyIdentifier                    = hash

 openssl req -new -x509 -extensions v3_ca -keyout private/cakey.pem -out cacert.pem -days 365 -config ./openssl.conf

При запросе пароля указывайте пароль не менее 4 символов. На все остальные запросы можно нажать Enter.

Сначала зададим имя для файлов сертификата пользователя. Так как их может быть много, задание через переменную среды окружения позволит повторять этот шаг очень быстро для каждого пользователя.

 name='user'

Теперь для каждого пользователя создаём сертификат PKCS12. Выполняйте по одной команде:

 openssl req -new -nodes -out $name-req.pem -keyout private/$name-key.pem -days 365 -config ./openssl.conf

 openssl ca -out $name-cert.pem -days 365 -config ./openssl.conf -infiles $name-req.pem

 openssl pkcs12 -export -in $name-cert.pem -inkey private/$name-key.pem -certfile cacert.pem -name "description" -out $name-cert.p12

При запросе пароля указывайте пароль, заданный при создании сертификата CA. На все остальные запросы можно нажать Enter.

Готовый файл: user-cert.p12

Этот файл можно импортировать в Firefox или Thunderbird, а потом использовать в OpenOffice.org.

Предположим, что нам необходимо создать файл cert.p12. Допустим, что у нас имеются файлы с закрытым ключом prkey.pem и файл с сертификатом cert.pem. Выполнить это можно с помощью команды openssl pkcs12:

 openssl pkcs12 -export -in cert.pem -inkey prkey.pem -name "My Certificate" -out cert.p12

здесь -name это ключ, которым задается идентификатор вашего сертификата. Таким образом в нашем примере строка «My Certificate» будет отображаться в пользовательской программе. При попытке обратиться к сертификату вас вначале попросят ввести пароль к текущему закрытому ключу, а потом пароль от PKCS#12-файла (*.p12). Причем пароль от PKCS#12-файла запросят два раза.

По истечении определённого срока сертификат становится недействительным. Если это сертификат сотрудника, то, например, после его увольнения сертификат необходимо считать недействительным. Если секретный ключ сертификата стал достоянием общественности по каким-либо причинам, то его тоже необходимо внести в список недействительных сертификатов (CRL). Для управления CRL можно воспользоваться командой openssl ca.

Создание CRL:

 openssl ca -gencrl -out crl.pem

Добавление ненужных сертификатов осуществляется с помощью команды:

 openssl ca -revoke bad_cert.pem

После каждого применения revoke необходимо обновлять CRL командой

 openssl ca -gencrl

Больше информации можно узнать в мануале, использовав в терминале Linux команду man pkcs12 или по ссылке pkcs12(1).

При загрузке хранилища проверяется его целостность по дайджесту, после чего расшифровываются все цепочки сертификатов. Секретный ключ расшифровывается только по запросу с указанием конкретного алиаса, но в открытом хранилище продолжает находиться в зашифрованном состоянии. Шифрование всех цепочек сертификатов и вычисление дайджеста хранилища производятся только при сохранении хранилища в файле.

Цепочки сертификатов связываются с секретными ключами внутри хранилища по локальным идентификаторам. Локальный идентификатор — это массив байтов в формате UTF-8, образованный при добавлении нового ключа из строки "Time ", за которой следует текстовое представление даты и времени добавления элемента. При добавлении нового ключа всегда задаются также соответствующая цепочка сертификатов и пароль.

Новый секретный ключ может быть представлен для добавления в хранилище в открытой форме, либо в уже зашифрованном виде. В последнем случае пароль ключа не указывается.

В хранилище не могут одновременно содержаться ключи ГОСТ и не ГОСТ. Соответствующий внутренний тип хранилища устанавливается либо при его загрузке, либо при добавлении первого ключа. Если хранилище пустое, то тип его в этом смысле не определён.

Алиас ключевого элемента, вообще говоря, не обязателен. Если в хранилище оказался элемент без алиаса, то алиас ему назначается принудительно в виде внутреннего порядкового номера. Дело в том, что LirJSSE, как и Sun JSSE, работает с элементами хранилищ только по алиасам.

При создании элементов хранилища различными программами может несколько отличаться внутренняя структура хранения зашифрованных элементов. Из-за этого, например, одна и та же цепочка сертификатов может упаковаться в файле хранилища средствами LirSSL и LirJSSE в структуры разного размера. Стандарт это допускает, и на функциональность хранилища это не влияет.

При работе с JSSE не нужно забывать, что пароли ключевых элементов должны совпадать с паролем хранилища. Стандарт PKCS#12, вообще говоря, допускает использование различных паролей в одном хранилище, но SunJSSE и LirJSSE не поддерживают данную возможность.

По договорённости с фирмой Топ Кросс, пароль всего хранилища перед применением преобразуется в программе LirJSSE в формат UTF-16 (последние два байта — нулевые). А отдельные элементы хранилища защищаются тем же паролем, но в формате UTF-8.

В LirJSSE — расширение безопасных сокетов с поддержкой алгоритмов ГОСТ для Java приводится сравнительное описание внутренней структуры файлов хранилища PKCS#12 в формате ASN.1 для вариантов RSA и ГОСТ.