Sicherheit in vernetzten Systemen - RRZ Universität Hamburg

KAPITEL 10. PUBLIC-KEY ZERTIFIZIERUNGEN
an die Grenze dessen, was mit einer Zertifizierungsstelle noch handhabbar ist. Schließlich müssen in
der Regel die Wege für die Nutzer der CA (Zertifikatnehmer) weiterhin ausreichend kurz gehalten
werden, so daß es ihnen noch möglich ist, die Zertifizierungsstelle (oder eine der RAs) aufzusuchen,
wenn sie sich ein Zertifikat ausstellen lassen möchten. Zudem ist oft die Nähe der CA zu denjenigen
Mitarbeitern oder Abteilungen einer Organisation gewünscht, die am sinnvollsten bestimmte
Entscheidungen im Rahmen der Zertifizierung treffen oder bestimmte Informationen bestätigen können,
so z.B. die, ob jemand tatsächlich Angehöriger der betreffenden Einrichtung ist oder wirklich
bestimmte Berechtigungen erhalten darf. Aus diesen Gründen versucht man häufig, bestehende Organisationsstrukturen
durch die Zertifizierungsinfrastruktur abzubilden. So gelangt man relativ rasch zu
Strukturen, bei denen mehrere Zertifizierungsinstanzen zusammenwirken.
Da Organisationen meist in mehrere Hierarchie-Ebenen gegliedert sind (Geschäftsleitung, Abteilungsleitungen,
Projektleiter, Mitarbeiter, ...), wird ihre Struktur oft in einer mehrstufigen Zertifizierungshierarchie
abgebildet. In ihr wirken mehrere CAs in koordinierter Weise zusammen. Dabei sind sie
in einer Baumstruktur durch Zertifizierungen miteinander vernetzt. Die Knoten des Baumes bilden
Zertifizierungsstellen, die Blätter entsprechen den Zertifikatnehmern, und die Zweige des Baumes
entsprechen den Zertifizierungen. Ganz oben steht dabei die Wurzel-Instanz (Root CA), die – meist
ausschließlich – untergeordnete CAs zertifiziert. Diese wiederum zertifizieren die Nutzer (oder/und
bei Bedarf auch weitere nachgeordnete CAs). Aufbauend auf dieser Struktur erfolgt die Verifikation
eines Zertifikates über Zwischenschritte mit Hilfe einer Kette von Zertifikaten (Vertrauenspfad, certificate
chain/chain of trust), indem mittels eines Zertifikates der Signierschlüssel verifiziert wird, mit
dem das jeweils nächste Zertifikat in einer solchen Zertifikatkette unterzeichnet wurde usw.
Eine solche streng hierarchische Struktur hat zwei wichtige Vorzüge aufzuweisen, wenn es darum
geht, den Vertrauenspfad (also einen Pfad innerhalb des Zertifizierungsbaumes) zwischen zwei Knoten
oder Blättern zu ermitteln: Die Baumstruktur stellt sicher, daß ein solcher Pfad in jedem Fall
existiert, also von jedem Teilnehmer bzw. von der Wurzelinstanz zu jedem Teilnehmer der Zertifizierungshierarchie
ein Vertrauenspfad ermittelt werden kann, und sie erleichtert die Konstruktion dieses
Pfades, da es in einem ausreichend ist, von beiden betrachteten Knoten ausgehend im Baum in Richtung
Wurzel aufzusteigen, bis man am ersten Knoten – der ersten CA – angelangt ist, der beiden
anderen übergeordnet ist. Spätestens bei der Root-CA ist dieser Punkt in einer streng hierarchischen
Zertifizierungsstruktur immer erreicht. Es sind daher keine aufwendigen Suchverfahren erforderlich,
um diesen Pfad zu ermitteln.
Eine rein hierarchische Zertifizierungsinfrastruktur weist aber auch einen nicht unerheblichen Nachteil
auf: Sie ist anfällig gegenüber Störungen, durch die eine der beteiligten CAs ausfällt. Muß aus
dem Zertifizierungsbaum ein Knoten nebst zugehöriger Kanten gelöscht werden, weil die von ihm
repräsentierte Zertifizierungsinstanz ausfällt (was durch technische Defekte, Lizenz-Entzug durch die
übergeordnete CA, Konkurs u.a. bedingt sein kann), so zerfällt der vorher zusammenhängende Baum
in isolierte, nicht mehr miteinander verbundene Teilbäume. Aus dem einen der Teilbäume existieren
dann keinerlei Zertifizierungspfade mehr zu Nutzern oder CAs im jeweils anderen Teilbaum.
10.5.3 Cross-Zertifizierung
Zu den strukturell bedingten Problemen einer streng hierarchischen Zertifizierungsinfrastruktur zählt,
wie sich erst in jüngerer Zeit herausgestellt hat, die Wurzel-Instanz. In der Theorie müßte es eine
„Welt-Wurzelinstanz“ geben, die alle anderen Top-Level-CAs einzelner PKIs zertifiziert und so die
Verbindung zwischen diesen PKIs herstellt. Es zeigt sich aber, daß eine solche Instanz aufgrund nichttechnischer
Erwägungen und Probleme nicht ohne weiteres etabliert werden kann: Die Einigung auf
154 SS 99, Seminar 18.416: Sicherheit in vernetzten Systemen