Certificados digitais

Esta prática de laboratório visa explorar o uso de certificados digitais X.509 no âmbito da Web.

Acesse os sites Web da lista abaixo e analise os certificados que eles oferecem ao navegador:

• https://www.itau.com.br
• https://sites.google.com
• https://listas.inf.ufrgs.br

Para cada site acessado, responda às seguintes questões:

• quem emitiu o certificado?
• qual o período de validade do certificado?
• qual a finalidade do certificado (conforme informado no campo de extensão Key Usage, se estiver presente)?
• qual a cadeia de certificação estabelecida?

O utilitário OpenSSL oferece várias funcionalidades para trabalhar com certificados SSL/TLS. Por exemplo, o comando abaixo permite visualizar a cadeia de certificação de um determinado serviço de rede:

openssl s_client -showcerts -connect www.server.com:port_number

Usando esse programa, analise a cadeia de certificação dos sites indicados no exercício anterior (sites HTTPS costumam usar a porta 443). Existem informações que não haviam sido encontradas anteriormente?

Este roteiro (adaptado deste site) compreende três “atores”: uma CA, um servidor Web e um cliente (navegador). Eles executam as seguintes ações, em sequência:

1. CA: criação dos arquivos da Autoridade Certificadora fictícia
2. Servidor: criação de um par de chaves para o serviço Web e da requisição de certificado
3. CA: assinatura do certificado do serviço Web
4. Servidor: instalação do certificado
5. Cliente: navegação e acesso ao serviço

Criar a estrutura de diretórios e arquivos usados por nossa CA fictícia (de acordo com os valores default definidos em /usr/lib/ssl/openssl.cnf):

mkdir demoCA
mkdir demoCA/newcerts
touch demoCA/index.txt
echo "01" > demoCA/serial

Gerar a chave privada e o certificado digital de nossa CA “raiz” (auto assinado), com validade (por exemplo) para 10 anos:

openssl req -new -x509 -keyout ca.key -out ca.crt -days 3650

O comando acima irá solicitar uma série de informações que serão incluídas no certificado e uma senha para a proteção da chave privada. Serão gerados dois arquivos:

• ca.key contém a chave privada de nossa CA, protegida por senha.
• ca.crt contém o respectivo certificado de chave pública auto-assinado.

O certificado é gerado em no formato PEM (Privacy Enhanced Mail). Pode-se visualizar o conteúdo do certificado recém-gerado em um formato textual usando:

openssl x509 -inform pem -in ca.crt -text

A seguir, devemos mover o certificado e a chave privada da CA para o local adequado (diretório da CA):

mv ca.crt ca.key demoCA/

Inicialmente, vamos criar um diretório para o servidor:

mkdir server

Em seguida, gerar um par de chaves pública/privada para o servidor:

openssl genrsa -aes128 -out server/server.key 2048

O conteúdo do arquivo server.key pode ser inspecionado através do seguinte comando:

openssl rsa -in server/server.key -text

A partir do par de chaves do servidor, deve ser gerada uma requisição de assinatura de certificado (Certificate Signing Request - CSR), a ser enviada à CA:

openssl req -new -key server/server.key -out server.csr

Neste caso, use localhost para o Common Name do servidor Web; em um caso real, deveria ser usado o FQDN do servidor (por exemplo, www.servidor.com.br).

O arquivo server.csr, em formato PEM, deve ser enviado à CA para ser assinado digitalmente. Esse envio pode ser feito por e-mail ou outro meio, mesmo que inseguro.

Quando a CA receber uma requisição de assinatura de certificado (arquivo server.csr), ela gera um certificado assinado usando sua chave privada (ca.key) e seu próprio certificado (ca.crt):

openssl ca -policy policy_anything -in server.csr -out server.crt -cert demoCA/ca.crt -keyfile demoCA/ca.key

O certificado do servidor assinado pela CA (server.crt) pode ser visualizado através do seguinte comando:

openssl x509 -inform pem -in server.crt -text

A CA então envia o certificado assinado por ela (server.crt) de volta para o requerente. O arquivo server.csr pode ser descartado, pois não tem mais utilidade:

rm server.csr

Os arquivos server.crt (certificado assinado pela CA) e server.key (chave privada do servidor) podem então ser instalados no servidor Web, de acordo com a configuração de cada servidor (Apache, etc).

mv server.crt server/
cd server

Neste laboratório, podemos simular um servidor Web usando o próprio comando openssl, que atende HTTPS na porta 4433, com o certificado que acabamos de gerar. Para isso, primeiro devemos concatenar o certificado e a chave privada em um só arquivo:

cat server.key server.crt > server.pem

Agora podemos lançar o servidor Web seguro:

openssl s_server -cert server.pem -www

Acesse o servidor Web seguro (https://localhost:4433) no navegador. O que aconteceu?

Para que o navegador aceite o certificado do site Web seguro, ele deve ter o certificado da entidade certificadora (CA) armazenado em sua base de certificados confiáveis.

• Inclua o certificado de nossa CA fictícia (arquivo demoCA/ca.crt) no repositório de certificados do navegador.

Agora, acesse novamente o servidor Web seguro. O que mudou?