Hướng dẫn về PKI – Phần 2: Thiết kế

Hướng dẫn về PKI – Phần 2: Thiết kế
Ngu
ồn : quantrimang.com 
Martin Kiaer
Trong phần đầu tiên của loạt bài hướng dẫn về PKI này, chúng ta đã có
được một cái nhìn tổng quan về cách chuẩn bị và lên kế hoạch cho PKI của
bạn. Trong phần hai này, chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu với thêm một chút
kỹ thuật. Chúng ta sẽ xem xét một số vấn đề về thiết kế PKI. Xuyên suốt
trong toàn bộ bài này, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn cách để tránh nhữ
ng
lỗi chung nhất trong quá trình thiết kế.

Thiết kế một PKI

Khi thiết kế một PKI, có rất nhiều thứ mà bạn cần phải xem xét đến:
•
Kiến trúc của CA sẽ như thế nào (ví dụ như số lượng CA và những role gì
sẽ có)
•
Bạn muốn bảo vệ như các khóa riêng của CA như thế nào
•
Nơi nào bạn muốn tạo các điểm công bố
Chúng ta hãy xem xét sâu hơn nữa trong các vấn đề trên

Tạo kiến trúc CA có khả năng mở rộng tốt

Số lượng và các mức của CA bạn nên bổ sung cơ bản dựa vào sự bảo mật của
bạn và các yêu cầu về khả năng sẵn có. Bạn nên cố gắng tổ chức kiến trúc của
mình theo những gì cần thi
ết. Thực sự không có một kinh nghiệm tốt nhất nào
trong việc chọn bao nhiêu mức CA bạn cần, tuy vậy thật hiếm khi có ai cần đến

trên bốn mức; mặc dù vậy vẫn có một nguyên tắc mà chúng tôi đã liệt kê trong
bảng 1 dưới đây giúp bạn đi đúng hướng:
Mức CA Chú thích

- Độ bảo mật thấp
- Các yêu cầu cần thiết về bảo mật CA thấp
hơn
- Gồm một CA gốc
- Số lượng nhỏ các yêu cầu chứng chỉ

- Độ bảo mật trung bình
- Gồm một CA gốc offline và các CA cấp
dưới online
- CA gốc offline được xóa khỏi mạng
- Đưa ra các CA online trên mạng
- Có từ hai CA trở lên đưa ra với mỗi chứng
chỉ

- Độ bảo mật cao
- Gồm có CA gốc offline và chính sách
offline
- Một hoặc nhiều CA thứ cấp online
- Hợp với khu vực địa lý rộng và các tổ chức
bảo mật cao
Bảng 1: Số các mức CA cần thiết
Như một lưu ý bổ sung, bạn có thể nhớ lại từ phần 1 của loạt bài này, có một thứ
được gọi là chính sách chứng chỉ dùng để mô tả cách và ai phát hành/phân phối
các chứng chỉ đối với một chủ đề (ví dụ các chủ đề về người dùng đang tồn tại,
các máy tính, thiết bị,…). Nếu bạn đã từng có lúc nghĩ
mình cần nhiều hơn một

chính sách chứng chỉ vì sự hợp lệ, tính địa lý, tính tổ chức hoặc cách sử dụng
chứng chỉ thì cần phải định nghĩa một kiến trúc 3 mức, yêu cầu này sẽ cần đến 2
hoặc nhiều CA chính sách ở mức 2 (các CA chính sách).

Khi thực thi một PKI, bạn sẽ luôn luôn phải bắt đầu với một CA gốc, hoàn toàn
không quan trọng khi chúng ta xử lý với một kiến trúc PKI mứ
c 1, mức 2 hay
mức 3. Khi CA gốc luôn là CA gốc và thường được thực thi bởi tự nó thì bạn cần
phải bảo vệ khóa riêng của CA gốc một cách tốt nhất có thể. Điều này luôn luôn
cần phải chú ý, không quan tâm đến việc kiến trúc PKI của bạn gồm bao nhiêu
mức. Nếu kiến trúc PKI của bạn gồm có hai mức hoặc nhiều hơn thì CA gốc cần
có một số lượng tối thiểu s
ự truy cập, vì chỉ có các CA cấp thứ mới yêu cầu sự
truy cập vào CA gốc. Mặc dù vậy, khi khoảng cách từ CA gốc tăng (nghĩa là có
nhiều mức được bổ sung), các yêu cầu bảo mật sẽ giảm và sự truy cập tăng đối
với các CA cấp thứ. Đây sẽ là một hệ số quan trọng khi chúng ta bắt đầu cài đặt
các CA, thứ mà chúng tôi sẽ giới thiệu đến trong phần sau.

Các khóa riêng CA

Trước khi cài đặt một CA, bạn nên có một kế hoạch về kích thước của khóa
riêng CA sẽ là bao nhiêu và nó được bảo vệ như thế nào. Chúng ta hãy xem xét
đến kích thước khóa, điều rất quan trọng cho lý do bảo mật và khả năng tương
thích. Bảng 2 dưới đây liệt kê các kích thước khóa được khuyến khích:
CA role Kích thước khóa
Root CA
4096
Policy CA
4096
Issuing CA

2048
Bảng 2: Một số kích thước khóa CA
Thông thường, kích thước khóa 4096 được khuyến khích sử dụng để tăng độ
bảo mật, đặc biệt cho CA gốc. Mặc dù vậy, điều này có thể phát sinh các vấn đề
không tương thích, ví dụ với các sản phẩm mạng của Cisco (phụ thuộc vào
phiên bản nào Cisco IOS đang được sử dụng). Điều này là do nhiều sản phẩm
của nhóm sản xuất thứ
ba có các vấn đề trong việc quản lý kích thước khóa lớn
hơn 2048. Và khi thiết bị mạng có thể được tích hợp trong các giải pháp như
802.1x cho vấn đề hợp lệ và tính nguyên tắc thì kích thước khóa sẽ có tính chất
quan trọng. Vì vậy bạn phải bảo đảm rằng biết được thiết bị gì sẽ được sử dụng
và các hạn chế nào có thể xảy ra đối với việc quản lý chứng chỉ tr
ước khi bắt
đầu thực thi một PKI.

Khi đã định nghĩa kích thước khóa CA bạn muốn sử dụng thì chúng ta sẽ xem
xét đến cách khóa riêng của CA sẽ được bảo vệ như thế nào.

Bảo vệ khóa riêng CA

Mặc định, CA sử dụng Cryptographic Service Provider (CSP) của Microsoft và
bảo vệ khóa riêng của nó với sự trợ giúp của Data Protection API (DPAPI). Điều
này gây ra một vấn đề, do tất cả các thành viên của nhóm quản trị viên đề
u có
quyền truy cập đối với khóa riêng của CA và bất kỳ thành viên nào của nhóm
này cũng đều có thể export khóa riêng CA, có thể tạo một CA giả mạo mới và đi
kèm với nó là các chứng chỉ giả mạo. Các thách thức khác về bảo mật cũng tồn
tại như những tấn công tràn bộ đệm từ các phần mềm mã độc.

Vậy bạn nên làm gì? Bạn cần phải cân bằng các yêu cầu bảo mậ

t với chi phí và
khả năng sử dụng liên quan đến sự bảo vệ khóa riêng của CA. Trong bảng 3
dưới đây, chúng tôi đã liệt kê một số phương pháp chung nhất để bảo vệ khóa
riêng của CA. Chúng tôi sẽ để cho bạn đánh giá dưới dạng cách tốt nhất để bảo
vệ khóa riêng CA như thế nào. Hãy nhớ rằng điều này có thể là thành phần quan
trọng nhất để bảo vệ PKI củ
a bạn.
Phương pháp
bảo vệ
Điểm mạnh Điểm yếu
Lưu chứng
chỉ cục bộ
- Dễ thực thi (mặc
định)
- Chi phí thấp
- Độ bảo mật thấp
- CSP chỉ là FIPS 140-1
compliant
Chứng thực
dựa trên chip
(thẻ thông
minh hoặc
USB Token)
- Dễ thực thi
- Chi phí thấp
- FIPS 140-2
compliant
- Độ bảo mật vật lý thấp vì thẻ
thông minh có thể dễ bị mất cắp
hoặc đánh rơi.

- Yêu cầu sự hiện diện mặt vật lý
khi các dịch vụ chứng chỉ được
bắt đầu
- Yêu cầu CSP đặc biệt là cả
FIPS 140-2 compliant và các dịch
vụ h
ỗ trợ chứng chỉ Microsoft.
Các máy ảo
được mã hóa
- Dễ triển khai
- Chi phí thấp
- Không phần cứng
- Tính phụ thuộc
- FIPS 140-2
compliant
- Độ bảo mật trung bình
- Dễ bị xâm hại bằng các tấn
công analog vì máy tính ảo gồm
có ổ đĩa cứng hoặc DVD dễ bị
mất hoặc lấy trộm
Modul bảo
mật phần
cứng (HSM)
- Mức bảo mật rất
cao
- FIPS 140-2 mức 2
và 3 compliant
- Có thể là PCI
hoặc LAN
- Có thể được sử

dụng như các bộ
trợ giúp cho SSL.
- Chi phí cao (phụ thuộc vào cấu
hình)
- Yêu cầu sự cẩn trọng và lập kế
hoạch tỉ mỉ
Bảng 3: Một số phương pháp chung để bảo vệ khóa riêng CA.
Bổ sung thêm vào những phương pháp đã được liệt kê trong bảng 3, bạn cũng
muốn tăng độ bảo mật của CA bằng việc bảo đảm tất cả CA, ngoại trừ việc phát
hành các CA được giữ offline. Bằng cách này chúng sẽ xuất hiện ít trên mạng và
chỉ được kết nối vào mạng khi CRL và đã phát hành các chứng chỉ cho các CA
khi có những sự
thay đổi mới cần thiết với PKI của bạn. Hầu như, các CA gốc và
chính sách đều được tắt một cách toàn bộ, tuy nhiên điều này sẽ phụ thuộc vào
mức bảo mật vật lý của bạn tốt như thế nào và các khóa riêng của CA được bảo
vệ tốt ra sao cũng phần cứng có khả năng tin cậy như thế nào.

Nơi tạo các điểm công bố

Vùng cuối cùng mà chúng ta sẽ tập trung trước khi bắt đầu thực thi PKI là vị trí
công bố Certificate Revocation Lists (CRL) và các khóa công khai của CA. Điều
này có thể được hiểu như các điểm phân phối chứng chỉ Certificate Distribution
Points (CDP). Có các giao thức khác nhau chúng ta có thể sử dụng để định
nghĩa CDP và chúng được liệt kê dưới đây:
•
HTTP
•
LDAP (trong thế giới Microsoft thông thường có nghĩa là Active Directory)
•
FTP

•
File share (SMB)
Trong hình 1 bên dưới, chúng tôi đã minh chứng nơi công bố CRL và các khóa
công khai CA cùng với thứ tự các giao thức được khuyến cáo sử dụng với nó.
Hình 1: Thứ tự giao thức CDP được khuyến cáo
Như những gì bạn có thể thấy, giao thức chính được khuyến khích ở đây là
HTTP và cũng có lý do cho sử dụng giao thức này đó là: HTTP là một giao thức
tốt nhất cho cả các điểm công bố bên trong và ngoài. Nó rất hoàn hảo nếu bạn
bạ
n cần phải phát hành các chứng chỉ cho cả người dùng bên trong và bên