Zertifikate der LUH-CA

Mail-Programme: Einbinden und Verwenden von Nutzerzertifikaten

• AppleMail
  Voraussetzung für das Signieren und Verschlüsseln von Mails in AppleMail ist das Importieren der Zertifikatsdatei in die Schlüsselbundverwaltung von macOS. Dazu wird die Schlüsselbundverwaltung geöffnet und über "Ablage" > "Objekte importieren" die Zertifikatsdatei ausgewählt. Das Zertifikat sollte nun in der Kategorie "Meine Zertifikate" angezeigt werden.

  Mail verfassen

  Erhalt einer signierten / verschlüsselten E-Mail
  

  Prüfen einer Signatur einer empfangenen E-Mail

• Mozilla Thunderbird
  Die Anleitung wurde mit Mozilla Thunderbird 78.11.0 erstellt.
  

• Outlook
  Probleme / Troubleshooting

  Nach der Installation des User-Zertifikats in Outlook können ggf. Probleme mit dem Versenden von "leeren E-Mails" entstehen. Bitte beachten Sie dazu die Hinweise des Mail-Teams.

• Web-Mailer (Sogo, …)
  Nutzerinnen und Nutzer dürfen den geheimen Schlüssel oder ein digitales Zertifikat, das den geheimen Schlüssel enthält, nicht auf Webmail-Angebote hochladen.

  In Sogo-Webmail lässt sich diese Funktionalität leider nicht abstellen, eine Nutzung ist jedoch nicht zulässig.

  Siehe auch §5 Sicherheit der E-Mail-Richtlinie.

Zertifikate der DFN-PKI

• Zertifikat-Signierungsanfrage (CSR) erstellen
  Wir verwenden die luh-ca.cnf.

  Für zusätzliche Namen (Subject Alternate Names) im Zertifikat die luh-ca.cnf anpassen:

  cp luh-ca.cnf luh-ca.my
  

  Anschließend die Änderungen einbringen:

  $ diff luh-ca.cnf luh-ca.my
  74c74
  < # subjectAltName = @alt_names
  ---
  >  subjectAltName = @alt_names
  82,83c82,83
  < DNS.1 = example1.example.uni-hannover.de
  < DNS.2 = example2.example.uni-hannover.de
  ---
  > DNS.1 = example1.luis.uni-hannover.de
  > DNS.2 = example2.luis.uni-hannover.de
  

  Erstellen des CSR, die grundlegend erforderlichen Angaben (inkl. des Common Names) werden nach Ausführen des Befehls erfragt:

  $ openssl req -config luh-ca.cnf -new -keyout server-key.pem -out server-req.pem
  Generating a RSA private key
  ..........................................................................................................................+++++
  ........................+++++
  writing new private key to 'server-key.pem'
  Enter PEM pass phrase:
  Verifying - Enter PEM pass phrase:
  -----
  You are about to be asked to enter information that will be incorporated
  into your certificate request.
  What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
  There are quite a few fields but you can leave some blank
  For some fields there will be a default value,
  If you enter '.', the field will be left blank.
  -----
  Country Name (=DE) [DE]:
  State or Province Name (=Niedersachsen) [Niedersachsen]:
  Locality Name (=Hannover) [Hannover]:
  Organization Name (=Leibniz Universitaet Hannover) [Leibniz Universitaet Hannover]:
  Common Name (Servername FQDN) []:example.luis.uni-hannover.de
  

  Überprüfen eines CSR:

  $ openssl req -text -noout -verify -in server-req.pem -inform PEM
  verify OK
  Certificate Request:
      Data:
          Version: 1 (0x0)
          Subject: C = DE, ST = Niedersachsen, L = Hannover, O = Leibniz Universitaet Hannover, CN = example.luis.uni-hannover.de
          Subject Public Key Info:
              Public Key Algorithm: rsaEncryption
                  RSA Public-Key: (2048 bit)
                  Modulus:
                      00:c9:71:f7:b5:7b:ac:33:5b:ad:96:71:d7:2a:21:
  […]
                      97:9f
                  Exponent: 65537 (0x10001)
          Attributes:
          Requested Extensions:
              X509v3 Basic Constraints: 
                  CA:FALSE
              X509v3 Key Usage: 
                  Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment
      Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
           76:a6:ca:1e:76:35:f9:3d:5b:e0:7f:a6:66:bc:41:ce:85:99:
  […]
           79:10:de:37
  

• Verzeichnisdienst DFN-PKI (LDAP)
  Die DFN-PKI bietet einen öffentlichen Verzeichnisdienst (LDAP-Server) an, in der die vom Inhaber zur Veröffentlichung freigegebenen Nutzerzertifikate im Sicherheitsniveau Global zu finden sind (siehe auch DFN-PKI-FAQ).

  • Hostname: ldap.pca.dfn.de
  • Port: 636 mit TLS/SSL
  • Basis-DN: o=DFN-Verein, c=DE

  Das LDAP-Verzeichnis kann in E-Mail-Clients eingebunden werden.

• Mozilla Thunderbird: Einbinden LDAP-Verzeichnis
  Die Anleitung wurde mit Mozilla Thunderbird 78.11.0 erstellt.

Zertifikatskonvertierungen

• Datei-Endungen
  Dateiendungen bei Zertifikaten sind nicht vorgegeben und spezifizieren nur die Kodierung. Ob es sich dabei um ein Zertifikat, eine Zertifikatsanfrage, oder ein Schlüssel handelt, muss man über den Dateinamen zu erkennen geben.

• DER / CRT
  Zertifikate:

  $ openssl x509 -in server-cert.der -inform DER -out server-cert.pem -outform PEM
  

  RSA-Schlüssel:

  $ openssl rsa -in server-key.der -inform DER -out server-key.pem -outform PEM
  

• PEM
  Zertifikate:

  $ openssl x509 -in server-cert.der -inform PEM -out server-cert.pem -outform DER
  

  RSA-Schlüssel:

  $ openssl rsa -in server-key.der -inform PEM -out server-key.pem -outform DER
  

• PKCS12
  PKCS12 ist ein Containerformat welches Zertifikate und Schlüssel beinhalten kann. Zum Trennen in die Bestandteile:

  Client-Zertifikat extrahieren:

  $ openssl pkcs12 -clcerts -nokeys -in test-client1-ca-2019.p12 -out test-client1-ca-2019-cert.pem
  Enter Import Password:

  $ head -n 8 tests/conf/test-client1-ca-2019-cert.pem
  Bag Attributes
  localKeyID: 55 84 55 EC 44 16 9E B8 05 AE 9B EB C7 BB 55 D5 B2 AC A6 C1
  subject=C = DE, O = Testinstallation Eins CA, CN = PN: Teilnehmerservice Test RAID 60

  issuer=C = DE, O = Test, CN = Test Client 1 Issuing CA

  -----BEGIN CERTIFICATE-----
  MIIFJjCCBA6gAwIBAgIMIX3zIme/leh2t+pTMA0GCSqGSIb3DQEBCwUAMD8xCzAJ
  

  Zertifikatskette extrahieren:

  $ openssl pkcs12 -cacerts -nokeys -in test-client1-ca-2019.p12 -out test-client1-ca-2019-chain.pem
  Enter Import Password:

  $ grep "subject" tests/conf/test-client1-ca-2019-chain.pem
  subject=C = DE, O = Test, CN = Test Client 1 Issuing CA
  subject=C = DE, O = Test, CN = Test Intermediate CA
  subject=C = DE, O = Test, CN = Test Root CA
  

  Der Schlüssel ist mit einem Kennwort geschützt, welches in einem zusätzlichen Schritt entfernt werden kann:

  $ openssl pkcs12 -nocerts -in test-client1-ca-2019.p12 -out test-client1-ca-2019-key.pem
  Enter Import Password:
  Enter PEM pass phrase:
  Verifying - Enter PEM pass phrase:

  $ head -n 5 test-client1-ca-2019-key.peme
  Bag Attributes
      localKeyID: 55 84 55 EC 44 16 9E B8 05 AE 9B EB C7 BB 55 D5 B2 AC A6 C1
  Key Attributes: <No Attributes>
  -----BEGIN ENCRYPTED PRIVATE KEY-----
  MIIFHDBOBgkqhkiG9w0BBQ0wQTApBgkqhkiG9w0BBQwwHAQIFa7SsLOW2rMCAggA
  

• RSA
  Schlüssel-Kennwortschutz entfernen:

  $ openssl rsa -in test-client1-ca-2019-key.peme -out test-client1-ca-2019-key.pem
  Enter pass phrase for test-client1-ca-2019-key.peme:
  writing RSA key

  $ head -n 2 tests/conf/test-client1-ca-2019-key.pem
  -----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
  MIIEowIBAAKCAQEAzchh+cIkhmx9cQHg+CcqKPo6/8OYi7wmL+japhJQ6CKtZCcO
  

• X.509
  Zertifikatsinformationen anzeigen:

  $ openssl x509 -in server-cert.pem -inform PEM -text
  Certificate:
      Data:
          Version: 3 (0x2)
          Serial Number:
              23:3e:03:59:e4:c7:55:e7:28:59:42:2b
          Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
          Issuer: C = DE, O = Verein zur Foerderung eines Deutschen Forschungsnetzes e. V., OU = DFN-PKI, CN =
  DFN-Verein Global Issuing CA
          Validity
              Not Before: Jul 27 07:44:11 2020 GMT
              Not After : Oct 29 07:44:11 2022 GMT
          Subject: C = DE, ST = Niedersachsen, L = Hannover, O = Leibniz Universitaet Hannover, OU = Leibniz
  Universitaet Hannover IT Services, CN = www.luis.uni-hannover.de
          Subject Public Key Info:
              Public Key Algorithm: rsaEncryption
                  RSA Public-Key: (2048 bit)
                  Modulus:
                      00:ce:e3:a1:c4:f1:e5:71:02:6a:3e:15:5b:2b:c3:
  ...
                      24:23
                  Exponent: 65537 (0x10001)
          X509v3 extensions:
              X509v3 Certificate Policies:
                  Policy: 2.23.140.1.2.2
                  Policy: 1.3.6.1.4.1.22177.300.30
                  Policy: 1.3.6.1.4.1.22177.300.1.1.4
                  Policy: 1.3.6.1.4.1.22177.300.1.1.4.7
                  Policy: 1.3.6.1.4.1.22177.300.2.1.4.7
          X509v3 Basic Constraints:
              CA:FALSE
          X509v3 Key Usage: critical
              Digital Signature, Key Encipherment
          X509v3 Extended Key Usage:
              TLS Web Server Authentication
          X509v3 Subject Key Identifier:
              AF:7E:23:0B:1B:8F:BC:95:B9:15:50:7F:23:78:9F:F0:00:6C:9B:7F
          X509v3 Authority Key Identifier:
              keyid:6B:3A:98:8B:F9:F2:53:89:DA:E0:AD:B2:32:1E:09:1F:E8:AA:3B:74

          X509v3 Subject Alternative Name:
              DNS:www.luis.uni-hannover.de, DNS:luis.uni-hannover.de, DNS:www.rrzn.uni-hannover.de,
  DNS:rrzn.uni-hannover.de, DNS:www.rrzn-handbuecher.de, DNS:rrzn-handbuecher.de
          X509v3 CRL Distribution Points:

              Full Name:
                  <link http: cdp1.pca.dfn.de dfn-ca-global-g2 pub crl cacrl.crl>URI:http://cdp1.pca.dfn.de/dfn-ca-global-g2/pub/crl/cacrl.crl

              Full Name:
                  <link http: cdp2.pca.dfn.de dfn-ca-global-g2 pub crl cacrl.crl>URI:http://cdp2.pca.dfn.de/dfn-ca-global-g2/pub/crl/cacrl.crl

          Authority Information Access:
              OCSP - URI:http://ocsp.pca.dfn.de/OCSP-Server/OCSP
              CA Issuers - URI:http://cdp1.pca.dfn.de/dfn-ca-global-g2/pub/cacert/cacert.crt
              CA Issuers - URI:http://cdp2.pca.dfn.de/dfn-ca-global-g2/pub/cacert/cacert.crt
          

          CT Precertificate SCTs:
              Signed Certificate Timestamp:
                  Version    : v1 (0x0)
                  Log ID     : 46:A5:55:EB:75:FA:91:20:30:B5:A2:89:69:F4:F3:7D:
                               11:2C:41:74:BE:FD:49:B8:85:AB:F2:FC:70:FE:6D:47
                  Timestamp  : Jul 27 07:44:14.364 2020 GMT
                  Extensions : none
                  Signature  : ecdsa-with-SHA256
                               30:46:02:21:00:8E:8B:B7:1B:06:72:82:92:5E:6E:8C:
                               98:18:3E:F2:28:6D:9F:84:68:95:2E:AF:BD:EB:AE:1E:
                               A1:07:28:20:C1:02:21:00:AB:88:B3:F4:3A:84:F5:45:
                               AA:23:A4:20:D4:9A:3C:13:BE:13:A7:AC:39:13:46:E5:
                               65:BA:E0:31:88:03:6C:E4
  ...
      Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
          74:f5:68:24:28:a6:67:86:b6:52:b1:4d:f4:15:ca:8f:33:e7:
  ...
          24:ab:8a:ab
  -----BEGIN CERTIFICATE-----
  

Dienste-Konfiguration

• Bereitstellen der Notwendigkeiten (Beispiel: Debian)
  Das Zertifikat, der private Schlüssel und die Zertifikatskette müssen auf dem System an der richtigen Stelle eingebracht werden. Dies wird hier beispielhaft für ein "Debian Buster"-System getan.

  Auf dem Server den (temporären) Zielordner vorbereiten:

  $ mkdir /home/<user>/certs

  Zertifikat und Schlüssel per scp auf das System kopieren (falls noch nicht geschehen):

  $ scp server-key.pem server-cert.pem <user>@<zielhost>:/home/<user>/certs/.

  Damit der private Schlüssel ohne Passwortabfrage von den Applikationen gelesen werden kann, erstellen wir eine Kopie des Schlüssels ohne Passwortschutz:

  $ cd /home/<user>/certs

  $ openssl rsa -in server-key.pem -out server-key_nopass.pem

  Auf dem Server werden das Zertifikat und der Schlüssel an die richtige Stelle verschoben und die Zugriffsrechte angepasst:

  $ cp /home/<user>/certs/server-cert.pem /etc/ssl/certs/.

  $ cp /home/<user>/certs/server-key_nopass.pem /etc/ssl/private/.

  $ chown root:root /etc/ssl/certs/server-cert.pem /etc/ssl/private/server-key_nopass.pem

  $ chmod 0644 /etc/ssl/certs/server-cert.pem

  $ chmod 0600/etc/ssl/private/server-key_nopass.pem

  Damit die Zertifikatskette bis zum Zertifikat vollständig ist, muss diese auf dem System abgespeichert werden:

  $ cd /etc/ssl/certs

  $ wget -O dfnglobal2-chain.pem pki.pca.dfn.de/dfn-ca-global-g2/pub/cacert/chain.txt

  Entfernen der temporären Dateien:

  $ rm -r /home/<user>/certs/

  Soll der Schlüssel (und Zertifikat) im Home-Verzeichnis nicht entfernt werden und auch außerhalb von /etc/ssl aufbewahrt werden, müssen auch hier dementsprechende Zugriffsrechte gesetzt werden (insbesondere für die _nopass-Datei, da diese nicht mehr durch ein Passwort geschützt ist):

  $ chown root:root /home/<user>/certs/server-key.pem /home/<user>/certs/server-key_nopass.pem /home/<user>/certs/server-cert.pem

  $ chmod 0644 /home/<user>/certs/server-cert.pem

  $ chmod 0600 /home/<user>/certs/server-key.pem /home/<user>/certs/server-key_nopass.pem

  Das Zertifikat und der private Schlüssel sind nun auf dem Server hinterlegt und können im nächsten Schritt von den jeweiligen Applikationen verwendet werden (Im nächsten Drop-Down-Menü am Beispiel von Apache2).

• Apache2 HTTP Server
  In der entsprechenden .conf-Datei von Apache werden folgende Einträge vorgenommen (Setzt die Installation der Zertifikate/Schlüssel voraus, wie im Dropdown-Menü "Bereitstellen der Notwendigkeiten (Beispiel: Debian) beschrieben):

  SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/server-cert.pem
  SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/server-key_nopass.pem
  

  Ein Neustart des Apache2-Dienstes ist ggf. notwendig:

  $ systemctl restart apache2
  

  Der Status des Apache2-Dienstes kann wie folgt eingesehen werden:

  $ systemctl status apache2
  

  Für die Fehlersuche kann der vollständige Log des Apache2-Dienstes hilfreich sein:

  $ journalctl -u apache2
  

  Für die sichere Konfiguration von SSL für Apache2 sind weitere Konfigurations-Schritte notwendig. Diese finden Sie hier.

  SSL Configuration Generator - Apache Webserver
• Andere Dienste
  Der SSL Configuration Generator generiert abhängig von der eingesetzten Version die notwendigen Konfigurationsdirektiven für unterschiedliche Dienste.

  SSL Configuration Generator

• Wie signiere ich meine Mails? Was bedeutet das überhaupt?
  Mit der kryptographischen Signatur stellt der Absender einer Mail Informationen zur Verfügung, die Empfängern die Verifikation seiner Identität ermöglichen. Es reicht aus, dass der Versender ein Nutzerzertifikat hat.

  Weitere Informationen und Anleitungen zur Verwendung finden sich auf der Seite Sichere E-Mail.

• Was ist der Unterschied zwischen signierter und verschlüsselter E-Mail?
  Mit der kryptographischen Signatur stellt der Absender einer Mail Informationen zur Verfügung, die Empfängern die Verifikation seiner Identität ermöglichen. Es reicht aus, dass der Versender ein Nutzerzertifikat hat.

  Mit der Verschlüsselung stellt der Absender einer Mail sicher, dass diese nur vom Empfänger gelesen werden kann. Sender und Empfänger müssen ein Nutzerzertifikat haben

  Weitere Informationen finden sich auf der Seite Sichere E-Mail.

• Was ist ein Zertifikat?
  Ein digitales Zertifikat ist ein Datensatz, dessen Authentizität und Integrität durch kryptografische Verfahren geprüft werden kann. Es entspricht einem digitalen Ausweisdokument, welches ein Schlüsselpaar bestehend aus einen öffentlichen und einem privaten Schlüssel eindeutig einer Person oder einem Server zuordnet. Eine Zertifizierungsstelle beglaubigt diese Zuordnung. Zertifikate werden eingesetzt um die Sicherheit von Daten zu gewährleisten (Verschlüsselung) oder die Identität des Kommunikationspartners (Server-Authentifizierung, Mail-Signatur) eindeutig bestätigen zu können.

  Eine Person oder ein Server identifiziert sich durch den Besitz des privaten Schlüssels, der zu dem im Zertifikat beglaubigten öffentlichen Schlüssel passt.Der private Schlüssel eines Zertifikates verbleibt beim Besitzer des Zertifikates, er muss gut geschützt werden und darf nicht öffentlich werden. Geht der private Schlüssel verloren oder wird kompromittiert, muss das Zertifikat gesperrt werden.

  Der öffentliche Schlüssel eines Zertifikates muss den Kommunikationspartnern bekannt gemacht werden, damit diese anhand des Schlüssels überprüfen können, ob das Gegenüber tatsächlich im Besitz des geheimen Schlüssels ist. Der öffentliche Schlüssel von A wird vom Kommunikationspartner B genutzt, um die Authentizität der Signatur von A zu prüfen oder um Daten für B zu verschlüsseln.

  Ein Zertifikat enthält neben der Zuordnung des Schlüsselpaares zum Besitzer noch weitere Informationen wie z.B. Gültigkeitsdaten, die ausstellende Zertifizierungsstelle, Einsatz-Zweck des Zertifikates (Mailverschlüsselung, Signatur, Authentifizierung, ...)

  Nutzerzertifikate sind personenbezogene Zertifikate. Diese Zertifikate können in Mailprogrammen zum Signieren und Verschlüsseln von E-Mails eingesetzt werden. Durch die digitale Signatur einer E-Mail können die Empfänger sicher sein, dass die absendende Person auch tatsächlich diejenige ist, als die sie sich ausgibt.

  Serverzertifikate dienen der Identifizierung des Servers. Durch sie lässt sich für die Klienten sicherstellen, wirklich mit dem Server verbunden zu sein dessen Adresse angewählt wurde. Nur nur der "echte" Server kann das korrekte Zertifikat präsentieren.

• Was ist ein Wurzelzertifikat?
  Jedes Zertifikat enthält die Signatur der Zertifizierungsstelle, die dieses Zertifikat ausgestellt hat. Dadurch kann die Kette aller beteiligten Zertifikaten verfolgt werden, bis hin zu einem Wurzelzertifikat, dem vertraut wird.

  Wurzelzertifikate werden von sicheren Trust-Centern ausgestellt, die sich durch sehr hohe Sicherheitsstandards auszeichnen und die regelmäßigen Qualitätskontrollen unterzogen werden. Die meisten Browser, Mailprogramme und viele andere Anwendungsprogramme bringen schon bei Installation eine Vielzahl integrierter vertrauenswürdiger Wurzelzertifikate mit. Auch die Zertifikate der DFN-PKi im Sicherheitsniveau global sind über das bereits vorintegrierte Wurzelzertifikat der T-Systems Business-Services in dieser vertrauenswürdigen Zertifikatskette mit einbezogen.

• Wo erhalte ich mehr Informationen über verwendete Zertifikate?
  In Browsern (Firefox, Chrome, …) wird in der URL-Leiste eine gesicherte verschlüsselte Verbindung i.d.R. mit einem Schloss-Symbol angezeigt. Durch Klicken auf das Schloss-Symbol können weitere Informationen zum Zertifikat angezeigt werden.

  In Mailprogrammen wird z.B. beim Erhalt einer signierten und/oder verschlüsselten Nachricht ein (Brief-)Siegel-Symbol angezeigt. Durch Klicken auf das (Brief-)Siegel-Symbol können weitere Informationen zum Zertifikat angezeigt werden.

• Was mache ich bei Zertifikatswarnungen im Browser?
  Zertifikatswarnungen Ihres Browsers sollten Sie ernst nehmen und die Webseite vor der gewarnt wird gegebenenfalls lieber nicht besuchen. Bei Fragen und Unsicherheiten zu diesem Thema wenden Sie sich gerne an die RA im LUIS.

  Typische Warnmeldungen könnten sein:

  • Das Zertifikat ist abgelaufen

  • Das Zertifikat wurde widerrufen

  • Das Zertifikat wurde für einen ganz anderen Server ausgestellt

  • Das Zertifikat ist selbst-signiert, d.h. der Besitzer des Zertifikats hat dieses selbst unterschrieben. Solche selbst-signierten Zertifikate sollten nur für Testzwecke, aber nicht für öffentliche Server eingesetzt werden.

  • Der Browser oder das Mailprogramm kennen die Zertifizierungsinstanz (Certification Authority, CA) nicht, die das Zertifikat ausgestellt hat. Das kann daran liegen, dass das Wurzelzertifikat oder eines der Zwischenzertifikate fehlen. Die Zertifikatskette muss vollständig sein und bei einem Wurzelzertifikat enden, dem vertraut wird. Fehlt in der Kette ein Zertifikat, kann keine vollständige Verifizierung stattfinden.

• Was ist eine CA? Was sind ihre Aufgaben?
  Die Zertifizierungsstelle (CA) arbeitet als vertrauenswürdige Instanz, die eine eindeutige, zweifelsfreie Zuordnung zwischen einem Schlüsselpaar (öffentlicher und privater Schlüssel) und einer Person oder einem Rechner herstellt.

• Was ist ein Fingerprint?
  Der Fingerprint ist eine eindeutige Zahl, die einem Zertifikat zugeordnet ist. Die Zahl selbst ist nicht Teil des Zertifikates, sondern lässt sich aus dem Inhalt berechnen (Hash-Verfahren). Selbst, wenn sich der Inhalt des Zertifikates nur um ein Zeichen ändert, erhält man eine andere Zahl. Daher benutzt man den Fingerabdruck zur Überprüfung von Zertifikaten. So können Sie z.B. die auf den Webseiten der DFN-PKI veröffentlichten Fingerprints mit denen des in Ihrem Browser geladenen DFN-Root-Zertifikates vergleichen. Halten Sie den ganzen Internet-Verkehr für unsicher, dann können Sie sich natürlich auch telefonisch den Fingerprint durchgeben lassen.