Public Key Infrastructure (PKI) und Zertifikatsmanagement

Was ist Public Key Infrastructure (PKI) und Zertifikatsmanagement?

Eine Public Key Infrastructure (PKI) ist ein organisatorisch-technisches Rahmenwerk zur Ausstellung, Pflege und Sperrung von Public-Key-Zertifikaten.

Zertifikatsmanagement steuert den zugehörigen Lebenszyklus, insbesondere Ausstellung, Verteilung, Erneuerung, Statusverwaltung, Ablauf und Sperrung. Eine PKI ist damit weder ein einzelnes Zertifikat noch lediglich asymmetrische Verschlüsselung.

Welche Bestandteile hat eine PKI?

Eine PKI umfasst Vertrauensanker und Zertifizierungsstellen sowie – abhängig vom Betriebsmodell – Registrierungsfunktionen, Repositorien, Statusdienste und Richtlinien. Die Rollen und Funktionen können auf mehrere organisatorische oder technische Komponenten verteilt sein.

Zertifikatsmanagement verwaltet Zertifikate über ihren Lebenszyklus. Schlüsselmanagement ist davon zu unterscheiden: Es schützt insbesondere private Schlüssel, die getrennte Schutzobjekte gegenüber den Zertifikaten sind.

Für wen ist eine PKI relevant?

Sie ist für Zertifizierungs- und Registrierungsstellen, Zertifikatssubjekte, Anwendungsbetreiber und vertrauende Parteien relevant, sobald Zertifikate öffentliche Schlüssel an Subjekte binden und für Authentisierung, digitale Signaturen oder Vertraulichkeit eingesetzt werden.

Die technische Aussage reicht nur bis zum akzeptierten Vertrauensanker, zur anwendbaren Zertifikatsrichtlinie und zur korrekten Validierung. Ein technisch gültiges Zertifikat ist deshalb keine universelle Identitäts- oder Berechtigungsgarantie.

Was ist vor einer vertrauensbegründenden Verwendung zu prüfen?

Vor einer vertrauensbegründenden Verwendung muss ein Zertifizierungspfad zu einem von der vertrauenden Partei akzeptierten Vertrauensanker nach den für die Anwendung geltenden Regeln validiert werden. Dabei sind der Validierungszeitpunkt, die Gültigkeitszeit, kritische Erweiterungen, Namensbeschränkungen und Zertifikatsrichtlinien auszuwerten.

Die Sperrprüfung ist gesondert zu berücksichtigen: RFC 5280 behandelt die grundlegende Pfadvalidierung und die Verarbeitung von Zertifikatsperrlisten getrennt. Eine gültige Signatur oder ein erfolgreich validierter Pfad beweist daher für sich allein keinen aktuellen Nicht-Sperrstatus. Das konkrete Verfahren richtet sich zusätzlich nach Profil, Certificate Policy und Anwendung; diese können strengere Anforderungen vorsehen.

Welche Grenzen hat die Aussage eines Zertifikats?

Eine PKI garantiert weder eine aktuelle Berechtigung noch einen kompromissfreien privaten Schlüssel. Aussagekraft und Vertrauen hängen vom Vertrauensanker, Zertifizierungspfad, Gültigkeitszeitraum, den Erweiterungen, den Richtlinien und gegebenenfalls den verfügbaren Statusinformationen ab.

Ein Zertifikat kann während seiner Gültigkeitsperiode gesperrt werden. Auch eine erfolgreiche Zertifikatsprüfung ersetzt nicht die Autorisierungsentscheidung der nutzenden Anwendung. Welche Status- oder Identitätsprüfungen erforderlich sind, hängt vom jeweiligen Profil, der Richtlinie und der Anwendung ab.

Welche Fristen oder Schwellenwerte gelten?

Es gibt keine allgemeine, technologieinhärente PKI-Frist und keinen allgemeinen Schwellenwert. Für ein einzelnes X.509-Zertifikat gilt die durch notBefore und notAfter bezeichnete Gültigkeitsperiode.

Laufzeiten, Erneuerungszeitpunkte und Sperrprozesse können sich zusätzlich aus Certificate Policy, Vertrag, Anwendungsprofil oder besonderen Vorgaben des konkreten Einsatzfelds ergeben. Solche Anforderungen dürfen nicht als allgemeine Eigenschaft jeder PKI dargestellt werden.

Wie unterscheiden sich Pfadvalidierung und Statusprüfung?

Die Pfadvalidierung prüft, ob ein Zertifizierungspfad nach den vorgegebenen Regeln zu einem akzeptierten Vertrauensanker führt. Die Statusprüfung bewertet gesondert, ob ein Zertifikat beispielsweise über eine Sperrliste als gesperrt ausgewiesen ist. Beide Prüfbereiche müssen entsprechend dem verwendeten Profil und der Anwendung eingeplant werden.

Häufige Fehlannahmen

• „Eine PKI ist ein Zertifikat.“ Eine PKI ist das organisatorisch-technische Rahmenwerk; das Zertifikat ist nur ein Bestandteil.
• „Ein gültiges Zertifikat beweist jede Identität und Berechtigung.“ Seine Aussage ist auf geprüfte Zertifikatsinformationen, Vertrauensanker, Richtlinie und Anwendungskontext begrenzt; die Anwendung muss Berechtigungen selbst entscheiden.
• „Eine korrekte Signatur bedeutet, dass das Zertifikat nicht gesperrt ist.“ Signatur- beziehungsweise Pfadprüfung und Statusprüfung sind getrennte Prüfbereiche.
• „Ein Zertifikat ist bis notAfter stets verwendbar.“ Es kann innerhalb seiner Gültigkeitsperiode gesperrt werden; zudem können Richtlinien und Anwendung weitere Grenzen setzen.
• „Zertifikat und privater Schlüssel sind dasselbe Schutzobjekt.“ Der private Schlüssel ist getrennt zu schützen und soll nur dem berechtigten Inhaber oder einer vorgesehenen geschützten Schlüsselverwaltungsfunktion zugänglich sein.

Was die Geschäftsleitung tun sollte

Die folgenden Schritte sind technische Governance-Empfehlungen und keine aus dem allgemeinen PKI-Begriff folgende Rechtspflicht:

1. Verantwortlichkeiten, Certificate Policies, Betriebsverfahren und akzeptierte Vertrauensanker festlegen und den unterstützten Anwendungen zuordnen.
2. Zertifikate, private Schlüssel, zuständige Stellen, Gültigkeitsperioden und Abhängigkeiten vollständig inventarisieren.
3. Ablauf und Zertifikatsstatus laufend überwachen sowie rechtzeitige Erneuerung und Sperrung organisieren.
4. Private Schlüssel entsprechend Schutzbedarf, Risiko und PKI-Modell schützen.
5. Prozesse für Erneuerung, Sperrung und vermutete Schlüsselkompromittierung vorsehen und testen.

Die Steuerung sollte den gesamten Schlüssel- und Zertifikatslebenszyklus abdecken. Konkrete Zeitpunkte richten sich nach Zertifikatsgültigkeiten und eigenen Richtlinien; zusätzliche Anforderungen besonderer Einsatzfelder sind gesondert zu prüfen.

Für die Geschäftsleitung

PKI ist eine betriebliche Vertrauensinfrastruktur und kein einmalig beschafftes Zertifikat. Die Geschäftsleitung sollte entscheiden, welchen Vertrauensankern, Richtlinien und Validierungsverfahren die Organisation für welche Anwendungen vertraut. Nachweisbar werden diese Entscheidungen durch klare Verantwortlichkeiten, ein aktuelles Zertifikats- und Schlüsselinventar, dokumentierte Lebenszyklusprozesse, laufende Überwachung sowie getestete Verfahren für Ablauf, Sperrung und Kompromittierung.

Quellen

• RFC 5280: Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List Profile, insbesondere Abschnitte 3 bis 6.
• NIST SP 800-32: Introduction to Public Key Technology and the Federal PKI Infrastructure, insbesondere Glossar sowie Abschnitte 1 bis 6.
• NIST SP 800-57 Part 1 Revision 5: Recommendation for Key Management, insbesondere Abschnitt 5.