Was ist die Zertifikatskette des Vertrauens?

Die Zertifikatskette ist die geordnete Abfolge von Zertifikaten, von einem Endbenutzerzertifikat über ein oder mehrere Zwischenzertifikate zurück zu einem vertrauenswürdigen Stammzertifikat, die ein Browser überprüft, bevor er dem Zertifikat einer Website vertraut.

Die Vertrauenskette verbindet ein Serverzertifikat über ein oder mehrere Zwischenzertifikate mit einem vertrauenswürdigen Stammzertifikat. Jedes Zertifikat in der Kette ist mit dem privaten Schlüssel des darüberliegenden Zertifikats signiert, und ein Browser überprüft jede Signatur bis zum Stammzertifikat, bevor er der Verbindung vertraut. Fehlt ein Glied in der Kette, ist es abgelaufen oder ungültig, lehnt der Browser das Zertifikat ab.

Wichtige Erkenntnisse

• Eine Kette besteht aus drei Ebenen: Wurzel, Zwischenebene und Serverebene. Das Root-Zertifikat verankert das Vertrauen, das Zwischenzertifikat verbindet Root und Server, und das Serverzertifikat ist das, was ein Browser tatsächlich empfängt.
• Root-Zertifikate sind das am besten geschützte Gut in der Hierarchie einer Zertifizierungsstelle. Root-Privatschlüssel werden typischerweise offline und vom Internet getrennt aufbewahrt, da eine Kompromittierung des Root-Schlüssels jedes Zertifikat untergraben würde, das die Zertifizierungsstelle jemals ausgestellt hat.
• Es gibt Zwischenzertifikate, um den Explosionsradius zu begrenzen. Wird eine Zwischenzertifizierungsstelle kompromittiert, sind nur die von ihr ausgestellten Zertifikate betroffen, nicht die gesamte Vertrauenshierarchie.
• Root-Programme, nicht einzelne Browser, entscheiden, welchen Root-Roots vertraut wird. Microsoft, Apple, Google und Mozilla betreiben jeweils ein Root-Programm mit CA/Browser Forum-Basisanforderungen, die eine Zertifizierungsstelle erfüllen muss, um aufgenommen zu werden.
• Eine gebrochene Kette versagt im geschlossenen Zustand, nicht im offenen. Fehlt in einer Zertifikatskette ein gültiger Link zurück zu einer vertrauenswürdigen Stammzertifizierungsstelle, misstraut der Browser der Website, anstatt ihr standardmäßig zu vertrauen.

Die drei Stufen einer Zertifikatskette

Jede Zertifikatskette lässt sich in drei Rollen auflösen: Stammzertifikat, Zwischenzertifikat und Serverzertifikat (oder Endbenutzerzertifikat).

Tier	Funktion / Rolle (Role) *	Typische Gültigkeit
Stammzertifikat	Selbstunterzeichneter Vertrauensanker für die gesamte Hierarchie	Bis zu 25 Jahre
Zwischenzertifikat	Vom Stammzertifikat signiert; stellt Endbenutzerzertifikate aus	Mehrere Jahre
Serverzertifikat (Endbenutzerzertifikat)	Auf der Website oder dem Server installiert, mit dem sich ein Browser verbindet	Bis zu 398 Tage heute, sinkend auf etwa 47 Tage bis 2029

Ein Browser validiert diese Zertifikatskette, indem er überprüft, ob das Ausstellerfeld jedes Zertifikats mit dem Betreff des darüber liegenden Zertifikats übereinstimmt, bis hin zu einem Stammzertifikat, das bereits im Truststore vorhanden ist.

Stammzertifizierungsstellen vs. Zwischenzertifizierungsstellen

Root- und Zwischenzertifizierungsstellen spielen in derselben Hierarchie unterschiedliche Rollen und unterliegen sehr unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen.

• Root-CAs sind selbstsigniert und befinden sich an oberster Stelle. Eine Root-CA signiert ihr eigenes Zertifikat und bleibt normalerweise offline, außer um Zwischenzertifikate zu signieren oder CRLs zu veröffentlichen.
• Zwischenzertifizierungsstellen werden von der Stammzertifizierungsstelle signiert und übernehmen die tägliche Ausstellung von Zertifizierungsnummern. Die meisten Endbenutzerzertifikate werden tatsächlich von einer Zwischenzertifizierungsstelle signiert, nicht direkt von der Stammzertifizierungsstelle.
• Ein grundlegender Kompromiss ist katastrophal; ein Kompromiss auf mittlerer Ebene ist begrenzt. Die Aufhebung eines kompromittierten Zwischenzertifikats betrifft nur die von ihm ausgestellten Zertifikate, während eine Kompromittierung des Stammzertifikats die gesamte Zertifikatskette untergräbt.
• Root-Zertifizierungsstellen werden den umfangreichsten Prüfungen unterzogen. Da die Glaubwürdigkeit des gesamten Ökosystems von der Wurzel abhängt, unterliegen Wurzel-CAs den strengsten Verifizierungs- und Compliance-Anforderungen.

Warum Root-Programme wichtig sind

Von Microsoft, Apple, Google und Mozilla ausgeführte Root-Programme legen fest, welchen Zertifizierungsstellen standardmäßig vertraut wird.

Jedes Root-Programm verlangt von Zertifizierungsstellen (CAs), dass sie die CA/Browser Forum Baseline Requirements erfüllen und regelmäßigen Audits unterzogen werden, bevor ihr Root-Zertifikat dem Truststore des Betriebssystems oder Browsers hinzugefügt wird. Aus diesem Grund wird eine Zertifikatskette, die zu einer Root-Zertifizierungsstelle außerhalb dieser Programme führt, wie beispielsweise die Root-Zertifizierungsstelle einer internen privaten CA, von öffentlichen Browsern nicht als vertrauenswürdig eingestuft, selbst wenn jede Signatur in der Kette technisch gültig ist.

Warum neue Zertifizierungsstellen Cross-Zertifikate verwenden

Eine neue Zertifizierungsstelle kann in der Regel kein Stammzertifikat ausstellen, dem Browser sofort vertrauen, daher leiht sie sich zunächst das Vertrauen einer etablierten Zertifizierungsstelle.

Eine neue Zertifizierungsstelle (CA) verknüpft ihr eigenes Zertifikat über ein Cross-Zertifikat mit dem bereits vertrauenswürdigen Stammzertifikat einer etablierten CA. Dadurch kann sie vertrauenswürdige Zertifikate ausstellen, während sie den aufwendigen Prozess der Stammzertifikatsaufnahme durchläuft. Sobald das eigene Stammzertifikat der neuen CA validiert und in die Stammzertifikatsspeicher aufgenommen wurde, kann sie vom Cross-Zertifikat auf ihr eigenes Stammzertifikat als Vertrauensanker umsteigen.

Wie Verschlüsselungsberatung hilft

CertSecure Manager verfolgt die vollständige Zertifikatskette jedes Zertifikats, das eine Organisation verwendet, und kennzeichnet fehlende Zwischenzertifikate oder Fehlkonfigurationen in der Kette, bevor diese zu Vertrauensfehlern im Browser führen. Die PKI-as-a-Service-Lösung von Encryption Consulting unterstützt zudem den Aufbau und Betrieb korrekt strukturierter Root- und Zwischenzertifizierungsstellenhierarchien. Sie basiert auf ISO/IEC 27001:2022- und SOC 2-zertifizierten Verfahren.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert, wenn in einer Zertifikatskette ein Zwischenzertifikat fehlt?

Der Browser kann den Pfad vom Serverzertifikat zurück zu einer vertrauenswürdigen Stammzertifizierungsstelle nicht validieren und behandelt das Zertifikat daher als nicht vertrauenswürdig. In der Regel wird eine Warnung angezeigt oder die Verbindung blockiert. Dies ist einer der häufigsten Fehler bei der Zertifikatskonfiguration, da das Zwischenzertifikat zusammen mit dem Serverzertifikat installiert werden muss.

Warum bleiben Root-Zertifikate offline?

Ein Root-Zertifikat bildet die Vertrauensgrundlage für alle Zertifikate, die eine Zertifizierungsstelle (CA) jemals ausgestellt hat. Wird der private Schlüssel des Root-Zertifikats kompromittiert, kann ein Angreifer vertrauenswürdige Zertifikate für beliebige Domains fälschen. Daher werden Root-CAs offline und vom Netzwerk getrennt betrieben, außer in den seltenen Fällen, in denen sie ein neues Zwischenzertifikat oder eine Sperrliste (CRL) signieren.

Worin besteht der Unterschied zwischen einem Wurzel-CA und einem Zwischen-CA?

Eine Root-Zertifizierungsstelle ist selbstsigniert und steht als oberste Vertrauensinstanz an der Spitze der Hierarchie. Eine Intermediate-Zertifizierungsstelle wird von der Root-Zertifizierungsstelle signiert und ist für die tägliche Ausstellung von Endbenutzerzertifikaten zuständig. Dadurch werden die Auswirkungen begrenzt, falls die Intermediate-Zertifizierungsstelle kompromittiert wird.

Wer entscheidet, welchen Stammzertifikaten vertraut wird?

Die von Microsoft, Apple, Google und Mozilla betriebenen Root-Zertifikatsprogramme verwalten jeweils ihre eigene Liste vertrauenswürdiger Root-Zertifikate. Eine Zertifizierungsstelle muss die CA/Browser Forum Baseline Requirements erfüllen und regelmäßige Audits bestehen, um in diese Programme aufgenommen zu werden. Dadurch werden ihre Zertifikate standardmäßig von Browsern und Betriebssystemen als vertrauenswürdig eingestuft.

Jede Zertifikatskette muss gültig bleiben

Sehen Sie CertSecure Manager in Aktion, um fehlende oder falsch konfigurierte Zertifikatsketten zu erkennen, bevor sie einen Browser-Vertrauensfehler verursachen.