Was ist Zertifikatstransparenz (CT)?

Jedes Mal, wenn Sie auf das Schloss-Symbol in Ihrem Browser klicken, vertrauen Sie darauf, dass die Website tatsächlich die ist, die sie vorgibt zu sein. Lange Zeit gab es in diesem Vertrauen eine gravierende Lücke: die fehlerhafte Ausstellung von Zertifikaten. Certificate Transparency (CT) wurde entwickelt, um dieses Problem zu beheben, und ist heute die Grundlage dafür, wie Chrome, Safari und andere moderne Browser entscheiden, ob sie einem SSL/TLS-Zertifikat vertrauen.

Dieser Artikel erklärt, was Zertifikatstransparenz ist, warum sie geschaffen wurde, wie sie funktioniert und was Ihre Organisation wissen muss, um die Anforderungen zu erfüllen und geschützt zu sein.

Was ist Zertifikatstransparenz (CT)?

Certificate Transparency ist ein offenes Framework, das ursprünglich 2013 von Google vorgeschlagen und in RFC 6962 standardisiert wurde. Es ermöglicht die öffentliche Nachvollziehbarkeit der Ausstellung von SSL/TLS-Zertifikaten . Vereinfacht gesagt beantwortet CT eine zentrale Frage: Wie können Sie sicher sein, dass eine Zertifizierungsstelle (CA) ein Zertifikat für Ihre Domain rechtmäßig und nicht irrtümlich oder durch Kompromittierung ausgestellt hat?

Vor der Einführung von CT konnte eine Zertifizierungsstelle (CA) Zertifikate für beliebige Domains ausstellen, ohne dass der Domaininhaber davon erfuhr. Ein Angreifer, dem es gelang, eine CA zu täuschen oder zu kompromittieren, konnte ein gültiges Zertifikat für google.com oder yourbank.com erhalten, dem Browser ohne Weiteres vertrauten. Der DigiNotar-Datendiebstahl von 2011 machte diese Bedrohung sehr real, als Angreifer gefälschte Zertifikate für große Domains wie Google erlangten.

Certificate Transparency löst dieses Problem, indem es vorschreibt, dass jedes öffentlich vertrauenswürdige Zertifikat in einem öffentlichen, nur erweiterbaren Protokoll gespeichert werden muss, bevor Browser ihm vertrauen. Dadurch wird die Zertifikatsausstellung von einem privaten Vorgang zu einem öffentlich nachvollziehbaren.

Warum wurde die Zertifikatstransparenz eingeführt?

Das Public-Key-Infrastruktur-Modell (PKI) basiert auf einer Vertrauenskette. Browser vertrauen einer Reihe von Stammzertifizierungsstellen (CAs). Diese CAs stellen Zertifikate für Websites aus, die von Browsern akzeptiert werden. Theoretisch funktioniert dies einwandfrei, in der Praxis hat es jedoch eine Schwachstelle geschaffen: die CAs selbst.

Der DigiNotar-Vorfall war kein Einzelfall. Die fehlerhafte Ausstellung von Zertifikaten kam über Jahre hinweg bei mehreren Zertifizierungsstellen vor – sei es durch Fahrlässigkeit, menschliches Versagen oder Sicherheitslücken. Das eigentliche Problem bestand nicht nur in der Ausstellung fehlerhafter Zertifikate an sich, sondern darin, dass niemand außerhalb der Zertifizierungsstelle davon wusste. Domaininhaber hatten keinerlei Einblick, Sicherheitsforscher keine Möglichkeit zur Überprüfung und Browser keine Möglichkeit, den Betrug rechtzeitig zu erkennen.

Die Zertifikatstransparenz schloss diese Verantwortlichkeitslücke. Durch die Pflicht zur öffentlichen Protokollierung aller Zertifikate wird jedes fälschlicherweise ausgestellte Zertifikat für Domaininhaber, Sicherheitsforscher und Browser schnell sichtbar, bevor es echten Schaden anrichten kann.

Wie Zertifikatstransparenzprotokolle funktionieren

Das Herzstück von Certificate Transparency ist das CT-Log, ein öffentlich zugängliches, nur erweiterbares Register, das jedes eingereichte Zertifikat aufzeichnet. Man kann es sich wie einen öffentlichen Notar für Internetzertifikate vorstellen. So funktioniert der Prozess:

• Zertifikatsausstellung: Eine Zertifizierungsstelle stellt ein SSL/TLS-Zertifikat für eine Domain aus. Das Zertifikat oder ein Vorzertifikat wird vor oder kurz nach der Ausstellung an ein oder mehrere CT-Logs übermittelt.
• Logbucheintrag und SCT: Der Protokollserver akzeptiert die Übermittlung und gibt einen Signed Certificate Timestamp (SCT) zurück, eine kryptografisch signierte Quittung, die beweist, dass das Zertifikat zu einem bestimmten Zeitpunkt protokolliert wurde.
• Merkle-Baumstruktur: CT-Protokolle verwenden einen Merkle-Hashbaum, um Zertifikate in einer manipulationssicheren Struktur zu speichern. Jeder Eintrag ist kryptografisch mit den vorhergehenden Einträgen verkettet, sodass jeder Versuch, einen bestehenden Eintrag zu ändern oder zu löschen, sofort erkennbar ist.
• Durchsetzung der Append-Only-Regel: Protokolle können ausschließlich angehängt werden. Zertifikate können hinzugefügt, aber niemals entfernt werden. Dies bedeutet, dass eine Zertifizierungsstelle keine Möglichkeit hat, Spuren eines fälschlicherweise ausgestellten Zertifikats stillschweigend zu vernichten.
• Öffentliche Zugänglichkeit: Die CT-Protokolle sind für alle zugänglich. Forscher, Domaininhaber und Sicherheitstools können sie abfragen, um jedes für jede Domain protokollierte Zertifikat einzusehen.

Es existieren heute mehrere CT-Protokolle, die von Google, Cloudflare, DigiCert und anderen betrieben werden. Browser führen eine Liste vertrauenswürdiger Protokolle, und nur SCTs aus diesen genehmigten Protokollen werden für die CT-Konformität berücksichtigt.

Verständnis der Zeitstempel signierter Zertifikate (SCTs)

Ein signierter Zertifikatszeitstempel (SCT) ist der kryptografische Nachweis dafür, dass ein Zertifikat an ein CT-Protokoll übermittelt wurde. Der Browser prüft diesen Zeitstempel, um zu bestätigen, dass das Zertifikat öffentlich protokolliert wurde, bevor er der Verbindung vertraut.

Ein SCT enthält drei Informationen: die Log-ID, die das ausstellende CT-Protokoll identifiziert, einen Zeitstempel, der den Zeitpunkt der Protokollierung des Zertifikats angibt, und eine digitale Signatur aus dem Protokoll, die die Echtheit des Eintrags bestätigt. SCTs können auf drei Arten an Browser übermittelt werden: direkt im Zertifikat eingebettet, über eine TLS-Erweiterung im TLS-Handshake enthalten oder durch OCSP- Stapling bereitgestellt. Die meisten modernen Zertifizierungsstellen betten SCTs direkt bei der Ausstellung ein, sodass dieser Vorgang für Serverbetreiber unsichtbar ist.

Browser benötigen üblicherweise zwei oder mehr SCTs aus unterschiedlichen, genehmigten Protokollen. Diese Redundanz gewährleistet, dass die CT-Konformität auch dann anhand der verbleibenden SCTs überprüft werden kann, wenn ein Protokoll ausfällt oder als nicht vertrauenswürdig eingestuft wird.

Warum Chrome und Safari Zertifikatstransparenz benötigen

Google Chrome führte im April 2018 die Pflicht zur Einhaltung der Zertifizierungsrichtlinien für alle öffentlich vertrauenswürdigen Zertifikate ein. Apples Safari folgte kurz darauf mit einer eigenen Richtlinie, die alle nach dem 15. Oktober 2018 ausgestellten Zertifikate umfasste. Diese Entscheidungen waren nicht willkürlich. Sie erfolgten nach jahrelangen dokumentierten Fehlern von Zertifizierungsstellen und der Erkenntnis, dass die freiwillige Einführung von Zertifizierungsrichtlinien zu langsam voranschritt.

Enthält ein Zertifikat keine gültigen SCTs aus den Browser-Vertrauensprotokollen, zeigen Chrome und Safari einen Zertifikatsfehler an. Die Website wird als nicht vertrauenswürdig eingestuft, Benutzer erhalten Warnungen, und in Unternehmensumgebungen können automatisierte Systeme die Verbindung vollständig blockieren.

Ein Zertifikat ohne gültige SCTs wird von Chrome und Safari wie ein abgelaufenes oder selbstsigniertes Zertifikat behandelt. Für Unternehmen bedeutet dies gestörte Arbeitsabläufe, Umsatzeinbußen und einen Vertrauensverlust bei den Kunden.

Die CT-Anforderungen von Chrome und Safari haben das gesamte CA-Ökosystem zur Einhaltung dieser Anforderungen gezwungen. Jede CA, die weiterhin von diesen Browsern als vertrauenswürdig eingestuft werden möchte, muss Zertifikate an CT-Protokolle übermitteln. Die Teilnahme an CT ist daher eine unabdingbare Voraussetzung für den Betrieb im PKI-Bereich. CT-Anforderungen gelten ausschließlich für öffentlich vertrauenswürdige Zertifikate. Interne Zertifikate, die von privaten CAs für die Nutzung im Intranet ausgestellt werden, sind von den Browser-CT-Anforderungen ausgenommen. Die Überwachung der internen PKI mittels CT-ähnlicher Protokollierung wird jedoch zunehmend als bewährte Sicherheitsmaßnahme empfohlen.

Wie Verschlüsselungsberatung helfen kann

Certificate Transparency (CT) ermöglicht Ihrem Unternehmen Einblick in die für Ihre Domains ausgestellten Zertifikate. Dieser Einblick ist jedoch nur dann nützlich, wenn er auch tatsächlich überwacht wird. Die meisten Sicherheitsteams verfügen weder über die Zeit noch über die notwendigen Tools, um CT-Protokolle neben ihren anderen Aufgaben aktiv zu überwachen. Genau diese Lücke schließt CertSecure Manager.

CertSecure Manager ist die Zertifikatslebenszyklusmanagement-Plattform von Encryption Consulting. Neben der Verwaltung Ihres eigenen Zertifikatsbestands bietet sie Ihrem Team die Erkennungs- und Überwachungsfunktionen, die CT wirklich nützlich machen und nicht nur eine Pflichterfüllung darstellen.

Hier wird es direkt unterstützt:

• Zertifikatserkennung in Ihrer gesamten Umgebung: CertSecure Manager scannt Ihre Infrastruktur und erstellt ein vollständiges, aktuelles Verzeichnis aller SSL/TLS-Zertifikate, die mit Ihren Domains verknüpft sind – einschließlich solcher, deren Ausstellung Ihnen möglicherweise unbekannt ist. Sollte ein nicht autorisiertes Zertifikat auftauchen, ist es wichtig, dies zu erfahren, bevor ein Angreifer es missbrauchen kann.
• Automatisierung von Ablauf und Verlängerung: Für die Einhaltung der CT-Richtlinien sind gültige SCTs aus den vom Browser als vertrauenswürdig eingestuften Protokollen erforderlich. Diese Anforderung wird bei jeder Zertifikatserneuerung zurückgesetzt. CertSecure Manager automatisiert den Erneuerungsprozess, sodass Ihre Zertifikate stets aktuell und CT-konform sind und niemals unbemerkt ablaufen.
• Prüfprotokoll und Compliance-Berichterstattung: Jedes Zertifikatsereignis – Ausstellung, Verlängerung und Widerruf – wird im CertSecure Manager protokolliert und liefert Ihnen so die Dokumentation, die Ihre Sicherheits- und Compliance-Teams bei Fragen benötigen.
• Zentralisierte Sichtbarkeit: Die Verwaltung von Zertifikaten über mehrere Domänen, Umgebungen und Teams hinweg ohne zentrale Plattform erfordert Tabellenkalkulationen und Kalendereinträge. CertSecure Manager ersetzt dies durch eine einheitliche, strukturierte Ansicht Ihrer gesamten Zertifikatsumgebung.

Die Protokolle von Zertifizierungsstellen sind öffentlich. Das bedeutet, dass die für Ihre Domains ausgestellten Zertifikate für jeden einsehbar sind, auch für Angreifer, die nach Sicherheitslücken suchen. Die richtigen Tools zur Überwachung und Verwaltung Ihrer Zertifikatslandschaft sind daher unerlässlich.

Fazit

Certificate Transparency ist eine der wenigen Sicherheitstechnologien, die ihre Versprechen tatsächlich einlöst. Sie hat die Zertifikatsausstellung von einem intransparenten Prozess in einen öffentlich überprüfbaren und manipulationssicheren Prozess verwandelt. Da Chrome und Safari die Anforderungen an Certificate Transparency durchsetzen, ist die Einhaltung dieser Anforderungen für jede Organisation, die im öffentlichen Internet aktiv ist, mittlerweile Standard.

Doch die Einhaltung von Vorschriften allein genügt nicht. Organisationen, die Cybersicherheit nur als Pflichterfüllung betrachten, verpassen deren wichtigsten Vorteil: die Möglichkeit, Protokolle auf unautorisierte Zertifikate zu überwachen und präventiv einzugreifen. In einem Umfeld, in dem Angreifer hochprofessionell agieren und Lieferkettenkompromittierungen häufig vorkommen, ist diese Frühwarnfunktion von entscheidender Bedeutung.