HMAC versus digitale handtekeningen: het juiste instrument voor de juiste toepassing.

Als u werkt met beveiligingssystemen, API's of gereguleerde gegevens, bent u waarschijnlijk twee termen tegengekomen: HMAC en digitale handtekeningen. Beide worden gebruikt om te controleren of een bericht niet is gewijzigd en of het van de juiste bron afkomstig is. Ze werken echter op zeer verschillende manieren, zijn gebaseerd op verschillende cryptografische principes en zijn volledig geschikt voor verschillende situaties. De verkeerde keuze kan leiden tot ernstige beveiligings- en complianceproblemen die niet altijd direct duidelijk worden totdat er iets misgaat.

HMAC, wat staat voor Hash-based Message Authentication Code, is een symmetrisch mechanisme . Het gebruikt een gedeelde geheime sleutel om een ​​code te genereren die zowel de verzender als de ontvanger kunnen verifiëren. Het is snel, lichtgewicht en zeer geschikt voor interne systemen waar beide partijen elkaar al vertrouwen. Digitale handtekeningen daarentegen gebruiken asymmetrische cryptografie , wat betekent dat er een privésleutel wordt gebruikt om te ondertekenen en een publieke sleutel om te verifiëren. Deze scheiding maakt ze geschikt voor situaties waarin vertrouwen moet worden gevestigd en bewezen aan partijen buiten de oorspronkelijke uitwisseling.

De keuze tussen beide is niet alleen technisch van aard. Het heeft directe gevolgen voor de niet-afwijzing van een overeenkomst, de naleving van regelgeving, de auditbereidheid en hoe uw systeem omgaat met verantwoording wanneer er een geschil ontstaat. Deze blog legt uit wat elk van beide doet, waarin ze verschillen en wanneer u welke moet gebruiken.

Wat zijn HMAC en digitale handtekeningen?

Zowel HMAC als digitale handtekeningen zijn typen berichtauthenticatiecodes (MAC's). Een MAC is een kort stukje informatie dat wordt gebruikt om te bevestigen dat een bericht authentiek is en niet is gemanipuleerd. De manier waarop ze dit doen, verschilt echter aanzienlijk.

HMAC, wat staat voor Hash-based Message Authentication Code, maakt gebruik van symmetrische authenticatie. Dit betekent dat zowel de verzender als de ontvanger dezelfde gedeelde geheime sleutel gebruiken. Het bericht en de sleutel worden door een hashfunctie, zoals SHA-256, gehaald om een ​​tag te genereren. Iedereen die de gedeelde geheime sleutel heeft, kan deze tag aanmaken of controleren.

Digitale handtekeningen maken gebruik van asymmetrische cryptografie, wat betekent dat er twee verschillende sleutels bij betrokken zijn: een privésleutel en een publieke sleutel. De afzender ondertekent het bericht met zijn of haar privésleutel, en iedereen met de bijbehorende publieke sleutel kan de handtekening verifiëren. De privésleutel blijft te allen tijde in het bezit van de afzender.

Simpel gezegd: HMAC is als een slot waar twee mensen een sleutel voor delen. Digitale handtekeningen zijn meer te vergelijken met een persoonlijke stempel die slechts één persoon kan zetten, maar die iedereen kan herkennen.

Hoe HMAC symmetrische berichtauthenticatie biedt

HMAC combineert het bericht met een geheime sleutel en voert deze door een hashfunctie . Dit levert een unieke tag op. Dit maakt HMAC nuttig:

• De tag kan niet worden geraden of gereconstrueerd zonder de geheime sleutel te kennen.
• Als er ook maar één teken in het bericht verandert, verandert de tag volledig.
• Een aanvaller kan geen geldige tag aanmaken zonder het gedeelde geheim.

Dit maakt HMAC zeer geschikt voor het waarborgen van data-integriteit en authenticatie in systemen waar beide partijen al over hetzelfde geheim beschikken. Het wordt veelvuldig gebruikt in API-authenticatietokens, sessiecookies en webhookverificatie.

HMAC is ook erg snel. Omdat het gebruikmaakt van symmetrische authenticatie, verwerkt het grote hoeveelheden verzoeken snel. Dit is handig voor systemen die miljoenen verzoeken per minuut verwerken.

HMAC kent echter een belangrijke beperking. Omdat beide partijen hetzelfde geheim delen, kan elk van beide de tag hebben aangemaakt. Er is geen manier om aan een derde partij te bewijzen welke partij het bericht heeft verzonden. Dit is waar non-repudiatie belangrijk wordt, en HMAC kan dit simpelweg niet bieden.

Hoe digitale handtekeningen asymmetrisch vertrouwen mogelijk maken

Digitale handtekeningen lossen een ander probleem op. Wat als je aan iemand die je nog nooit hebt ontmoet moet bewijzen dat een bericht van jou afkomstig is en niet is gewijzigd? Daarvoor zijn digitale handtekeningen precies ontwikkeld.

Het proces werkt als volgt:

• De verzender maakt een hash van het bericht.
• Die hash wordt versleuteld met de privésleutel van de afzender. Het resultaat is de digitale handtekening.
• De ontvanger decodeert de handtekening met behulp van de publieke sleutel van de afzender, maakt een eigen hash van het ontvangen bericht en vergelijkt de twee. Als ze overeenkomen, is het bericht authentiek en ongewijzigd.

Omdat alleen de eigenaar van de privésleutel de handtekening kan aanmaken, maakt deze opzet externe verificatie mogelijk zonder geheimen te delen. Public Key Cryptography maakt dit mogelijk.

Dit vormt de basis van PKI (Public Key Infrastructure) , TLS/SSL-certificaten, codeondertekening en documentauthenticatiesystemen die worden gebruikt in regelgeving zoals eIDAS of Amerikaanse federale standaarden.

HMAC versus digitale handtekeningen: een vergelijking van de kenmerken

Hieronder een vergelijking van de twee mechanismen op basis van de belangrijkste kenmerken:

• Sleutel type: HMAC gebruikt een gedeelde geheime sleutel (symmetrisch). Digitale handtekeningen gebruiken een paar publieke en private sleutels (asymmetrische cryptografie).
• authenticatie: Zowel HMAC als digitale handtekeningen bevestigen de identiteit van de afzender.
• Niet-afwijzing: HMAC biedt dit niet. Digitale handtekeningen wel.
• prestaties: HMAC is erg snel. Digitale handtekeningen zijn trager vanwege de complexiteit van asymmetrische bewerkingen.
• Sleutelbeheer: HMAC vereist alleen een gedeeld geheim, wat eenvoudig te beheren is. Digitale handtekeningen vereisen een PKI-infrastructuur.
• Verificatie door derden: HMAC kan niet door een derde partij worden geverifieerd zonder het geheim te delen. Digitale handtekeningen kunnen door iedereen worden geverifieerd met behulp van de publieke sleutel.
• Beste gebruiksscenario: HMAC is geschikt voor interne API's en sessietokens. Digitale handtekeningen zijn geschikt voor contracten, auditlogboeken en uitwisselingen tussen organisaties.

Deze twee tools concurreren niet met elkaar. Ze zijn ontworpen voor verschillende situaties. Het is belangrijk om te weten welke tool het beste bij jouw behoeften past.

Waarom niet-afwijzing digitale handtekeningen vereist

Niet-afwijzing betekent dat een afzender later niet kan ontkennen dat hij een bericht heeft verzonden. Het is een cruciale eigenschap in juridische, financiële en gereguleerde omgevingen. Zie het als de digitale versie van een getekend contract.

HMAC biedt geen ondersteuning voor niet-afwijzing. Omdat beide partijen dezelfde sleutel bezitten, kan elk van hen het label hebben gemaakt. In een geschil is er geen manier om vast te stellen welke partij het label heeft geproduceerd. Dit maakt HMAC ongeschikt wanneer verantwoording een belangrijke rol speelt.

Digitale handtekeningen bieden onweerlegbaarheid. Omdat alleen de houder van de privésleutel een geldige handtekening kan plaatsen, is een geverifieerde digitale handtekening het bewijs van wie het bericht heeft opgesteld. Dit bewijs is standvastig bij formele onderzoeken, audits en juridische procedures.

Dit is de reden waarom sectoren zoals de gezondheidszorg (HIPAA) , de financiële sector en de juridische dienstverlening digitale handtekeningen vereisen voor gevoelige documenten. Het is ook de reden waarom codeondertekening gebruikmaakt van digitale handtekeningen: een softwarepakket met een geverifieerde handtekening van een vertrouwde uitgever is veel veiliger om te installeren.

Kiezen tussen HMAC en digitale handtekeningen

De juiste keuze hangt af van uw specifieke situatie. Stel uzelf de volgende vragen:

• Hebben beide partijen al een geheim met elkaar? Indien ja, is HMAC eenvoudiger en sneller. Zo niet, of indien externe partijen het bericht moeten verifiëren, gebruik dan digitale handtekeningen.
• Is een verklaring van niet-afwijzing vereist? Als het gaat om naleving van wet- en regelgeving, juridische toetsing of audits, zijn digitale handtekeningen de juiste keuze.
• Is prestatie belangrijk? HMAC is aanzienlijk sneller. Voor interne systemen met een hoge productiecapaciteit is het doorgaans de meest praktische optie.
• Is er PKI-infrastructuur beschikbaar? Digitale handtekeningen vereisen een sleutelpaar en vaak een certificeringsinstantie (CA). Als uw organisatie dit nog niet heeft, kan HMAC een praktische oplossing voor de korte termijn zijn, maar de overstap naar PKI is de juiste richting voor de lange termijn.

Veel goed ontworpen systemen gebruiken beide: HMAC voor snelle interne API-authenticatie en digitale handtekeningen voor het ondertekenen van documenten, auditlogboeken en gegevensuitwisseling tussen organisaties. Het zijn geen alternatieven; ze vervullen verschillende functies.

Hoe encryptieconsultancy kan helpen

Digitale handtekeningen vereisen een PKI-infrastructuur om goed te functioneren, en voor veel organisaties zit daar precies de fout. Niet in het weten welke tool te gebruiken, maar in het ontbreken van de juiste basis om die tool te kunnen gebruiken. De PKI-diensten van Encryption Consulting zijn ontworpen om die kloof te overbruggen.

Of uw organisatie nu helemaal opnieuw begint of werkt met een bestaande infrastructuur die versterkt moet worden, ons team ontwerpt en implementeert PKI-infrastructuur die digitale handtekeningen, certificaatgebaseerde identiteitsverificatie en de vereisten voor niet-afwijzing ondersteunt die door gereguleerde sectoren worden gesteld.

Dit is wat onze PKI-diensten omvatten:

PKI-beoordeling: We evalueren de huidige situatie van uw organisatie, bepalen of uw bestaande infrastructuur digitale handtekeningen op de gewenste schaal kan ondersteunen en stellen een duidelijk stappenplan op om eventuele tekortkomingen weg te werken.

PKI-ontwerp en -implementatie: Wij ontwerpen een certificeringsinstantiehiërarchie die is afgestemd op uw organisatie, ondersteund door FIPS 140-3-compatibele HSM's waar nodig, zodat uw privésleutels beschermd zijn en uw digitale handtekeningen bestand zijn tegen controle.

CP/CPS-ontwikkeling: We documenteren het certificeringsbeleid en de certificeringspraktijkverklaringen die definiëren hoe uw PKI werkt. Dit is essentieel voor gereguleerde sectoren zoals de gezondheidszorg, de financiële sector en de juridische dienstverlening, waar de integriteit van digitale handtekeningen aantoonbaar moet zijn.

Certificaatlevenscyclusbeheer: Elk paar publieke en private sleutels heeft een levenscyclus. Wij implementeren de processen en tools voor het beheer van uitgifte, verlenging en intrekking, zodat uw digitale handtekeninginfrastructuur actueel en compliant blijft.

Organisaties die voor workflows die onweerlegbaarheid vereisen uitsluitend op HMAC vertrouwen, lopen een compliance-risico dat ze mogelijk niet volledig in kaart hebben gebracht. Als uw omgeving moet overstappen op digitale handtekeningen, of als u wilt controleren of uw bestaande PKI-infrastructuur robuust genoeg is om dit te ondersteunen, staat ons team klaar om u te helpen.

Conclusie

HMAC en digitale handtekeningen beschermen beide gegevens, maar ze doen dit op verschillende manieren en voor verschillende doeleinden. HMAC is gebaseerd op symmetrische authenticatie en een gedeeld geheim. Het is snel en praktisch voor intern gebruik. Digitale handtekeningen zijn gebaseerd op asymmetrische cryptografie en publieke sleutelcryptografie. Ze bieden onweerlegbaarheid en zijn essentieel voor gereguleerde, externe of juridisch belangrijke workflows.

Het verkeerde gereedschap voor de verkeerde taak gebruiken is een reëel risico. HMAC dat wordt gebruikt waar digitale handtekeningen vereist zijn, kan leiden tot een mislukte compliance-audit of ervoor zorgen dat uw organisatie geen verantwoording kan aantonen. Het is veel gemakkelijker om dit vanaf het begin goed te doen dan het later te corrigeren.