Elliptische Kurven – Uwe Gradenegger

Liste der Use Cases der Zertifikate, für welche die Kompatibilität zu auf elliptischen Kurven (ECC) basierenden Schlüsseln bekannt ist

Mit zunehmend zur Verfügung stehender Rechenleistung steigt auch der Bedarf, stärkere kryptographischer Schlüssel einzusetzen. Oftmals besteht der Bedarf (beispielsweise, weil die Schlüssel per Trusted Platform Modul geschützt werden müssen), in diesem Zug auf elliptischen Kurven (ECC) basierende Schlüssel einzusetzen. Für deren Einsatz ist es essenziell, dass die Kompatibilität zu den vorgesehenen Use Cases sichergestellt ist.

Nachfolgend eine Liste von Use Cases, für welche mir die Kompatibilität bekannt ist.

Die Beantragung von Zertifikaten mit auf elliptischen Kurven basierenden Schlüsseln schlägt fehl, wenn der Microsoft Platform Crypto Provider verwendet wird

Folgendes Szenario angenommen:

Eine Zertifikatvorlage ist konfiguriert, auf elliptischen Kurven basierende Schlüssel zu verwenden.
Die Zertifikatvorlage ist darüber hinaus konfiguriert, den Microsoft Platform Crypto Provider zu verwenden, um den privaten Schlüssel mit dem Trusted Platform Module (TPM) des Gerätes zu schützen.
Die Zertifikatbeantragung schlägt mit folgender Fehlermeldung fehl:

Error: The requested operation is not supported. 0x80090029 (-2146893783 NTE_NOT_SUPPORTED)

Auf Windows Server 2016 wird die Fehlermeldung "No provider was specified for the store or object. 0x80092006 (-2146885626 CRYPT_E_NO_PROVIDER)" ausgegeben bei ansonsten identischem Verhalten.

Grundlagen: Elliptische Kurven in Hinsicht auf ihre Verwendung in der Public Key Infrastruktur

Mit Windows Vista und Windows Server 2008 wurde die Cryptography API: Next Generation (CNG) in die Windows Systeme eingeführt.

Unter diesem Begriff wird eine Sammlung moderner kryptographischen Funktionen verstanden. Unter Anderem ermöglicht die CNG die Verwendung von Zertifikaten, welche auf elliptischen Kurven (auch Elliptic Curve Cryptography, ECC genannt) basierende Schlüssel verwenden, mit der Microsoft Zertifizierungsstelle und dem Windows Betriebssystem.

Grundlagen: Cryptographic Service Provider (CSP) und Key Storage Provider (KSP)

Seit Windows NT 4.0 gibt es im Rahmen der CryptoAPI die Cryptographic Service Provider (CSP).

Sinn ist, dass sich eine Anwendung nicht um die konkrete Implementierung der Schlüsselverwaltung kümmern muss, sondern dies generischen Betriebssystem-Schnittstellen überlassen kann. Ebenso soll hiermit vermieden werden, dass kryptographische Schlüssel im Sicherheitskontext des Benutzers/der verwendenen Anwendung in den Arbeitsspeicher geladen werden (ein fataler Sicherheitsvorfall, der genau auf diesem Problem basierte war der Heartbleed Vorfall).

Beispielsweise spielt es für die Zertifizierungsstellen-Software technisch keine Rolle, wie ihr privater Schlüssel geschützt ist – ob in Software oder beispielsweise mit einem Hardware Security Modul (HSM). Der Aufruf des privaten Schlüssel ist für die Zertifizierungsstelle immer identisch.

Mit Windows Vista und der Einführung der Cryptography Next Generation (CNG) als Ablöser für die CryptoAPI wurden die Key Storage Provider (KSP) eingeführt.

Der Schlüsselalgorithmus von Zertifikatanforderungen wird vom Policy Modul der Zertifizierungsstelle nicht überprüft

Folgendes Szenario angenommen:

Es ist eine Zertifikatvorlage für die Verwendung von auf elliptischen Kurven basierenden Schlüsseln konfiguriert (z.B. ECDSA_P256).
Als Folge dessen ist eine Mindest-Schlüssellänge von 256 Bit konfiguriert.
Es werden dennoch auch Zertifikatanforderungen, die andere ECC-Kurven oder RSA-basierte Schlüssel verwenden, signiert.

Grundlagen: Schlüsselalgorithmen, Signaturalgorithmen und Signaturhashalgorithmen

Bei der Planung einer Public Key Infrastruktur kommt die Frage auf, welche kryptographischen Algorithmen diese verwenden sollte.

Die wichtigsten Grundlagen werden nachfolgend erläutert.

Welche Schlüssellängen sollten für Zertifizierungsstellen und Zertifikate verwendet werden?

Bei der Planung einer Public Key Infrastruktur kommt naturgemäß die Frage auf, welche Schlüssellängen für Zertifizierungsstellen- und Endzertifikate gewählt werden sollten.