X.509 証明書はどのように機能しますか?

デバイスがインターネット経由で相互に通信する場合、デバイスが直面する主な課題は、共有される情報が正当なソースからのものであることを確認することです。

たとえば、中間者サイバー攻撃の場合、悪意のある第三者が 2 者間の通信を傍受し、通信を盗聴し、両者間の情報の流れを制御します。

このような攻撃では、通信する 2 つの当事者は、それぞれが直接通信していると考える可能性があります。対照的に、メッセージを中継し、対話を指示する第 3 の仲介者が存在します。

X.509 証明書は、インターネット上でデバイスとユーザーを認証し、安全な通信を提供することでこの問題を解決するために導入されました。

X.509 証明書は、ネットワーク上で通信するユーザー、デバイス、またはドメインの ID を検証するために使用されるデジタル証明書です。

デジタル証明書は、インターネットなどのネットワーク上で通信するエンティティを識別するために使用される電子ファイルです。

X.509 証明書には、公開キー、証明書のユーザーに関する情報、および証明書がそのエンティティに属していることを確認するために使用されるデジタル署名が含まれています。 X.509 証明書の場合、デジタル署名は、X.509 証明書に含まれる秘密キーを使用して作成される電子署名です。

X.509 証明書は、最大限のセキュリティを確保するための公開キー基盤 (PKI) の形式に関するガイドラインを提供する国際電気通信連合 (ITU) 標準に従って作成されます。

X.509 証明書は、通信を保護し、悪意のある攻撃者による通信のハイジャックや他のユーザーになりすますのを防ぐのに非常に役立ちます。

X.509 証明書のコンポーネント

インターネット プロトコル スイートを構成する標準の策定を担当する Internet Engineering Task Force (IETF) の出版物である RFC 5280 によると、X.509 v3 証明書の構造は次のコンポーネントで構成されています。

• バージョン – このフィールドは、使用されている X.509 証明書のバージョンを示します。
• シリアル番号 – 認証局 (CA) によって各証明書に割り当てられる正の整数
• 署名 – CA が特定の X.509 証明書に署名するために使用したアルゴリズムの識別子が含まれます。
• 発行者 – X.509 証明書に署名して発行した認証局を識別します。
• 有効性 – 証明書が有効である期間を識別します。
• サブジェクト – 証明書の公開キー フィールドに保存されている公開キーに関連付けられているエンティティを識別します。
• サブジェクト公開鍵情報 – 公開鍵と、その鍵が使用されるアルゴリズムの ID が含まれます。
• 一意の識別子 – これらは、サブジェクト名または発行者名が時間の経過とともに再利用される場合に備えて、サブジェクトと発行者の一意の識別子です。
• 拡張子 – このフィールドは、追加の属性をユーザーまたは公開キーに関連付けたり、認証局間の関係を管理したりするためのメソッドを提供します。

上記のコンポーネントは X.509 v3 証明書を構成します。

X.509 証明書を使用する理由

X.509 証明書を使用する理由はいくつかあります。その理由としては次のようなものがあります。

#1. 認証

X.509 証明書は特定のデバイスおよびユーザーに関連付けられており、ユーザーまたはデバイス間で転送することはできません。したがって、これにより、ネットワーク内のリソースにアクセスして利用しているエンティティの本当の身元を検証する正確かつ信頼性の高い方法が提供されます。こうすることで、悪意のあるなりすまし者やエンティティを遠ざけ、相互の信頼を構築できます。

#2. スケーラビリティ

X.509 証明書を管理する公開キー インフラストラクチャは拡張性が高く、圧倒されることなく数十億のトランザクションを保護できます。

#3. 使いやすさ

X.509 証明書は使用と管理が簡単です。さらに、ユーザーがリソースにアクセスするためにパスワードを作成、記憶、使用する必要がなくなります。これにより、検証へのユーザーの関与が減り、ユーザーにとってプロセスがストレスフリーになります。証明書は、多くの既存のネットワーク インフラストラクチャでもサポートされています。

#4. 安全

データの暗号化の実行に加えて、X.509 証明書によって提供される機能の組み合わせにより、異なるエンティティ間の通信が安全になります。

これにより、中間者攻撃、マルウェアの拡散、侵害されたユーザー資格情報の使用などのサイバー攻撃が防止されます。 X.509 証明書は標準化され、定期的に改善されているため、証明書の安全性はさらに高まります。

ユーザーは、X.509 証明書を使用して通信を保護し、通信先のデバイスとユーザーの信頼性を検証することで多くのメリットを得ることができます。

X.509 証明書の仕組み

X.509 証明書の重要な点は、証明書所有者の ID を認証できることです。

その結果、X.509 証明書は通常、証明書を要求しているエンティティの ID を検証し、エンティティに関連付けられた公開キーや、エンティティを識別するために使用できるその他の情報を含むデジタル証明書を発行する認証局 (CA) から取得されます。実在物。次に、X.509 証明書はエンティティをそれに関連付けられた公開キーにバインドします。

たとえば、Web サイトにアクセスするとき、Web ブラウザはサーバーに Web ページをリクエストします。ただし、サーバーは Web ページを直接提供しません。まず、X.509 証明書をクライアント Web ブラウザと共有します。

Web ブラウザは証明書を受信すると、証明書の信頼性と有効性を検証し、信頼できる CA によって発行されたものであることを確認します。この場合、ブラウザは X.509 証明書の公開キーを使用してデータを暗号化し、サーバーとの安全な接続を確立します。

次に、サーバーはブラウザから送信された暗号化された情報を秘密キーを使用して復号し、ブラウザから要求された情報を送り返します。

この情報は暗号化される前に暗号化され、ブラウザはユーザーに表示する前に共有対称キーを使用して情報を復号化します。この情報交換の暗号化と復号化に必要な情報はすべて X.509 証明書に含まれています。

X.509証明書の使用

X.509 証明書は次の分野で使用されます。

#1. 電子メール証明書

電子メール証明書は、電子メール送信の認証とセキュリティ保護に使用される X.509 証明書の一種です。電子メール証明書はデジタル ファイルとして提供され、電子メール アプリケーションにインストールされます。

公開キー基盤 (PKI) を使用するこれらの電子メール証明書を使用すると、ユーザーは自分の電子メールにデジタル署名し、インターネット経由で送信される電子メールの内容を暗号化することもできます。

電子メールを送信するとき、送信者の電子メール クライアントは受信者の公開キーを使用して電子メールのコンテンツを暗号化します。これは、受信者によって独自の秘密キーを使用して復号化されます。

電子メールの内容は転送中に暗号化され、権限のない担当者が解読できないため、これは中間者攻撃を防ぐのに役立ちます。

デジタル署名を追加するには、電子メール クライアントは送信者の秘密キーを使用して送信電子メールにデジタル署名します。一方、受信者は公開キーを使用して、電子メールが承認された送信者から送信されたものであることを確認します。これは、中間者攻撃の防止にも役立ちます。

#2. コードサイニング

コード、アプリケーション、スクリプト、プログラムを作成する開発者や企業は、X.509 証明書を使用して製品 (コードまたはコンパイルされたアプリケーション) にデジタル署名を付けます。

このデジタル署名は、X.509 証明書に基づいて、共有されたコードが認可されたエンティティからのものであること、および認可されていないエンティティによってコードまたはアプリケーションに変更が加えられていないことを検証します。

これは、ユーザーに害を及ぼすために悪用される可能性のあるマルウェアやその他の悪意のあるコードがコードやアプリケーションに組み込まれるのを防ぐのに特に役立ちます。

コード署名により、特にサードパーティのダウンロード サイトで共有およびダウンロードされる場合のアプリケーション コードの改ざんが防止されます。コード署名証明書は、 SSL などの信頼できる認証局から取得できます。

#3. 文書への署名

オンラインでドキュメントを共有する場合、技術的なスキルがほとんどない人でも、検出されずにドキュメントが変更されることが非常に簡単です。必要なのは、その仕事を行うのに適切なドキュメント エディターと写真編集アプリケーションだけです。

したがって、ドキュメントに機密情報が含まれている場合は特に、ドキュメントが変更されていないことを確認する方法を用意することが特に重要です。残念ながら、従来の手書きの署名ではこれを行うことができません。

ここで、X.509 証明書を使用したドキュメント署名が役に立ちます。 X.509 証明書を使用するデジタル署名証明書を使用すると、ユーザーはさまざまなドキュメント ファイル形式にデジタル署名を追加できます。これを行うには、秘密キーを使用してドキュメントにデジタル署名し、公開キーとデジタル証明書とともに配布します。

これにより、オンラインで共有されるドキュメントが改ざんされていないことを保証し、機密情報を保護する方法が提供されます。また、文書の真の送信者を確認する方法も提供します。

#4. 政府発行の電子 ID

X.509 証明書のもう 1 つの用途は、オンラインで人々の身元を検証するためのセキュリティを提供することです。これを行うには、オンラインで人々の本当の身元を確認する目的で、X.509 証明書が政府発行の電子 ID とともに使用されます。

誰かが政府発行の電子 ID を取得すると、電子 ID を発行する政府機関は、パスポートや運転免許証などの従来の方法を使用して個人の身元を確認します。

身元が確認されると、個々の電子 ID に関連付けられた X.509 証明書も発行されます。この証明書には、個人の公開キーと個人情報が含まれています。

その後、人々は政府発行の電子 ID と関連する X.509 証明書を使用して、特にインターネット経由で政府サービスにアクセスするときに、オンラインで自分自身を認証できます。

X.509証明書を取得する方法

x.509 証明書を取得するには、いくつかの方法があります。 X.509 証明書を取得する主な方法には次のようなものがあります。

#1. 自己署名証明書の生成

自己署名証明書を取得するには、マシン上で独自の X.509 証明書を生成する必要があります。これは、インストールされ、自己署名証明書の生成に使用される OpenSSL などのツールを使用して行われます。ただし、自己署名証明書は、ユーザーの ID を検証する信頼できる第三者がいないため、実稼働環境での使用には理想的ではありません。

#2. 無料の X.509 証明書を取得する

ユーザーに無料の X.509 証明書を発行する公的認証局があります。このような非営利組織の例としては、Cisco、Chrome、Meta、Mozilla などの企業が支援する Let’s Encrypt があります。 X.509 証明書を無料で発行する認証局である Let’s Encrypt は、これまでに 3 億を超える Web サイトに証明書を発行してきました。

#3. X.509証明書を購入する

X.509 証明書を販売する商用認証局もあります。これらの企業には、 DigiCert 、 Comodo 、 GlobalSign など があります。これらの会社は、さまざまな種類の証明書を有料で提供しています。

#4. 証明書署名リクエスト (CSR)

証明書署名要求 (CSR) は、組織、Web サイト、またはドメインに関するすべての情報が含まれるファイルです。このファイルは署名のために認証局に送信されます。認証局が CSR に署名すると、それを使用して CSR を送信したエンティティの X.509 証明書を作成できます。

X.509 証明書を取得するにはさまざまな方法があります。 X.509 証明書を取得する最適な方法を決定するには、X.509 証明書を使用する場所と、X.509 証明書を使用するアプリケーションを考慮します。

最後の言葉

データ侵害が頻繁に発生し、中間者攻撃などのサイバー攻撃が蔓延している世界では、X.509 証明書などのデジタル証明書を通じてデータを保護することが重要です。

これにより、機密情報が悪者の手に渡らないことが保証されるだけでなく、通信当事者間で信頼が確立され、悪意のある行為者や仲介者ではなく、許可された当事者とやり取りしているという確信を持って作業できるようになります。

自分の本当の身元を証明するデジタル証明書があれば、通信相手との信頼関係を築くのは簡単です。これは、インターネット上で行われるあらゆる取引において重要です。