Шифрование с нулевым доверием: роль стандартов PKI
Архитектура нулевого доверия (ZTA) переводит безопасность с сетевого доверия на проверку личности. Ее основной принцип? "Никогда не доверяй, всегда проверяй"." В основе этого подхода лежит инфраструктура открытых ключей (PKI), обеспечивающая надежную аутентификацию, шифрование и целостность данных.
Основные моменты:
- Принципы нулевого доверияПроверяйте каждый запрос на доступ, соблюдайте принцип минимальных привилегий и предполагайте возможные нарушения безопасности.
- Роль PKIPKI обеспечивает проверку личности с использованием цифровых сертификатов, пар открытых и закрытых ключей и центров сертификации (ЦС).
- Стандарты для PKI в концепции «нулевого доверия»:
- ТЛС 1.3Обеспечивает безопасность данных при передаче благодаря более быстрому обмену данными и более надежному шифрованию.
- АКМЕ: Автоматизирует управление сертификатами для обеспечения масштабируемости.
- CMP v3: Подготавливается к квантовым угрозам с помощью механизма инкапсуляции ключей (KEM).
- Делегированные полномочияКратковременные учетные данные повышают безопасность.
- OAuth 2.0 и JWSУкрепить процессы авторизации и аутентификации.
- Важность автоматизацииРучное управление сертификатами чревато сбоями и неэффективностью; автоматизация обеспечивает масштабируемость и надежность.
В условиях удаленной работы, развития Интернета вещей и зависимости от облачных технологий концепция «нулевого доверия» становится стандартом. PKI в сочетании с автоматизацией, многофакторной аутентификацией и единым входом обеспечивает безопасный доступ, ориентированный на идентификацию, в этой постоянно меняющейся среде.
Инфраструктура открытых ключей: основа цифрового доверия
Стандарты PKI для шифрования с нулевым доверием
Сравнение стандартов PKI для архитектуры нулевого доверия
Инфраструктура открытых ключей (PKI) играет решающую роль в поддержке принципов нулевого доверия. Однако для обеспечения эффективной работы концепции нулевого доверия необходимо соблюдать определенные стандарты. Эти стандарты определяют, как устройства и пользователи проверяют свою личность, как шифруются данные и как осуществляется управление сертификатами в масштабе предприятия. Без этих рекомендаций реализация концепции нулевого доверия может стать непоследовательной и неэффективной.
Протоколы TLS/SSL для безопасной связи
Протокол TLS 1.3 (определенный в RFC 8446) имеет решающее значение для защиты данных при передаче. Он обеспечивает три основные функции безопасности: шифрование (для защиты информации от несанкционированного доступа), аутентификация (для подтверждения личности участвующих сторон), и честность (для обеспечения сохранности данных во время передачи).
По сравнению с TLS 1.2, TLS 1.3 обеспечивает более высокую производительность в системах с нулевым доверием, завершая рукопожатие всего за один цикл обмена данными, с дополнительным преимуществом поддержки нулевого количества циклов обмена данными для повторных пользователей. Он также шифрует сообщения рукопожатия на более раннем этапе процесса и исключает устаревшие, более слабые алгоритмы, требуя шифрования AEAD. В средах с нулевым доверием взаимный TLS (mTLS) выводит безопасность на новый уровень, аутентифицируя как клиента, так и сервер до обмена какими-либо данными — важный шаг для поддержания доверия.
Автоматизация сертификации: ACME, CMP и делегированные сертификаты.
Управление сертификатами вручную нецелесообразно в крупномасштабных системах, поэтому протоколы автоматизации имеют решающее значение для управления PKI на основе принципа нулевого доверия.
- ACME (Автоматизированная среда управления сертификатами, RFC 8555)Этот протокол автоматизирует весь жизненный цикл сертификатов, от выдачи до продления и аннулирования, без необходимости ручного вмешательства. Он использует JSON Web Signatures (JWS) для аутентификации запросов, предотвращения атак повторного воспроизведения и обеспечения целостности данных, что идеально соответствует принципам нулевого доверия.
- Протокол управления сертификатами (CMP) версии 3 (RFC 9810)Обновленный в июле 2025 года, этот протокол вводит поддержку механизма инкапсуляции ключей (KEM), подготавливая системы PKI к вызовам, которые ставит перед нами квантовые вычисления.
- Делегированные учетные данные (RFC 9345)Этот стандарт позволяет операторам серверов выдавать краткосрочные учетные данные (действительные в течение семи дней) на основании сертификата центра сертификации (ЦС). Снижая зависимость от внешних ЦС для частого обновления и ограничивая последствия компрометации закрытых ключей, он повышает безопасность в рамках концепции нулевого доверия.
Стандарты авторизации и аутентификации
Одного шифрования недостаточно для концепции «нулевого доверия». Для безопасного контроля доступа к ресурсам необходимы строгие стандарты авторизации и аутентификации.
- OAuth 2.0Этот стандарт упрощает авторизацию, позволяя системам предоставлять ограниченный доступ без передачи конфиденциальных учетных данных, таких как пароли.
- Веб-подпись JSON (JWS)JWS обеспечивает подлинность и целостность запрашиваемых данных, играя ключевую роль в проверке коммуникаций.
- Проблемы с авторизационными токенами (RFC 9447)Это расширение ACME позволяет выдавать сертификаты для ресурсов, не относящихся к Интернету (например, телефонных номеров), путем обращения к внешнему центру сертификации. Оно расширяет применение принципов нулевого доверия за пределы традиционных проверок на основе DNS.
| стандарт | Роль в концепции «нулевого доверия» | Ключевое преимущество |
|---|---|---|
| ТЛС 1.3 | Безопасная связь | Более быстрое установление соединения 1-RTT снижает задержку. |
| АКМЕ | Автоматизация сертификатов | Исключает ручное управление |
| CMP v3 | Готовность к постквантовой эпохе | Поддерживает KEM для защиты от квантовых угроз. |
| Делегированные полномочия | Делегирование аутентификации | Кратковременные учетные данные повышают безопасность. |
Как внедрить PKI в рамках концепции нулевого доверия
Аутентификация пользователей и устройств с помощью PKI
Принцип «нулевого доверия» основан на простом, но мощном принципе: ни одному объекту по умолчанию не можно доверять. Каждый пользователь, устройство или сервис должны подтвердить свою личность, прежде чем получить доступ к ресурсам. Инфраструктура открытых ключей (PKI) обеспечивает криптографическую основу для этого, выдавая цифровые сертификаты, которые выступают в качестве уникальных, проверяемых идентификаторов.
"Ключевым изменением парадигмы в области зон безопасности является переход от мер безопасности, основанных на сегментации и изоляции с использованием сетевых параметров (например, IP-адресов, подсетей, периметра), к идентификации". – Рамасвами Чандрамули, NIST
В соответствии с этими изменениями, аутентификацию и авторизацию следует рассматривать как отдельные процессы. PKI гарантирует проверку каждого запроса на доступ, независимо от того, исходит ли запрос из традиционных сетевых границ или извне. Это особенно важно для гибридных рабочих коллективов и сценариев "используй собственное устройство" (BYOD), где традиционные меры безопасности, основанные на периметре сети, оказываются недостаточными.
Такие платформы, как SPIFFE, позволяют сервисам иметь идентификаторы, не привязанные к конкретным сетевым местоположениям, что обеспечивает возможность применения детальных политик как в локальных средах, так и в многооблачных средах. Например, Национальный центр передового опыта в области кибербезопасности NIST в сотрудничестве с 24 отраслевыми партнерами создал 19 реальных примеров, демонстрирующих интеграцию PKI в современные архитектуры нулевого доверия.
После того как будет налажена процедура подтверждения личности, следующим критически важным шагом станет управление сертификатами в больших масштабах.
Использование PKI-as-a-Service для масштабируемости
Ручное управление сертификатами не является жизнеспособным решением для крупномасштабных операций. Без хорошо структурированной программы TLS просроченные или плохо управляемые сертификаты могут привести к серьезным уязвимостям в системе безопасности. Автоматизация управления жизненным циклом сертификатов необходима для предотвращения инцидентов, которые могут нарушить бизнес-процессы или поставить под угрозу безопасность.
PKI-as-a-Service упрощает этот процесс, автоматизируя такие действия, как обнаружение, выдача, продление и аннулирование сертификатов в различных средах. Это особенно важно при управлении тысячами — или даже миллионами — идентификаторов на нескольких облачных платформах. Для поддержки этой автоматизации инфраструктура должна включать такие инструменты, как API-шлюзы и прокси-серверы-посредники, которые обеспечивают соблюдение политик аутентификации и авторизации на уровне приложений, независимо от того, где размещены сервисы.
Надежная программа управления сертификатами должна включать в себя лучшие практики управления сертификатами серверов в больших масштабах. Это включает интеграцию PKI с системами управления идентификацией, учетными данными и доступом (ICAM) и расширенным управлением идентификацией (EIG). Эти интеграции обеспечивают безопасный доступ к ресурсам как в локальных, так и в облачных средах, поддерживая при этом согласованные политики безопасности.
Масштабируемые решения для хостинга, такие как те, что предлагают Serverion, обеспечивают основу, необходимую для автоматизированного развертывания PKI, поддерживая более широкие цели стратегии «нулевого доверия».
Хотя автоматизация решает проблему масштабируемости, сочетание PKI с дополнительными уровнями безопасности еще больше укрепляет концепции нулевого доверия.
Сочетание PKI с MFA и SSO
PKI повышает эффективность многофакторной аутентификации (MFA), вводя устойчивый к фишингу фактор аутентификации, привязанный к аппаратному обеспечению. Исследования показывают, что 961% руководителей в сфере ИТ-безопасности считают PKI необходимым инструментом для построения архитектуры «нулевого доверия».
"PKI в сочетании с многофакторной аутентификацией — один из наиболее безопасных способов внедрения концепции "нулевого доверия». — Доктор Авеста Ходжати, DigiCert
Этот подход использует несколько факторов безопасности. Например, смарт-карта с цифровым сертификатом (владение) может быть объединена с PIN-кодом (знание) или биометрией (наследование) для более надежной аутентификации. Системы единого входа (SSO) также используют PKI для проверки личности пользователей в нескольких облачных приложениях. Это устраняет необходимость управления множеством паролей, сохраняя при этом надежную проверку на основе сертификатов. Результат? Упрощенный и безопасный пользовательский интерфейс, устойчивый к фишинговым атакам и соответствующий принципу нулевого доверия "никогда не доверяй, всегда проверяй".
Учитывая, что в 2024 году ущерб от компрометации корпоративной электронной почты составил 2,77 миллиарда долларов, эти меры защиты важны как никогда. К передовым практикам относятся использование аутентификации на основе сертификатов для доступа к VPN, обязательное использование многофакторной аутентификации (MFA) для конфиденциальных операций PKI (таких как выдача или аннулирование сертификатов) и хранение закрытых ключей в аппаратных модулях безопасности (HSM) для предотвращения несанкционированного доступа или компрометации. Несмотря на эти достижения, большинство отраслевых инструментов аутентификации по-прежнему используют многофакторную аутентификацию на основе одноразовых паролей (OTP), что подчеркивает необходимость более широкого внедрения решений на основе PKI.
sbb-itb-59e1987
Проблемы и лучшие практики PKI для концепции «нулевого доверия»
Управление жизненным циклом сертификатов
Управление TLS-сертификатами может быстро выйти из-под контроля, что приводит к тому, что часто называют "разрастанием сертификатов". Это происходит, когда сертификаты разбросаны по всей организации без централизованного учета для их отслеживания. Результат? Просроченные сертификаты остаются незамеченными, вызывая сбои и оставляя широкие пробелы в безопасности. Использование ручных процессов для отслеживания владельцев сертификатов, дат продления и конфигураций просто не масштабируется в современных сложных средах.
"Несмотря на критическую важность этих сертификатов, многие организации не имеют формальной программы управления TLS-сертификатами и не обладают возможностью централизованного мониторинга и управления своими сертификатами". – Муругиа П. Суппая и др., NIST
Как это исправить? Автоматизация. Протоколы, подобные ACME, могут взять на себя такие задачи, как регистрация, установка и продление сертификатов, устраняя необходимость в постоянном человеческом контроле. Инструменты непрерывного мониторинга могут обнаруживать изменения в статусе сертификатов, обеспечивая своевременное продление и предотвращая сбои. Для этого организациям необходима формальная программа управления TLS, которая устанавливает четкие правила и определяет владельцев сертификатов.
Когда эти автоматизированные процессы сочетаются с устоявшимися стандартами, PKI становится более прочной основой для архитектуры нулевого доверия.
Соответствие стандартам безопасности с помощью PKI
Для обеспечения согласованности и эффективности мер безопасности крайне важно согласовывать реализацию PKI с общепризнанными стандартами. Такие стандарты, как NIST SP 800-207 и ISO/IEC 27001, подчеркивают важность надежного управления жизненным циклом сертификатов. Эти стандарты также подчеркивают ключевой принцип нулевого доверия: аутентификация и авторизация должны происходить отдельно и перед каждой сессией.
"Принцип нулевого доверия предполагает отсутствие неявного доверия к активам или учетным записям пользователей, основанного исключительно на их физическом или сетевом местоположении… Аутентификация и авторизация (как субъекта, так и устройства) — это отдельные функции, выполняемые до установления сеанса связи с корпоративным ресурсом". – NIST SP 800-207
Сопоставляя возможности PKI с этими стандартами, организации могут выявлять области, где им не хватает прозрачности, управления или возможности восстановления после инцидентов. Практический пример такого подхода представлен Национальным центром передового опыта в области кибербезопасности NIST, который продемонстрировал 19 реализаций концепции «нулевого доверия» с использованием технологических разработок 24 отраслевых партнеров. Эти примеры предоставляют действенные модели для организаций, стремящихся укрепить свою безопасность.
Ручное и автоматизированное управление PKI
Аргументы в пользу автоматизации становятся еще более очевидными при сравнении ручного и автоматизированного управления PKI. Вот сравнение их показателей по ключевым параметрам:
| Особенность | Ручное управление PKI | Автоматизированное управление PKI |
|---|---|---|
| Эффективность | Низкий уровень риска; подверженность человеческим ошибкам и задержкам. | Высокий уровень; автоматизирует регистрацию, установку и продление. |
| Масштабируемость | По мере роста сетей это становится все сложнее. | Легко справляется с ростом числа устройств и сервисов. |
| Согласование нулевого доверия | Слабое качество; с трудом справляется с требованиями динамической аутентификации. | Надежный; поддерживает быструю ротацию сертификатов и непрерывную проверку. |
| Риск отключения электроэнергии | Высокий уровень риска; просроченные сертификаты часто остаются незамеченными. | Низкая стоимость; автоматическое отслеживание сводит к минимуму время простоя. |
| Видимость | Фрагментированный и устаревший. | Централизованное и работающее в режиме реального времени. |
Автоматизация не только снижает риск сбоев или человеческих ошибок, но и обеспечивает гибкость, необходимую для современных гибридных рабочих коллективов, работающих как в локальных, так и в облачных средах. Кроме того, автоматизированные инструменты делают восстановление после сбоев быстрее и надежнее в случае компрометации центра сертификации. Короче говоря, автоматизация является краеугольным камнем любой эффективной стратегии «нулевого доверия».
Заключение
Инфраструктура открытых ключей (PKI) играет центральную роль в реализации архитектуры нулевого доверия. Привязывая цифровые идентификаторы к пользователям, устройствам и приложениям, PKI выводит безопасность за пределы устаревших сетевых границ и фокусируется на проверке личности. Этот сдвиг воплощает основной принцип нулевого доверия: Никогда не доверяй, всегда проверяй. По мере развития киберугроз спрос на автоматизированное и оптимизированное управление инфраструктурой открытых ключей (PKI) продолжает расти.
Цифры говорят сами за себя: 96% руководителей в сфере ИТ-безопасности PKI признается критически важным компонентом построения концепции «нулевого доверия». Она обеспечивает аутентификацию, шифрование и целостность данных как в локальных, так и в облачных средах. Учитывая, что средний срок действия TLS-сертификатов составляет всего 47 дней, автоматизация управления жизненным циклом, поддержание централизованного контроля и обеспечение непрерывного мониторинга больше не являются необязательными — они необходимы для предотвращения дорогостоящих сбоев. В настоящее время..., 33% организаций уже внедрили стратегии «нулевого доверия», и еще 60% планируют последовать их примеру в течение следующего года.
Стремление к безопасности на основе идентификации набирает обороты, чему способствуют рост удаленной работы, распространение устройств Интернета вещей и регуляторное давление, например, указы президента США, обязывающие федеральные агентства внедрять концепцию «нулевого доверия». Организации, которые согласуют свои стратегии PKI с такими стандартами, как NIST SP 800-207, и инвестируют в автоматизацию, будут лучше подготовлены к решению современных киберрисков и адаптации к будущим вызовам, включая переход к постквантовой криптографии.
Часто задаваемые вопросы
Какова роль PKI в поддержке архитектуры нулевого доверия?
Инфраструктура открытых ключей (PKI) играет решающую роль в архитектуре нулевого доверия, обеспечивая криптографическую основу для ее основного принципа: «никогда не доверяй, всегда проверяй». В рамках PKI цифровые сертификаты используются для аутентификации пользователей, устройств и сервисов, обеспечивая безопасную и защищенную от несанкционированного доступа проверку. Это идеально соответствует требованию концепции «нулевого доверия» о тщательной проверке в каждой точке доступа.
Одна из ключевых особенностей, обеспечиваемых PKI, заключается в следующем: взаимная TLS (mTLS). В протоколе mTLS и клиент, и сервер проверяют подлинность друг друга до обмена данными. Это не только обеспечивает безопасность связи, но и напрямую связывает права доступа с аутентифицированными пользователями, укрепляя принцип минимальных привилегий.
PKI также обеспечивает защиту данных посредством шифрования. Используя сертификаты SSL/TLS, она шифрует каналы связи, делая их защищенными от таких угроз, как прослушивание или атаки типа «человек посередине». Кроме того, PKI поддерживает динамические потребности в безопасности благодаря автоматизированному управлению сертификатами. Это позволяет немедленно отзывать скомпрометированные сертификаты, гарантируя безопасность контроля доступа даже в быстро меняющихся условиях.
Эти возможности делают PKI незаменимой частью любой надежной системы безопасности, основанной на принципе нулевого доверия.
Как автоматизация упрощает управление PKI в модели «нулевого доверия»?
Автоматизация играет решающую роль в управлении инфраструктурой открытых ключей (PKI) в рамках концепции "нулевого доверия". В этой модели каждый пользователь, устройство и сервис должны пройти аутентификацию перед обменом данными. Это создает необходимость в выдаче, обновлении и аннулировании тысяч — или даже десятков тысяч — сертификатов. Обработка такого объема вручную нереалистична. Автоматизация вмешивается, чтобы обеспечить эффективную генерацию, распространение и ротацию сертификатов, снижая риск человеческих ошибок и поддерживая основной принцип «нулевого доверия»: «никогда не доверяй, всегда проверяй»."
Для Serverion Для клиентов автоматизация упрощает управление SSL-сертификатами и серверами. Она обеспечивает быструю, программную регистрацию доверенных идентификаторов для веб-трафика, API и микросервисов. Это создает масштабируемую и безопасную структуру доверия, которая органично согласуется с принципами нулевого доверия.
Почему протокол TLS 1.3 является предпочтительным выбором для систем безопасности, основанных на принципе нулевого доверия?
TLS 1.3 выделяется как предпочтительный выбор в средах с нулевым доверием благодаря улучшенной безопасности и эффективности по сравнению с TLS 1.2. Благодаря интеграции... обязательная предварительная секретность, Это гарантирует, что даже если ключи шифрования будут раскрыты, предыдущие сообщения останутся защищенными.
Кроме того, TLS 1.3 минимизирует задержку при установлении соединения, что позволяет быстрее устанавливать связь без ущерба для надежности шифрования. Такое сочетание надежной безопасности и высокой производительности делает его идеальным решением для жестких требований концепций нулевого доверия, где критически важны как высокая безопасность, так и низкая задержка.
