Шифрування з нульовою довірою: роль стандартів PKI
Архітектура нульової довіри (ZTA) переносить безпеку з мережевої довіри на перевірку на основі ідентифікації. Її провідний принцип? "Ніколи не довіряй, завжди перевіряй"." Інфраструктура відкритих ключів (PKI) є центральною в цьому підході, забезпечуючи безпечну автентифікацію, шифрування та цілісність даних.
Ключові моменти:
- Принципи нульової довіриПеревіряти кожен запит на доступ, забезпечувати мінімальні привілеї та припускати потенційні порушення.
- Роль PKIPKI дозволяє перевіряти особу за допомогою цифрових сертифікатів, пар публічних і закритих ключів та центрів сертифікації (CA).
- Стандарти для PKI в умовах нульової довіри:
- TLS 1.3Захищає дані під час передачі завдяки швидшому підтвердженню та надійнішому шифруванню.
- ACMEАвтоматизує керування сертифікатами для масштабованості.
- CMP версії 3Готується до квантових загроз за допомогою механізму інкапсуляції ключів (KEM).
- Делеговані повноваженняКороткочасні облікові дані підвищують безпеку.
- OAuth 2.0 та JWSПосилити процеси авторизації та автентифікації.
- Важливість автоматизаціїРучне керування сертифікатами створює ризики збоїв та неефективності; автоматизація забезпечує масштабованість та надійність.
З віддаленою роботою, зростанням Інтернету речей та залежністю від хмарних технологій, Zero Trust стає стандартом. PKI у поєднанні з автоматизацією, багатофакторною автентифікацією (MFA) та єдиним вхідним входом (SSO) забезпечує безпечний доступ, орієнтований на ідентифікацію, у цьому мінливому середовищі.
Інфраструктура відкритих ключів: основа цифрової довіри
Стандарти PKI для шифрування з нульовою довірою
Порівняння стандартів PKI для архітектури нульової довіри
Інфраструктура відкритих ключів (PKI) відіграє вирішальну роль у підтримці принципів Zero Trust. Однак, щоб забезпечити ефективну роботу Zero Trust, необхідно дотримуватися певних стандартів. Ці стандарти визначають, як пристрої та користувачі перевіряють свої особи, як шифруються дані та як керуються сертифікатами у великих масштабах. Без цих рекомендацій впровадження Zero Trust може стати непослідовним та неефективним.
Протоколи TLS/SSL для безпечного зв'язку
TLS 1.3 (визначений у RFC 8446) є ключовим для захисту даних під час передачі. Він забезпечує три важливі функції безпеки: шифрування (для захисту інформації від несанкціонованого доступу), автентифікація (для підтвердження особи сторін, що спілкуються), та цілісність (щоб забезпечити незмінність даних під час передачі).
Порівняно з TLS 1.2, TLS 1.3 пропонує швидшу продуктивність у середовищах Zero Trust, завершуючи рукостискання лише за один цикл, з додатковою перевагою підтримки нульових циклів для користувачів, що повертаються. Він також шифрує повідомлення рукостискання на ранніх етапах процесу та видаляє застарілі, слабкіші алгоритми, обов'язково використовуючи шифрування AEAD. У середовищах Zero Trust взаємний TLS (mTLS) виводить безпеку на новий рівень, автентифікуючи як клієнта, так і сервер перед обміном будь-якими даними – важливий крок для підтримки довіри.
Автоматизація сертифікатів: ACME, CMP та делеговані облікові дані
Керування сертифікатами вручну недоцільне у великомасштабних системах, тому протоколи автоматизації є критично важливими для управління PKI з нульовою довірою.
- ACME (Автоматизоване середовище керування сертифікатами, RFC 8555)Цей протокол автоматизує весь життєвий цикл сертифікатів, від видачі до поновлення та анулювання, без необхідності ручного втручання. Він використовує JSON Web Signatures (JWS) для автентифікації запитів, запобігання атакам повторного відтворення та забезпечення цілісності даних, що ідеально відповідає принципам Zero Trust.
- CMP (Протокол керування сертифікатами) версії 3 (RFC 9810): Оновлений у липні 2025 року, цей протокол запроваджує підтримку механізму інкапсуляції ключів (KEM), готуючи системи PKI до викликів, що виникають у зв'язку з квантовими обчисленнями.
- Делеговані повноваження (RFC 9345)Цей стандарт дозволяє операторам серверів видавати короткострокові облікові дані (дійсні протягом семи днів) на основі сертифіката центру сертифікації (CA). Зменшуючи залежність від зовнішніх CA для частого оновлення та обмежуючи вплив компрометації закритих ключів, він підвищує безпеку в системах Zero Trust.
Стандарти авторизації та автентифікації
Одного лише шифрування недостатньо для нульової довіри. Для безпечного контролю доступу до ресурсів необхідні надійні стандарти авторизації та автентифікації.
- OAuth 2.0Цей стандарт спрощує авторизацію, дозволяючи системам надавати обмежений доступ без розголошення конфіденційних облікових даних, таких як паролі.
- Веб-підпис JSON (JWS)JWS забезпечує автентичність та цілісність корисних даних запитів, відіграючи ключову роль у перевірці зв'язку.
- Виклики маркерам авторизації (RFC 9447)Це розширення ACME дозволяє видавати сертифікати для ресурсів, що не належать до Інтернету (наприклад, номерів телефонів), шляхом консультації із зовнішнім центром токенів. Це розширює застосування принципів нульової довіри за межі традиційних перевірок на основі DNS.
| Стандартний | Роль у системі нульової довіри | Ключова перевага |
|---|---|---|
| TLS 1.3 | Безпечне спілкування | Швидше рукостискання 1-RTT зменшує затримку |
| ACME | Автоматизація сертифікатів | Усуває ручне управління |
| CMP версії 3 | Постквантова готовність | Підтримує KEM для квантових загроз |
| Делеговані повноваження | Делегування автентифікації | Короткочасні облікові дані підвищують безпеку |
Як впровадити PKI в системах Zero Trust
Автентифікація користувачів та пристроїв за допомогою PKI
Нульова довіра працює за простим, але потужним принципом: жодній сутності не довіряють за замовчуванням. Кожен користувач, пристрій чи служба повинні підтвердити свою особу перед доступом до ресурсів. Інфраструктура відкритих ключів (PKI) забезпечує криптографічну основу для цього, видаючи цифрові сертифікати, які діють як унікальні, перевірені ідентифікатори.
"Ключовим зрушенням парадигми в ZTA є зміна фокусу з контролю безпеки, заснованого на сегментації та ізоляції з використанням мережевих параметрів (наприклад, IP-адрес, підмереж, периметра), на ідентифікаційні дані". – Рамасвамі Чандрамулі, NIST
Щоб узгодити це з цим зрушенням, автентифікацію та авторизацію слід розглядати як окремі процеси. PKI гарантує, що кожен запит на доступ перевіряється, незалежно від того, чи надходить запит зсередини чи ззовні традиційних мережевих меж. Це особливо важливо для гібридних робочих сил та сценаріїв "принеси свій власний пристрій" (BYOD), де традиційні заходи безпеки на основі периметра є недостатніми.
Такі фреймворки, як SPIFFE, дозволяють сервісам мати ідентифікатори, які не прив’язані до певних мережевих розташування, що дозволяє застосовувати детальні політики як у локальних системах, так і в багатохмарних середовищах. Наприклад, Національний центр передового досвіду з кібербезпеки NIST співпрацював із 24 галузевими партнерами, щоб створити 19 реальних прикладів, що демонструють, як PKI можна інтегрувати в сучасні архітектури Zero Trust.
Після встановлення перевірки особи наступним критичним кроком стає масштабне управління сертифікатами.
Використання PKI як сервісу для масштабованості
Ручне керування сертифікатами не є життєздатним рішенням для великомасштабних операцій. Без добре структурованої програми TLS прострочені або погано керовані сертифікати можуть призвести до серйозних вразливостей безпеки. Автоматизація управління життєвим циклом сертифікатів є важливою для уникнення інцидентів, які можуть порушити бізнес-операції або поставити під загрозу безпеку.
PKI як послуга спрощує це, автоматизуючи такі процеси, як виявлення, видача, поновлення та скасування сертифікатів у різних середовищах. Це особливо важливо під час керування тисячами – або навіть мільйонами – ідентифікаційних даних на кількох хмарних платформах. Для підтримки цієї автоматизації інфраструктура повинна включати такі інструменти, як шлюзи API та проксі-сервери, які забезпечують дотримання політик автентифікації та авторизації на рівні програми, незалежно від того, де розміщені служби.
Надійна програма управління сертифікатами повинна включати найкращі практики для управління сертифікатами великомасштабних серверів. Це включає інтеграцію PKI з системами керування ідентифікацією, обліковими даними та доступом (ICAM) та розширеним управлінням ідентифікацією (EIG). Ці інтеграції забезпечують безпечний доступ до ресурсів як у локальних, так і в хмарних середовищах, зберігаючи при цьому узгоджені політики безпеки.
Масштабовані рішення для хостингу, такі як ті, що пропонуються Serionion, забезпечують основу, необхідну для автоматизованого розгортання PKI, підтримуючи ширші цілі стратегії нульової довіри.
Хоча автоматизація вирішує питання масштабованості, поєднання PKI з додатковими рівнями безпеки ще більше зміцнює структури Zero Trust.
Поєднання PKI з MFA та SSO
PKI покращує багатофакторну автентифікацію (MFA), впроваджуючи стійкий до фішингу, пов'язаний з апаратним забезпеченням фактор. Дослідження показують, що 96% керівників відділів ІТ-безпеки вважають PKI важливою частиною побудови архітектури нульової довіри.
"PKI, разом з MFA, є одним із найбезпечніших способів впровадження Zero Trust". – Д-р Авеста Ходжаті, DigiCert
Цей підхід поєднує кілька факторів безпеки. Наприклад, смарт-картку з цифровим сертифікатом (володіння) можна поєднати з PIN-кодом (знання) або біометричними даними (спадкування) для посилення автентифікації. Системи єдиного входу (SSO) також використовують PKI для перевірки ідентифікаційних даних користувачів у кількох хмарних додатках. Це усуває необхідність керування кількома паролями, зберігаючи при цьому надійну перевірку на основі сертифікатів. Результат? Оптимізований та безпечний користувацький інтерфейс, який протистоїть спробам фішингу та відповідає принципу Zero Trust "ніколи не довіряй, завжди перевіряй".
З огляду на те, що компрометація ділової електронної пошти становила $2,77 мільярда зареєстрованих втрат у 2024 році, ці засоби захисту важливіші, ніж будь-коли. Найкращі практики включають використання автентифікації на основі сертифікатів для доступу до VPN, вимогу багатофакторної автентифікації (MFA) для конфіденційних операцій PKI (таких як видача або скасування сертифікатів) та зберігання закритих ключів у апаратних модулях безпеки (HSM) для запобігання несанкціонованому доступу або компрометації. Незважаючи на ці досягнення, 33% галузевих інструментів автентифікації все ще покладаються на багатофакторну автентифікацію на основі OTP, що підкреслює необхідність ширшого впровадження рішень на основі PKI.
sbb-itb-59e1987
Проблеми PKI та найкращі практики для нульової довіри
Управління життєвим циклом сертифікатів
Керування сертифікатами TLS може швидко вийти з-під контролю, що призводить до того, що часто називають "розповсюдженням сертифікатів". Це трапляється, коли сертифікати розкидані по всій організації без централізованого інвентарю для їх відстеження. Результат? Сертифікати, термін дії яких минув, залишаються непоміченими, що призводить до збоїв та залишає відкритими прогалини в безпеці. Покладання на ручні процеси для відстеження власників сертифікатів, дат поновлення та конфігурацій просто не масштабується в сучасних складних середовищах.
"Незважаючи на критичну важливість цих сертифікатів, багато організацій не мають офіційної програми управління сертифікатами TLS і не мають можливості централізовано контролювати та керувати своїми сертифікатами". – Муругія П. Суппая та ін., NIST
Виправлення? Автоматизація. Такі протоколи, як ACME, можуть виконувати такі завдання, як реєстрація, встановлення та поновлення, усуваючи необхідність постійного людського нагляду. Інструменти для безперервного моніторингу можуть виявляти зміни в статусі сертифікатів, забезпечуючи своєчасне поновлення та уникнення збоїв. Щоб це працювало, організаціям потрібна офіційна програма управління TLS, яка встановлює чіткі політики та призначає власників сертифікатів.
Коли ці автоматизовані процеси поєднуються з усталеними стандартами, PKI стає міцнішою основою для архітектури Zero Trust.
Відповідність стандартам безпеки за допомогою PKI
Для забезпечення послідовності та ефективності заходів безпеки вирішальне значення має узгодження впровадження PKI із загальновизнаними фреймворками. Такі стандарти, як NIST SP 800-207 та ISO/IEC 27001, підкреслюють важливість надійного управління життєвим циклом сертифікатів. Ці фреймворки також підкреслюють ключовий принцип нульової довіри: автентифікація та авторизація повинні відбуватися окремо та перед кожним сеансом.
"Нульова довіра передбачає, що активам або обліковим записам користувачів не надається неявна довіра виключно на основі їхнього фізичного або мережевого розташування… Автентифікація та авторизація (як суб’єкта, так і пристрою) – це окремі функції, що виконуються до встановлення сеансу з корпоративним ресурсом". – NIST SP 800-207
Зіставляючи можливості PKI з цими стандартами, організації можуть визначити області, де їм бракує прозорості, управління або можливості відновлюватися після інцидентів. Практичним прикладом такого підходу є Національний центр передового досвіду з кібербезпеки NIST, який продемонстрував 19 впроваджень Zero Trust з використанням технологічних внесків 24 галузевих партнерів. Ці приклади надають практичні моделі для організацій, які прагнуть зміцнити свою безпеку.
Ручне та автоматизоване управління PKI
Аргументи на користь автоматизації стають ще зрозумілішими при порівнянні ручного та автоматизованого управління PKI. Ось розбивка їхньої відповідності в ключових областях:
| Особливість | Ручне керування PKI | Автоматизоване управління PKI |
|---|---|---|
| Ефективність | Низький; схильний до людських помилок та затримок. | Високий; автоматизує реєстрацію, встановлення та поновлення. |
| Масштабованість | Складно, оскільки мережі розширюються. | Легко справляється зі зростанням кількості пристроїв та послуг. |
| Узгодження з принципом нульової довіри | Слабкий; важко задовольняє вимоги динамічної автентифікації. | Надійний; підтримує швидку ротацію сертифікатів та постійну перевірку. |
| Ризик відключення електроенергії | Високий; прострочені сертифікати часто залишаються непоміченими. | Низький; автоматизоване відстеження мінімізує час простою. |
| Видимість | Фрагментований та застарілий. | Централізовано та в режимі реального часу. |
Автоматизація не лише зменшує ризик збоїв або людських помилок, вона також забезпечує гнучкість, необхідну для сучасних гібридних робочих сил, які працюють як у локальних, так і в хмарних середовищах. Крім того, автоматизовані інструменти роблять аварійне відновлення швидшим та надійнішим у разі компрометації центру сертифікації. Коротше кажучи, автоматизація є наріжним каменем будь-якої ефективної стратегії нульової довіри.
Висновок
Інфраструктура відкритих ключів (PKI) відіграє центральну роль у втіленні архітектури нульової довіри в реальність. Прив'язуючи цифрові ідентифікаційні дані до користувачів, пристроїв і програм, PKI віддаляє безпеку від застарілих мережевих меж і зосереджується на верифікації на основі ідентифікаційних даних. Цей зсув втілює основний принцип нульової довіри: ніколи не довіряй, завжди перевіряй. З розвитком кіберзагроз попит на автоматизоване та оптимізоване управління PKI продовжує зростати.
Цифри говорять самі за себе: 96% керівників з ІТ-безпеки визнають PKI критичним компонентом побудови системи Zero Trust. Вона забезпечує автентифікацію, шифрування та цілісність даних як у локальних, так і в хмарних середовищах. Оскільки термін служби сертифікатів TLS зараз становить у середньому лише 47 днів, автоматизація управління життєвим циклом, підтримка централізованого нагляду та забезпечення постійного моніторингу більше не є необов'язковими – вони є важливими для уникнення дороговартісних збоїв. Наразі, 33% організацій впровадили стратегії нульової довіри, а ще один 60% має намір наслідувати цей приклад протягом наступного року.
Прагнення до безпеки на основі ідентифікації набирає обертів, що підживлюється зростанням віддаленої роботи, поширенням пристроїв Інтернету речей та регуляторним тиском, таким як Укази виконавчої влади США, що вимагають впровадження принципу нульової довіри для федеральних агентств. Організації, які узгоджують свої стратегії PKI з такими фреймворками, як NIST SP 800-207, та інвестують в автоматизацію, будуть краще підготовлені до боротьби з сучасними кіберризиками та адаптації до майбутніх викликів, включаючи перехід до постквантової криптографії.
поширені запитання
Яку роль відіграє PKI у підтримці архітектури нульової довіри?
Інфраструктура відкритих ключів (PKI) відіграє вирішальну роль в архітектурі нульової довіри, забезпечуючи криптографічну основу для її керівного принципу: «Ніколи не довіряй, завжди перевіряй». Завдяки PKI цифрові сертифікати використовуються для автентифікації користувачів, пристроїв та послуг, забезпечуючи безпечну та захищену від несанкціонованого доступу перевірку. Це ідеально відповідає вимозі Zero Trust щодо ретельної перевірки в кожній точці доступу.
Одна з ключових функцій, які дозволяє PKI, це взаємний TLS (mTLS). За допомогою mTLS і клієнт, і сервер перевіряють особи один одного перед обміном будь-якими даними. Це не лише захищає зв’язок, але й безпосередньо пов’язує дозволи доступу з автентифікованими особами, підкріплюючи принцип доступу з найменшими привілеями.
PKI також забезпечує захист даних за допомогою шифрування. Використовуючи сертифікати SSL/TLS, вона шифрує канали зв'язку, захищаючи їх від таких загроз, як підслуховування або атаки «людина посередині». Крім того, PKI підтримує динамічні потреби безпеки за допомогою автоматизованого управління сертифікатами. Це дозволяє негайно скасовувати скомпрометовані сертифікати, гарантуючи, що контроль доступу залишається безпечним навіть у швидкозмінних середовищах.
Ці можливості роблять PKI невід'ємною частиною будь-якої надійної системи безпеки Zero Trust.
Як автоматизація спрощує управління PKI в моделі Zero Trust?
Автоматизація відіграє вирішальну роль в управлінні інфраструктурою відкритих ключів (PKI) в рамках принципу нульової довіри. У цій моделі кожен користувач, пристрій і служба повинні пройти автентифікацію перед обміном даними. Це створює необхідність видачі, поновлення та скасування тисяч – або навіть десятків тисяч – сертифікатів. Обробка такого обсягу вручну є нереальною. Автоматизація втручається, щоб забезпечити ефективне створення, розповсюдження та ротацію сертифікатів, зменшуючи ризик людської помилки, водночас дотримуючись основного принципу нульової довіри: "ніколи не довіряй, завжди перевіряй"."
для Serionion Для клієнтів автоматизація спрощує керування SSL-сертифікатами та серверами. Вона забезпечує швидку програмну реєстрацію довірених ідентифікаторів для веб-трафіку, API та мікросервісів. Це створює масштабовану, безпечну систему довіри, яка бездоганно відповідає принципам Zero Trust.
Чому TLS 1.3 є кращим вибором для систем безпеки Zero Trust?
TLS 1.3 виділяється як найкращий вибір у середовищах Zero Trust завдяки покращеній безпеці та ефективності порівняно з TLS 1.2. Завдяки включенню обов'язкова пряма секретність, це гарантує, що навіть якщо ключі шифрування будуть розкриті, попередні повідомлення залишатимуться захищеними.
Крім того, TLS 1.3 мінімізує затримку рукостискання, що дозволяє швидше встановлювати з'єднання без шкоди для надійності шифрування. Таке поєднання надійної безпеки та швидшої продуктивності робить його ідеальним для суворих вимог фреймворків Zero Trust, де критично важливими є як високий рівень безпеки, так і низька затримка.
