dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Сейчас веб-сайтах крупнейших российских банков в TLS появился “сертификат Минцифры”, в том числе, на веб-интерфейсах систем “Личного кабинета”. “Сертификат Минцифры” – это сертификат корневого ключа Национального Удостоверяющего Центра, “сертификат НУЦ”. То есть, для штатного соединения – нужно доверие соответствующим корневым сертификатам (от НУЦ). Из коробки – доверие есть только в “Яндекс.Браузере”. В остальных случаях – нужно добавлять сертификат вручную.

С доверием тут проблема не только в браузерах. Сертификатам этим вообще доверяют не все пользователи. В связи с этим сейчас много где рекомендуется некоторый весьма технический метод установки “сертификатов Минцифры”, но с ограничением по допустимым именам хостов, чтобы сертификаты от данного корня считались валидными только для некоторых имён, предположим, для имён только в зоне .RU, или для имён только в DNS-зоне банковсого сайта. Это боязнь атаки типа MITM: технически, всякий УЦ может выпустить сертификат для любого имени.

Речь не про механизмы управления доверием по именам в конкретных браузерах, а именно про уровень TLS-сертификатов и цифровой подписи. Чтобы реализовать ограничения, предлагается “переподписывание” при помощи собственного, локального доверенного корневого ключа, с установлением ограничений в nameConstraints. Схема многим кажется хитрой. И надо заметить, что техническая хитрость в схеме действительно есть. Я не считаю, что это хорошая схема для продвинутого пользователя. Для такого пользователя гораздо лучше – аккуратно создать отдельную копию браузера, со своим списком корней. Поэтому детальных команд я не привожу, но если захотите, то сгенерировать всё нетрудно при помощи OpenSSL (не забудте только ключи удалить).

Вообще, цель этой записки в другом: объяснить, что это всё означает, почему и как работает. Речь здесь пойдёт про веб-браузеры и TLS в HTTPS.

Итак, упомянутая выше схема “переподписывания” давно известна среди специалистов, она вполне штатная, и называется “кросс-подпись”. Логика алгоритма в том, что открытый ключ из целевого “корневого сертификата”, – обозначим его литерой “Б”, – подписывается ключом доверенного УЦ, а получившийся новый сертификат содержит такой же открытый ключ, как сертификат “Б”, и такое же имя в поле Subject. По такой схеме долгое время в браузерах работал УЦ Let’s Encrypt (да и сейчас есть сертификаты для корневых ключей Let’s Encrypt, выпущенные от других УЦ, это улучшает совместимость).

Почему кросс-подпись работает? Потому что в ходе валидации серверного сертификата цепочка строится по именам (Issuer <===> Subject), а подписи проверяются по открытым ключам из сертификатов цепочки. Часть цепочки – присылает сервер, а доверенный корень – встроен в браузер. Чтобы сертификат был признан валидным, необходимо (но не достаточно), чтобы цепочка пришла к доверенному ключу. Но нет разницы, что это за ключ и откуда он – главное, чтобы он был доверенным. Поэтому прочие данные из TLS-сертификата всегда играют вспомогательную роль, главное, что есть в сертификате – открытый ключ. Поэтому и сертификаты строго называют “сертификатами ключей”.

Предположим, что сервер вернул собственный, оконечный сертификат, а подпись на этом сертификате стоит от ключа промежуточного удостоверяющего центра (УЦ), сертификат данного ключа тоже прислал сервер. Валидирующий сертификаты браузер выбирает сертификат подписывающего ключа, прежде всего, по имени Issuer из подписанного сертификата, потом производится попытка проверки подписи ключом из выбранного сертификата. Если вдруг оказалось несколько сертификатов, подходящих по имени, но с разными ключами, то процедура проверки подписи даст валидный результат только для правильного ключа. Обратите на этот момент внимание – он главный: проверка подписи выполняется при помощи ключа, и доверие, в конечном итоге, выстраивается по ключам. Фокус схемы с кросс-подписью в том, что ваш браузер начинает верить в ключ потому, что доверие этому ключу прямо установлено. И установлено доверие можут быть другим корневым сертификатом, а не тем, который предлагается “скачать и установить”. Главное, чтобы открытый ключ совпадал.

Оказывается, этот момент регулярно ускользает из поля внимания даже технически продвинутых пользователей, а в результате – теряется понимание процесса.

Рассмотрим очень подробный пример.

Пусть сервер адресуется именем example.com. Для example.com выпущен оконечный (серверный) сертификат от ключа промежуточного УЦ под названием Interm-CA-1. Для открытого ключа этого УЦ Interm-CA-1 выпущен сертификат “корневым УЦ” Root-CA-1. И открытый ключ Root-CA-1 встроен в браузер. Браузер доверяет открытому ключу Root-CA-1. Этот открытый ключ непосредственно указан в сертификате Root-CA-1. Тогда браузер выстраивает цепочку example.com <- Interm-CA-1 <- Root-CA-1, проверяет подписи от Root-CA-1 на Interm-CA-1, а от Interm-CA-1 на example.com и, если всё сошлось, распространяет доверие по цепочке до сертификата example.com. Это обычный способ, без кросс-подписи.

Теперь представьте, что в браузере есть и Root-CA-2, тоже доверенный. Пусть Root-CA-2 выпустил и подписал сертификат для того же открытого ключа, который указан в сертификате Root-CA-1. “Обычный” сертификат корневого ключа Root-CA-1, который упоминался выше, – это самоподписанный сертификат, то есть, подпись в нём от того же ключа, открытая часть которого указана в сертификате. Новый сертификат, выпущенный для ключа Root-CA-1 не является самоподписанным – его подписал Root-CA-2, используя другой ключ.

Обратите внимание: открытый ключ в этом новом сертификате – тот же, что и в самоподписанном сертификате корневого ключа Root-CA-1. Это подпись другая. Соответственно, этот открытый ключ позволит успешно проверить подпись, поставленную Root-CA-1 на сертификате Interm-CA-1 из цепочки, описанной выше. Более того, когда УЦ Root-CA-2 генерировал сертификат для ключа Root-CA-1, то этот УЦ и в качестве имени Subject сертификата указал Root-CA-1. Но Issuer – отличается: здесь стоит Root-CA-2 (в самоподписанном исходном и Issuer, и Subject – были Root-CA-1). Браузер верит ключу Root-CA-2. Теперь возможна другая цепочка: example.com <- Interm-CA-1 <- {Root-CA-1} <- Root-CA-2. Цепочка ведёт к Root-CA-2, он доверенный. Сертификат в фигурных скобках {Root-CA-1} – это сертификат для того же открытого ключа, от Root-CA-1, но выпущен он Root-CA-2. А раз это тот же ключ, то и для сертификатов, которые в цепочке находятся левее {Root-CA-1} ничего не поменялось – доверие транслируется точно так же. Это и есть кросс-подпись.

В схеме кросс-подписи больше не нужен доверенный корневой самоподписанный сертификат Root-CA-1. Его не нужно ставить в браузер вообще, потому что доверие транслируется от Root-CA-2 через кросс-подпись, поставленную на ключе, а не “на исходном сертификате”, как почему-то иногда пишут. Нет, исходный корневой сертификат не “переподписывается” – из него просто берётся открытый ключ, а далее доверие этому ключу образуется при помощи его подписывания собственным, локальным корневым ключом. И в браузер добавляется доверие этому, корневому ключу. Естестсвенно, необходим {Root-CA-1} (в фигурных скобках), выпущенный Root-CA-2. Этот сертификат (в фигурных скобках) локальный, его не пришлёт сервер. Поэтому сертификат придётся добавить в браузер (если для этого сертификата установить флаг доверия, то не нужен уже Root-CA-2, кстати. Но см. ниже про целевые ограничения – их нельзя утрачивать.)

Где же здесь ограничения? Они в nameConstraints. В TLS-сертификатах есть штатный способ, который позволяет описать ограничения по именам, для которых применим ключ из сертификата. Обратите внимание на важный момент: это механизм описания, он вовсе никак не позволяет “реализовать ограничение”. Реализация – остаётся на стороне валидатора сертификатов. То есть, если браузер применяет ограничения из блока сертификата nameConstraints, то сертификат не будет считаться валидным для имён, за пределами списка, если не применяет – будет. Современные браузеры nameConstraints обрабатывают и ограничения применяют. В частности, Firefox действует даже строже, чем предписывают RFC, касающиеся этих ограничений.

Механизм ограничения валидности довольно прост: в поле nameConstraints перечисляются наборы DNS-имён для которых разрешено или запрещено применять ключ при проверке подписи. Прежде всего, данное поле предназначено для сертификатов ключей УЦ. То есть, для ключей, от которых выпускаются другие сертификаты. При корректном применении ограничения должны действовать по всей цепочке вниз. Например, если в корневом сертификате указано ограничение “разрешено только для example.com”, то валидатор, следующий ограничениям, не примет сертификат от этого корня для example.net. Цепочка проверки при этом может включать несколько промежуточных сертификатов. Ограничения по именам применяются и тогда, когда в сертификате этих имён много: все имена должны быть разрешены, иначе валидация не пройдёт. То есть, при правильной реализации, метод весьма действенный.

Теперь, если мы подписываем кросс-подписью ключ другого УЦ, то мы можем указать нужные ограничения в сертификате, который подписываем. Ограничения перечисляются в nameConstraints. В принципе, ограничения можно указать и сразу в локальном сертификате корневого ключа. В качестве состава ограничений может быть как только конкретный домен верхнего уровня, так и конкретные DNS-имена веб-сайтов. Тогда браузер посчитает невалидными оконечные сертификаты, выпущенные от исходного корневого ключа, но для имён, которые не входят в разрешённый список. Предполагается, что это противодействует потенциальным MITM-атакам: “ограниченный” корневой сертификат уже не позволит браузеру посчитать валидным оконечный сертификат, выпущенный для, условно, google.com. Заметьте, впрочем, что у Chrome и Google есть специальные меры, отслеживающие подобную подмену без всяких nameConstarints и собственного локального корня. При этом локальный корень, налаженный по описанной схеме в том же Chrome, данные меры поломает, поскольку всё будет выглядеть так, как если бы в систему установлен “сертификат корпоративного УЦ”, а для таких случаев многие способы детектирования подмены серверных ключей работают не так строго. Это один из неочевидных аспектов использования данного решения.

Итак, схема сводится к следующим шагам: 1) генерируем собственный корневой секретный ключ и сертификат для этого ключа с ограничениями по именам в nameConstraints; 2) встраиваем в браузер открытую часть данного ключа в качестве доверенного; 3) выпускаем от этого корневого ключа сертификат кросс-подписи для ключа из “сертификата Минцифры”, совпадающий по имени Issuer с “оригинальным”, возможно, повторяем тут ограничения по именам, добавляем этот сертификат тоже в доверенные. “Сертификат Минцифры” – добавлять не нужно, уже добавлен ключ из него. Всё. Теперь браузером начинают считаться доверенными сертификаты только на сайтах, подходящих по именам.

Какие есть подводные камни на этом направлении? Самые разные. Форма и размер этих камней – определяются теми рисками, с которыми вы попытались бороться. Прежде всего: наличие локального “ограниченного” корня вовсе не отменяет установления TLS-соединения. Нет. Браузер всё равно будет подключаться к произвольным сайтам, выполнять начальную стадию TLS-соединения, и лишь получив в ответ сертификат, ключ из которого сходится к нашему “ограниченному корню”, применять ограничения по именам и выдавать ошибку, если ограничения не позволяют принять сертификат. Про это нельзя забывать: собственный корень не ограничивает подключение и обработку сертификатов, он управляет только итогом валидации.

Заметьте, кстати, что если на локальном компьютре установлен антивирус, перехватывающий TLS-соединения браузера, то все описанные манипуляции с сертификатами никак не повлияют на реальное положение дел с валидацией.

Добавление локального корневого сертификата в доверенные означает, что если соответствующий секретный ключ утечёт, то тот, кто его получил, сможет подменять сертификаты для всех вариантов имён, подходящих под ограничение nameConstaraints. Если это сайты банков, то сразу возникает весьма неприятный риск. Поэтому, как минимум, следует защитить (лучше – уничтожить) такой “подменный” секретный ключ. Этот момент тоже постоянно упускают из виду.

Соответственно, если идея “ограничений” состояла в том, чтобы ограничить применение “сертификатов к сайтам”, то в данной схеме это не так, сертификаты продолжают применяться, они лишь не считаются валидными. Поэтому вариант с отдельным браузером, под конкретные сайты, имеющим собственный набор корневых сертификатов, в который либо добавлен вручную оригинальный корень, либо собственный корень для “кросс-подписи”, может оказаться сильно лучше.

Адрес записки: https://dxdt.blog/2026/08/22/18987/