dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

ACME – это протокол автоматизации, применяемый для запроса и выпуска TLS-сертификатов. Нередко заходит речь о том, как этот протокол использовать правильно, чтобы получить какие-то выгоды в плане, что называется, архитектуры безопасности. Поделюсь некоторыми соображениями, в том числе, схемой. Возможно, это будет полезно, в том числе, в качестве образовательного материала.

Прежде всего, несколько базовых моментов. Естественно, на каких-то веб-ресурсах, типа “личный сайт”, можно использовать банальный механизм – тот или иной готовый ACME-клиент, который исполняется хоть бы прямо и на той же виртуальной машине, где и сам веб-сервер. Но для мало-мальски серьёзного сервиса – такое, конечно, является неграмотным решением и недопустимо: нельзя держать вместе с веб-сервером некоторое непонятное внешнее ПО, которое, потенциально, имеет права суперпользователя и может работать с серверными секретными ключами и сертификатами (насчёт ограничений прав пользователя: тут, конечно, нельзя забывать, что в большинстве современных ОС, – в том числе, серверных, – от “обычного” пользователя до суперпользователя – дорога весьма коротка и часто пряма; впрочем, это другая тема).

Итак: нельзя держать системное ПО внешнего предназначения, да ещё и связанное с криптографическими артефактами, там же, где работает защищаемый веб-сервер, и там же, где генерируются ключи. ACME этого не требует. Напротив – под ACME можно построить безопасную архитектуру с полной автоматизацией. Однако защищённая архитектура, с разделением ролей, получается сложнее (см. схему).

Ниже мы разберёмся с тем, как не только можно разделить процесс запроса TLS-сертификата и процесс использования TLS-сертификата, но ещё и вспомним, что секретный ключ, соответствующий сертификату, можно (и нужно) унести и с машины, на которой работает TLS-сервер (это не обязательно, но именно такой вариант рассматривается ниже).

Несколько важных тезисов.

ACME-клиенту нужен доступ только до ACME-сервиса выпускающего Удостоверяющего Центра (УЦ), больше никаких доступов не требуется. То есть, не требуется ни доступ к веб-серверу, ни доступ к DNS-серверу. Понятно, что размещать код подтверждения всё равно нужно, но это может делать другой компонент – ещё раз обратите внимание: роль ACME-клиента ограничивается взаимодействием с ACME-сервисом УЦ, такое взаимодействие – необходимо, а всё остальное, что сейчас привычно навешивают на единственный клиент, является опциональным. Навешивать опциональные фукнции на ACME-клиент, в случае серьёзного сервиса, – неграмотно.

Секретный серверный ключ TLS-сервера не требуется при выпуске сертификата – этот ключ не нужно передавать в УЦ, не нужно показывать его и ACME-клиенту. В схеме, которую мы рассмотрим ниже, секретные ключи вообще хранятся на отдельном подписывающем сервере, их нет даже на TLS-узлах, принимающих входящий трафик пользователей.

Валидация права управления именем (DCV), в защищённом распределённом сервере, должна происходить строго через DNS. Поэтому мы спроектируем отдельный набор “микросервисов”, реализующих такую проверку. Прохождение DCV в ACME требует специального префикса (или “суффикса”, тут как посмотреть): _acme-challenge. Это сделано специально, поскольку позволяет вынести проверку на отдельные DNS-серверы, которые не поддерживают основную зону. Размещение DNS-записей для DCV не требует передачи ACME-клиенту каких-то ключей доступа к авторитативным серверам DNS-зоны (далее они обозначаются – NS). Мы будем использовать самый верный вариант настройки DNS – делегирование ACME-имени _acme-challenge на отдельные NS (можно размещать запись непосредственно на NS основной зоны, можно настроить и CNAME, но этот последний вариант – не рекомендуется использовать). Никакая разумная конфигурация DNS для ACME-DCV не требует передачи ACME-клиенту контроля над зоной или каких-то ключей управления, всегда можно сделать безопасную схему.

Итак, архитектурное решение для реализации выпуска и использования TLS-сертификатов при помощи ACME-автоматизации. Решение состоит из трёх основных элементов: подсистема DNS – для обеспечения DCV; основной сервис TLS – это основные узлы сервиса, куда подключаются пользователи, можно считать, что за ними стоят защищаемые веб-серверы; диспетчер ACME – для взаимодействия с внешним УЦ, заказа и получения сертификатов.

Сама схема – ниже (по клику – в большем разрешении).

В качестве примера тут зона example.com. ACME-имя _acme-challenge.example.com – делегируется на два специализированных DNS-сервера, которые предназначены для публикации кодов подтверждения в TXT-записях. Данные на эти выделенные серверы передаёт специальный сервис, роль которого состоит в получении свежих данных DCV от диспетчера ACME и в передаче этих данных на публикацию. Почему изолированы NS? Потому что они не должны иметь доступ к основной зоне. При этом, в общем случае, перехват управления этими NS-ами позволяет заказывать и выпускать сертификаты через другой ACME-аккаунт, но только в том случае, если УЦ не поддерживает указания ACME-аккаунта в CAA-записи. Дело в том, что наши специализированные NS для DCV просто не позволяют публиковать CAA-записи (тем более – в зоне уровнем выше). Поэтому применяется CAA из основной зоны, а там, предположим, указан идентификатор аккаунта, которому только разрешено заказывать сертификаты для этого имени.

Блок сервисов, связанный непосредственно с TLS (слева вверху на схеме). Обратите внимание, что здесь все операции, использующие серверный секретный ключ “от сертификата”, вынесены на специальный подписывающий сервер. Речь про секретный ключ, соответствующий открытому ключу в сертификате сервера. Вообще, при установлении TLS-соединения сам этот договременный секретный серверный ключ не требуется, требуется возможность подписывания сессии (значения хеш-функции). Понятно, что для вычисления подписи секретный ключ нужен, но само его значение никакой роли в TLS-соединении не имеет. А цифровая подпись, при установлении TLS-соединения, требуется всего один раз. (Тут речь строго про современную схему TLS 1.3, где использование RSA для передачи сессионного секрета прямо запрещено, и такой секрет должен вычисляться по протоколу Диффи-Хелмана.)

Поэтому операции подписи могут быть прозрачно вынесены на защищённый сервер, где будет доступ к секретному ключу. При такой схеме – веб-сервер не знает секрета от TLS-сертификата. Такой “бесключевой” TLS вполне возможен и используется в решениях с повышенными требованиями безопасности. (Но для ACME это не является обязательным, так что, в принципе, если наладить такой вариант не получается, поскольку он показался слишком сложным, то можно объединить управление ключами с веб-сервером.)

Блок TLS на схеме содержит “микросервис” под названием “Формирователь CSR”. CSR – это файл запроса на сертификат. Этот файл, помимо других параметров, содержит открытый ключ сервера для включения в сертификат и цифровую подпись от этого же ключа. Именно по причине наличия подписи наш формирователь CSR должен иметь доступ к подписывающему серверу: подготовив блок CSR, формирователь запрашивает подпись у этого сервера и присоединяет значение подписи к блоку CSR. Получившийся файл можно использовать в ACME-клиенте для запроса сертификата (после прохождения DCV – см. ниже). Обратите ещё раз внимание: секретного ключа “от сертификата” тут нет ни у формирователя CSR, ни у TLS-узлов – что уж говорить про ACME-клиент.

ACME-клиент в этой схеме взаимодействует только с ACME-сервисом УЦ, где, по команде от программы-диспетчера, исполняемой отдельно, запрашивает DCV и сертификаты. Как описано выше – коды подтверждения передаются через диспетчер на публикацию в контур DNS. При штатной работе, после того, как TXT-записи опубликованы, ACME-клиент запросит проверку на стороне УЦ и DNS-резолвер УЦ обратится к DNS, чтобы получить по независимому каналу значение кода DCV из TXT-записи – это соответствует оранжевой стрелке внизу схемы.

Посмотрим ещё раз на шаги алгоритма выпуска TLS-сертификата, при штатной работе.

***

1.

Диспетчер (см. схему) получает CSR с актуальными данными от формирователя CSR (подпись от защищённого сервера, с актуальным ключом, в CSR – нужное DNS-имя).

2.

Диспетчер отправляет в ACME-клиент запрос на DCV (CSR на этом шаге в ACME не требуется, но будет нужен ниже).

2.1. ACME-клиент инициирует взаимодействие с УЦ через ACME-аккаунт (возможно, используя отдельное хранилище ключа от ACME-аккаунта – см. схему; зачем это может быть нужно – возможно, распишу в отдельной записке; главное – не забывайте, что ACME-аккаунт существует, там есть секретный ключ и он тоже важен).
2.2. ACME-клиент запрашивает прохождение DCV (проверка права управления DNS-именем) на стороне УЦ и получает код подтверждения, который требуется разместить в DNS.
2.3. ACME-клиент передаёт этот код подтверждения (DCV-код) диспетчеру, оджидает публикации кода в TXT-записи.

3.

Диспетчер формирует файлы данных с актуальным кодом подтверждения (DCV-код) и ожидает публикации (у диспетчера нет прямого доступа к сервису подготовки TXT-записей, напротив – тот сервис периодически сам проверяет статусдиспетчера, определяет, не нужно ли разместить новые записи).

4.

Сервис подготовки TXT-записей забирает ткущий код DCV из обменной области диспетчера.

5.

Сервис подготовки TXT-записей направляет команду публикации TXT-записей авториативным серверам специализированной зоны _acme-challenge и получает подтверждение публикации.

6.

Если публикация TXT прошла успешно, сервис подготовки TXT-записей направлет подтверждение диспетчеру.

7.

Диспетчер отправляет команду фактического запуска DCV ACME-клиенту и ожидает получения сертификата (если проверка пройдёт успешно).

8.

ACME-клиент запрашивает фактическую проверку DCV у УЦ (через ACME-API) и начинает периодический опрос статуса заказа на стороне УЦ (ожидание выпуска сертификата – это свойство ACME).

9.

Если DCV завершилась корректно и успешно, то ACME-клиент получает от диспетчера CSR и запрашивает новый сертификат для подтверждённого имени (или для нескольких имён). Обратите внимание: обычно, у ACME УЦ есть некоторый период, в течение которого действует пройденная DCV. Это означает, что запросить новый сертификат можно без DCV, если срок валидности прошлой успешной проверки для этих же имён не закончился. В описании и на схеме этот момент не учитывается – он не имеет принципиального значения.

10.

Если сертификат успешно выпущен, то ACME-клиент скачивает его и возвращает диспетчеру. Диспетчер подготавливает полный набор промежуточных сертификатов, нужный для успешного использования. Промедуточные сертификаты либо можно получить через ACME-клиент, если УЦ это поддерживает, либо скачать по ссылкам в оконечном, серверном сертификате (этот последний метод – гораздо надёжнее). Диспетчер валидирует цепочку сертификатов, перед тем, как передать её дальше.

11.

Диспетчер размещает новый сертификат и цепочку промежуточных в обменной области, откуда их могут забрать либо сами TLS-узлы, либо промежуточный узел, реализующий “деплой” сертификатов. Вариант с таким промежуточным узлом на схеме не показан (тем не менее, я бы сказал, что это предпочтительный вариант).

12.

TLS-узлы забирают новый сертификат из обменной области диспетчера и устанавливают его на TLS-сервер (с дополнительной проверкой валидности по цепочке). Обратите внимание, что секретный ключ уже настроен на стороне подписывающего сервера – TLS-узлам лишь нужно переключиться на новый идентификатор ключа, который они используют при запросе подписи. Секретный ключ уже настроен потому, что он необходим для получения подписи на CSR.

13.

Переход на новый сертификат завершился.

***

Управление расписанием получения новых сертификатов, график замены ключей – остаются за пределами данного описания. Так же, как и процесс отзыва сертификата (возможно, напишу отдельно). Не забывайте, что в ACME не существует таких функций как “перевыпуск” или “продление” TLS-сертификата – это довольно частая терминологическая ошибка. ACME подразумевает, что клиенты всегда обращаются за новым сертификатом.

Отозванный TLS-сертификат и “недоверенный” TLS-сертификат – две принципиально разных ситуации. Под “недоверенным” здесь подразумевается TLS-сертификат, для которого не удалось установить доверие – например, сертификат подписан от ключа, который не считается доверенным проверяющей стороной, или сертификат самоподписанный (при этом, опять же, нет доверия ключу). В случае с браузером и веб-сайтом – на веб-сервере установлен серверный сертификат, выпущенный Удостоверяющим Центром (УЦ), который не входит в набор доверенных УЦ браузера.

Для таких недоверенных сертификатов невозможно проверить статус – отозван или нет. Почему? Потому что проверка статуса требует доверия источнику информации об этом статусе. Обычно, адрес, по которому можно получить ответ о статусе, записан в самом сертификате (точка раздачи CRL или OCSP-респондер). Соответственно, если проверяющая сторона не доверяет подписи на сертификате, то она не доверяет и составу сертификата, и, что важнее, УЦ, который сертификат выпустил. Но самое главное, что, очевидно, просто нет смысла проверять статус сертификата, которому, по другим причинам, нет доверия и так. Отозван или нет – без разницы.

Совсем другая история – достоверно отозванный сертификат. Сам факт того, что проверяющей стороне удалось определить статус сертификата (отозван), означает, что эта сторона смогла построить доверенную цепочку до УЦ, а потом, используя эту цепочку, проверила статус. То есть, всякий ответ о статусе сертификата обязательно должен быть удостоверен УЦ – иначе нет смысла. УЦ подписываются и OCSP-ответы, и CRL. Естественно, недоверенный сертификат тоже может быть “отозванным”, формально, но информация о его статусе не может являться доверенной, так что – она не имеет значения, не влияет на фактический статус сертификата.

Пример для отозванного TLS-сертификата: браузер подключился к веб-узлу, получил серверный сертификат, смог его валидировать успешно, но, на последнем шаге, получил доверенный ответ от УЦ, что сертификат отозван. Это означает, что сертификат заведомо плохой – об этом есть подтверждённая информация от УЦ. Почувствуйте, как говорится, разницу: отозванный сертификат – отозван доверенным способом, проверка подтверждает, что браузеру удалось установить цепочку доверия УЦ; недоверенный сертификат – про него ничего нельзя сказать, он может быть произвольным по составу и статусу, а доверия УЦ установить не удалось.

Именно поэтому должно существенно различаться поведение стороны, которая валидирует сертификат, например, TLS-клинета: для отозванного сертификата – запрещаем доступ к ресурсу; для недоверенного – предоставляем пользователю возможность выбрать, что делать (например, “всё равно продолжить” в браузере), предварительно сообщив, что подлинность определить невозможно, так что пользователь сам должен решить вопрос с доверием.

Что касается отзыва сертификатов ведущими Удостоверяющими Центрами (УЦ), в рамках санкций, и прочего подобного блокирования. Вообще, заблокировать сами TLS-сертификаты невозможно: такой сертификат – это технический контейнер, носитель имён и открытого ключа, специального формата. Так что речь идёт совсем о другом: блокированию тут подвергается возможность получения подписей от определённых ключей – от ключей УЦ. Особенность этих ключей в том, что с их помощью сейчас подтверждается разрешение на доступ к определённым ресурсам для определённых приложений. То есть, это блокирование прикладного уровня. Обычно, ресурсом тут выступает веб-сайт, а приложением для доступа – веб-браузер.

Удостоверяющий центр разрешает пользователям подключаться к “доверенным веб-сайтам” при помощи выдачи этим сайтам токенов доступа. И вот в качестве носителя этих токенов – служат TLS-сертификаты. Так исторически сложилось. Эти сертификаты, строго говоря, надо называть X.509-сертификатами, которые разработали для телеграфа, но тут и дальше – пусть уж будут TLS-сертификаты. Так что запрет доступа здесь – это не запрет доступа к сертификатам, как к артефакту, а запрет доступа к механизмам получения подписи. Это важный момент, понимание которого может позволить уловить и линию приложения блокировок.

TLS-сертификаты, сами по себе, не имеют никакого отношения к базовым механизмам работы Интернета. Да, TLS-сертификаты сейчас используются повсеместно, в том числе, в процессах обеспечения работы Интернета, как межсетевой структуры. Но не в самих базовых протоколах. Например, TLS-сертификаты служат для авторизации в системах VPN, для авторизации в различных панелях управления (не обязательно, что и через веб) и т.д. TLS-сертификат можно выпустить самостоятельно, для произвольного имени. Можно даже устроить аутентификацию по отпечаткам ключей из сертификатов, минуя вообще всякие УЦ. Другое дело, что это не будет работать в “коробочной” среде, для веб-браузера и веб-сайта.

Поскольку Интернет сейчас массово воспринимается как носитель веба, то исключение из упомянутой общей, “коробочной” системы создаёт большие трудности. Но сама технология блокирования, которая здесь проявляется в сертификатах, эффективна именно потому, что не связана с Интернетом, как с сетью. Представьте, что отзыв TLS-сертификата требовал бы удаления из DNS доменного имени и снятия анонсов IP-префиксов, которые к этому имени были привязаны через адресные записи. Это была бы совсем другая история. Естественно, можно ожидать, что и к такому придёт. Но только, что называется, с другой стороны: не от IP через DNS к сертификатам, а из процесса подписывания токенов – к сетевой доступности.

Я очень давно говорю и пишу, что развитием всего этого направления под условным названием “как нам нарезать интернетов” является пропуск только подписанного трафика промежуточными узлами. Причём, подписывание – происходит на стороне приложений. Да, ещё лет десять назад, услышав такое предположение, люди, мягко говоря, “проявляли скепсис” (что уж там вспоминать период двадцать лет назад). Но посмотрите вокруг – частично это уже реализовано, а возникшая, благодаря вмешательству промежуточных узлов, непрозрачность – уже мешает отладке, перемешивая протоколы разного уровня. Поэтому-то блокирование в приложениях – максимально эффективно: оно не зависит от сетевых протоколов, а пользователи – ну, они же пользуются приложениями, а не пакеты отправляют.

Этот уровень приложений, как ни странно, очень технологичен. Но речь тут вовсе не про “используй фреймворк “Имярек”, чтобы лучше адаптировать агентов типа John Doe”. Нет. “Фреймворк и агенты” – это технологии, но не технологичность. Технологичность скрывается за процессом контроля над способом применения технологий. Если на примере инфраструктуры УЦ: сейчас кругом только и слышно, что про ACME и его использование – это про протокол автоматического заказа и получения TLS-сертификатов. Но реально ли речь всегда идёт о протоколе? Оказывается, нет. ACME – весьма заумный и развесистый протокол. Мало кто читал спецификацию, мало кто его понимает. Оказывается, что в большинстве случаев использовать хотят не протокол, а некий готовый продукт, популярную утилиту или библиотеку на основе ACME. Например, хотят не ACME, а чтобы работали certbot или acme.sh, а также и какой-нибудь ещё фреймворк. Вот эта зависимость – и есть технологичность, а не просто технологии.

Да, отдельные TLS-сертификаты для веб-сервера нетрудно выпускать самостоятельно, используя готовую библиотеку или утилиту. Гораздо сложнее сделать УЦ, который должен проверять, что заявленное имя сооотвествует предоставленному открытому ключу. И ещё сложнее сделать такой УЦ не на базе “готовых скриптов”. И тем более непросто реализовать валидацию сертификатов в веб-браузере, чтобы соблюсти все типовые условия. А ведь именно связка “браузер-УЦ” тут и работает в качестве линии приложения блокировок, вовсе не TLS-сертификат.

Разворачиваются новые УЦ, но на готовой базе. Допустим. При этом, что касается технологичности, то для тех же TLS-сертификатов в вебе планируется резкая смена концепции: буквально через несколько лет будут сертификаты на хеш-деревьях, процесс выпуска и валидации которых принципиально отличается от текущей схемы. Готовые библиотеки и утилиты – отстанут, не смогут технологически работать с новой схемой. Но в распространённых браузерах, в других ведущих приложениях, – и, тем более, на стороне ведущих УЦ, – всё работать будет, потому что они-то и являются источником технологий, то есть, носителем подлинной технологичности, поразумевающей понимание того, как можно строить велосипеды – это остальным предложено “не изобретать велосипед”, а брать готовое.

Использование хеш-деревьев в TLS-инфраструктуре веба, в TLS-сертификатах, обусловлено переходом на постквантовые криптосистемы цифровой подписи. Тоже хороший пример. Возможно, что в некоторый момент ведущие разработчики браузеров скажут, что браузеры больше не считают стойкими и надёжными сертификаты, выпущенные без постквантовой криптосистемы, а соответствующие веб-сайты – будут отображаться “как небезопасные”. Сложно ли такое представить? Конечно нет. Это вполне логично – устаревшие технологии в какой-то момент оказываются слабыми, браузер должен их блокировать тоже – какие могут быть возражения? Такое уже несколько раз происходило, и с DSA, и с SHA-1, и с длительностью действия сертификатов, и так далее, и тому подобное.

Ещё раз подчеркну – хитрость в том, что, действительно, устаревшие криптосистемы теряют стойкость, это без всякого сарказма. А вот уже с длительностью действия сертификатов – есть разные точки зрения, как говорится. Но Google в браузере Chrome даже не собирается поддерживать постквантовые криптосистемы подписи сертификатов, кроме как в варианте с хеш-деревьями (MT-сертификаты). Так что токены доступа – станут токенами доступа, и эта роль не зависит от типа носителя.

Нужен ли практический квантовый компьютер для того, чтобы объявить имеющиеся “не-постквантовые” криптосистемы подписи нестойкими? Нет, не нужен. Достаточно описания алгоритма Шора и непрекращающегося потока публикаций из тех же ведущих технологических корпораций о том, что необходимый прогресс на пути к квантовому компьютеру – велик и неуклонен.

При этом привязка к краковременным токенам доступа самой возможности подключения к веб-узлу – ещё больше повысит эффективность блокирования на уровне приложений. И даже не потребуется снимать зоны верхнего уровня с делегирования.

Сделал специальный сервис для DNS – dns.1d.pw. Не торопитесь кликать – там нет A-записи, это именно что DNS-сервис, но он полезен для отладки и поиска причин возникновения проблем. Смысл вот в чём: если спросить в DNS TXT-запись для dns.1d.pw, то в ответ вернётся информация о том, как виден со стороны авторитативного сервера DNS-резолвер, который выполнил DNS-запрос. Вот простейший пример (здесь и далее используется утилита dig из пакета BIND):

$ dig dns.1d.pw -t TXT +short
"ns: dns-b"
"transport: UDP"
"src: [2a04:e4c0:10::145]:63761"
"target [id]: dns.1d.pw. [34301]"

Спрашивать нужно именно TXT: с A-записью – не получится. Кроме TXT – поддерживается только минимум: SOA и NS.

Ответ состоит из нескольких TXT-записей. Выясним, – пока кратко, – что в них видно (по порядку сверху вниз, как в примере):
внутренне имя авторитативного сервера, который обработал запрос (dns-b);
транспорт (UDP), по которому сервер получил запрос и ответил резолверу (то есть, не вашему клиенту, а именно резолверу);
IP-адрес узла, приславшего запрос, и номер порта ([2a04:e4c0:10::145]:63761); Здесь IPv6-адрес – сервис, естественно, поддерживает IPv6 тоже;
целевое имя, как его было видно в DNS-запросе, и код ID DNS-сообщения (dns.1d.pw. [34301]); дальше я объясню, почему это важно, хотя, казалось бы, имя и так известно.

И это не все параметры, которые присылает данный сервис.

Подобные сервисы существуют, и достаточно давно. Например, есть “очки” от Google: o-o.myaddr.google.com – показывает адрес резолвера и состав ECS, есть “пробник” от Akamai: whoami.ds.akahelp.net, и другие. Понятно, что у этих сервисов – свои ограничения. Например, я разу добавил поддержку DNS over TLS, поскольку данную технологию можно использовать между резолвером и авторитативными серверами (естественно, поддержка авторитативными серверам – редкость, но тем не менее).

Итак, технический смысл затеи: DNS-зона dns.1d.pw делегирована на специально разработанные NS-серверы, которые собирают данные о запросе, упаковывают их в TXT-записи, и отправляют в ответ. Такой способ позволяет информации пройти по цепочке, через резолвер. То есть, при штатной схеме работы, рекурсивный опрос для клиента выполняет рекурсивный резолвер, и именно это резолвер, в конце DNS-поиска, пришлёт запрос на авторитативный сервер. Например, если воспользоваться Google Public DNS, то мы увидим IP-адрес из пула DNS-сервисов Google (пример для 8.8.8.8):

$ dig @8.8.8.8 dns.1d.pw -t TXT +short
"ECS: 185.39.19.0/24/0"
"ns: dns-b"
"src: 74.114.29.150:43267"
"target [id]: dns.1d.Pw. [2909]"
"transport: UDP"

Обратите внимание, здесь добавилась информация о подсети источника запроса – ECS: 185.39.19.0/24/0. Это именно источник того запроса, который поступил в систему Google, а сервис DNS-резолвинга Google пронёс эту адресную информацию до авторитативного сервера. То есть, если вы используете сервис 8.8.8.8, то, – при прочих равных, – авторитативные серверы видят номер вашей подсети (обычно, это подсеть интернет-провайдера). Авторитативные серверы DNS – это не серверы Google, а подсеть видна даже в том случае, если прочий трафик завёрнут в VPN.

Кроме сведений о префиксе ECS, этот второй пример содержит другой адрес источника: 74.114.29.150 – IPv4-адрес резолвера Google. Сервис Google может приходить за DNS-данными и по IPv6, и по IPv4.

Приглядитесь к записи целевого имени – dns.1d.pw: при вызове dig имя записано строчными буквами, но в TXT-записи вернулось dns.1d.Pw (заглавная P). Именно так имя увидел авторитативный сервер. Что это? Это называется “рандомизация регистра символов” – один из дополнительных факторов защиты от спуфинга ответов, который применяет Google. Если воспользоваться аналогичным сервисом Cloudflare (1.1.1.1), то “рандомизации регистра” не случится:

$ dig @1.1.1.1 dns.1d.pw -t TXT +short
"target [id]: dns.1d.pw. [33389]"
"ns: dns-a"
"src: [2400:cb00:78:1024::ac44:b97b]:24308"
"transport: UDP"

Чтобы наблюдать такие эффекты и требуется возврат исходного имени в TXT-ответе. Дело в том, что изменяет имя резолвер, поэтому, без подобных хитростей, на DNS-клиенте резолвера обнаружить изменения нельзя.

Второй фактор защиты от спуфинга тоже можно видеть на распечатке выше: это номер транзакции (id – 33389). Сервер должен ответить с тем же номером, который отправил DNS-клиент в запросе. Третий типовой фактор – номер порта-источника (особенно актуально в UDP). Запросы в DNS отправляются на номер порта 53 (udp, tcp) и 853 (DNS over TLS), а номер порта-источника, соответственно, рандомизируется (должно быть сложно его угадать).

Сервис можно использовать для того, чтобы увидеть собственный внешний IP и параметры собственных DNS-запросов. Для этого нужно выступить в роли резолвера, направив DNS-запрос непосредственно узлу данного сервиса. Имена можно узнать, запросив список NS:

$ dig @8.8.8.8 dns.1d.pw -t NS +short
ns-dns-a.1d.pw.
ns-dns-b.1d.pw.

Спрашиваем напрямую ns-dns-a.1d.pw:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +short
"target [id]: dns.1d.pw. [31841]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:26283"
"transport: UDP"

Получили в “src” IP-адрес, с которого отправлен локальный запрос (точнее: тот адрес, который видит внешний сервис – потому что может быть NAT и тому подобные штуки).

Основной транспорт для DNS – это UDP. Однако необходима и поддержка TCP. Сервис dns.1d.pw умеет отвечать по TCP. Да, контролировать протокол, который использует внешний резолвер, так просто не выйдет, но при локальнй подготовке запроса можно выбрать TCP при помощи флага +tcp утилиты dig. Проверяем:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +short +tcp
"target [id]: dns.1d.pw. [9376]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:50169"
"transport: TCP"

Теперь указан TCP в качестве транспорта. TLS – не является обязательным. Однако это современная и весьма популярная технология, которая тут тоже поддерживается. Более того, сервис возвращает “расширенную информацию” – данные о версии TLS, о шифронаборах, о выбранном имени узла (SNI). Утилита dig поддерживает TLS (+tls). Проверяем:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +tls +short
"target [id]: dns.1d.pw. [22366]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:59527"
"transport: TLS (1.3/X25519MLKEM768/TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256)"
"SNI: ns-dns-a.1d.pw"

Обратите внимание: здесь в записи имени DNS-узла – ns-dns-a.1d.pw – нельзя указывать крайнюю справа точку (которая превратила бы запись в FQDN, и которая для специалистов в DNS является чем-то само собой разумеющимся). Дело в том, что бэкенд сервиса использует реализацию TLS из типовой библиотеки Go. А типовая, “коробочная”, реализация TLS в Go строго не допускает финальные точки в составе хостнейма внутри расширения SNI – TLS-соединение просто не устанавливается. Такое поведение библиотеки, вообще говоря, вопрос весьма дискуссионный, но к теме этой записки он не относится: просто – не указывайте точку в конце, или используйте IP-адрес узла напрямую (возможно, я как-нибудь этот момент переделаю самостоятельно, ну или разработчики Go одумаются).

Вообще, TLS-сертификаты для авторитативных серверов, используемых в данном проекте, я выпустил через Let’s Encrypt, и это сертификаты для IP-адресов (v4/v6), что неплохо подходит для случая TLS на авторитативном DNS-сервере. А раз это сертификаты для IP-адресов, то для хостнеймов они так и так не валидны, но по умолчанию – dig здесь сертификаты и не проверяет на соответствие имён.

В поведение авторитативного сервера заложены и некоторые другие особенности, так что он не полностью соответствует “лучшим практикам” DNS, и это сделано специально. Например, как отмечено выше, в ответ на запрос A-записи – придёт ответ с флагом REFUSED, а это позволяет посмотреть на расширенные статусы DNS-ошибок, если запросить А-запись через сервис Google.

Кстати, в продолжение предыдущей записки про новые санкционные правила Let’s Encrypt. Что и как этот УЦ мог бы сделать для того, чтобы соблюдение правил реализовать технически? Дело в том, что ACME – это автоматический протокол, у него есть особенности (отсутствие строгого подтверждения аккаунта, отсутствие подтверждения заявки пользователем-человеком и т.д.).

Во-первых, понятно, можно сортировать заявки на выпуск сертификатов по именам доменов, отсекая .RU и др. Но это не помагает в других доменных зонах, и не помогает с сертификатами на IP-адреса.

Во-вторых, можно отказывать в заказах, поступающих по ACME со стороны IP-адресов, которые принадлежат “подсанкционным блокам”, например, по автономной системе. Но автономная система для ACME-клиента легко может быть из совсем другой страны. Более того, точность подобной геопривязки вообще не так высока, как считается.

В-третьих, можно было бы отслеживать принадлежность IP-адресов, относящихся к целевым объектам заказа: это адреса авторитативных серверов DNS-зоны, адреса веб-узлов и др. Это несколько лучше предыдущих пунктов, но тоже – так себе точность: всё может быть вынесено на “чужие” IP-префиксы и придётся доказывать, что администратор этих префиксов “знал и способствовал”, чем нарушил правила.

Самый эффективный вариант – использовать все три перечисленных способа сразу. Вот только автоматизируется это довольно плохо. А ACME – автоматический протокол. Хотя, строгая привязка регистраций .RU к ЕСИА тут как раз может быть интерпретирована УЦ так, что имена в зоне – подсанкционны все, поэтому для всех имён и нужно заблочить заказы сертификатов.

Если кто-то ещё сомневается насчёт очень быстрого перехода в вебе на TLS-сертификаты, выпускаемые с помощью хеш-деревьев (деревья Меркла), то есть, на MT-сертификаты (или просто – MTC), то обратите внимание на свежую публикацию от Let’s Encrypt: там уже в планах стоит 2027 год – это год, когда планируется запуск готового к штатному использованию ACME-сервиса для MTC, а проще говоря – с новыми сертификатами. Да, нужно ещё реализовать поддержку на стороне TLS-серверов и разнообразных библиотек, но это дело наживное – в Go, например, процесс уже идёт.

Так что, особенно сомневаться насчёт направления развития не нужно, а поскольку Let’s Encrypt, Cloudflare и Google тут, – вполне правомочные, – законодатели технологической моды, то нужно ожидать, что вообще через пару лет кардинально изменится технологическая база для Удостоверяющих Центров (УЦ), работающих с вебом и браузерами. На всякий случай напомню, что схема выпуска MT-сертификатов совсем другая, она несовместима с имеющейся и гораздо сложнее в реализации: например, логи Certificate Transparency уходят, как бы, внутрь УЦ, а вместо обычных, локальных подписей – нужно строить доказательства включения в хеш-дерево и получать на специальных промежуточных отметках “распределённые” подписи от нескольких держателей доверенных ключей. Ну а самое главное – будут и TLS-сертификаты вообще без подписи, а только с доказательством из дерева, и будет соответствующая этим сертификатам схема обновления зон доверия, работающая в режиме, близком к “онлайн” (через серверы Google, скорее всего).

Нужно ли использовать DNSSEC? Хотелось бы просто написать: да. Но, к сожалению, многолетняя история данной технологии уже обставлена особенностями, которые не позволяют написать просто “да”.

Напомню, кратко, что такое DNSSEC: это технология, позволяющая удостоверять адресную информацию в DNS при помощи механизмов цифровой подписи. Основная особенность DNSSEC в том, что она пристраивает к “классической DNS” схему делегирования по криптографическим ключам, которая позволяет транслировать доверие между зонами, по иерархии. То есть, в “классической DNS” используется делегирование по именам авторитативных серверов: зона уровнем выше содержит имена серверов, которые отвечают за зону уровнем ниже. Например, если у нас есть example.com., то в зоне com. указывается перечень имён серверов (NS), которые администрация зоны com. уполномочила отвечать за example.com.

В DNSSEC нет делегирования по серверам имён (делегирующие ответы со списком NS даже не подписываются), но есть делегирование по криптографическим ключам, которые служат для проверки подписей: зона уровнем выше содержит отпечаток ключа для зоны уровнем ниже; в примере с example.com – в зоне .com размещается отпечаток целевого ключа к зоне example.com, при этом сам целевой ключ – находится только на серверах зоны example.com. Такое размещение ключа – важная особенность DNSSEC, которая несколько меняет логическое отношение зон разного уровня. Отпечаток ключа – это DS-запись, находящаяся в зоне уровнем выше, а сам ключ – это DNSKEY-запись, находящаяся в делегируемой зоне. Отпечаток должен сойтись со значением ключа. Связь “DS –> DNSKEY” – это и есть (безопасное) делегирование в DNSSEC. Это делегирование работает параллельно классическому делегированию по именам NS. (Кстати, с DS-записями связаны самые распространённые ошибки настройки DNSSEC в DNS-зонах.)

Нередко приходится слышать, что, мол, “у нас зона не подписана”, и поэтому “нас DNSSEC не касается”. Это не совсем так. В большинстве случаев, DNSSEC – касается “неподписанных” зон. Дело в том, что в DNSSEC подписывается и отсутствие делегирующих DNSSEC-записей – DS-записей. Иначе смысл данной технологии был бы полностью утрачен, так как можно было бы просто удалить из DNS-ответов DNSSEC-данные и – всё выглядело бы как “неподписанная” зона. Поэтому, если у вас зона example.com, но сама она не подписана, то DNSSEC на вашу зону всё равно распространяется, поскольку подписана зона уровнем выше – .com. То есть, в зоне .com криптографически удостоверен факт того, что в вашей зоне – нет доверенной DNSKEY-записи, а поэтому для вашей зоны удостоверен факт отсуствия DS-записи.

Что это означает? Это означает, что если для example.com радикально сломается DNSSEC в зоне com., то и ваша зона example.com окажется недоступна для валидирующих резолверов (“валидирующий” – это DNS-резолвер, проверяющий DNSSEC-записи). Сейчас очень многие используют валидирующие резолверы, поскольку DNSSEC валидируют крупнейшие провайдеры: Google Public DNS, Cloudflare 1.1.1.1 и др. Штатный опрос DNS начинается с корневого домена и обязательно проходит через зоны первого уровня. Поэтому, к сожалению, даже если у вас домен пятого (условно говоря) уровня внутри небезопасной зоны, для которой DNSSEC нет даже в зоне на два уровня выше, рекурсивный опрос всё равно где-то будет касаться зон с DNSSEC. (Пример, как говорится, “на символах”: 5.4.www.example.com – предположим, что DNSSEC тут нет уже в example.com, но это не помогает, если подписи сломались в .com). Поэтому DNSSEC влияет на вашу зону, даже если у вас в зоне нет DNSSEC-подписей, поскольку на каком-то уровне путь к вашей зоне – подписан, как небезопасный. Естественно, это не распространяется на невалидирующие резолверы: вот им – всё равно.

К сожалению, практическая “ломкость” DNSSEC, регулярно приводящая к авариям больших зон первого уровня, привела и к тому, что складывается нехорошая практика отключения DNSSEC на стороне валидирующих резолверов, если обнаружилась какая-то масштабная проблема. Есть соответствующий документ RFC 7646, который прямо предписывает так делать (кто бы мог подумать? представьте, что для TLS была бы спецификация, предписывающая “всё равно продолжить”, если ошибка “ожидаемая”; да; зато вот в DNSSEC – есть). Формально, речь там идёт о том, что оператор DNS-резолвера должен убедиться, что “эта нога – у кого надо нога!” (то есть, что сломалось там, где положено ломаться), и только потом отключать валидацию для конкретного поддерева (подмножества) DNS-зон. И, судя по сообщениям Cloudflare, именно так этот провайдер и поступил, когда поломались подписи в зоне первого уровня .de (крупнейший национальный домен).

Проблема тут в том, что практика типа “сигнализация опять зашумела – просто отключи”, поднятая на уровень спецификаций, не очень-то помогает развитию и внедрению криптографических технологий. Представьте, что через сервис Cloudflare домены большой популярной зоны резолвятся, а через небольшой корпоративный резолвер – нет, не резолвятся. Почему? Потому что Cloudflare смогли переговорить с большим оператором большой популярной зоны по своим каналам, и отключили DNSSEC у себя, решив, что “это не атака” (почему? как? нет ответа). А администратор небольшого корпоративного резолвера – не имеет возможности проверить все детали. Собственно, на следующем шаге и администратор небольшого резолвера просто отключает DNSSEC совсем, для всего, чтобы “не морочить голову себе и пользователям”. Ну и кому такая криптография нужна? Риторический вопрос. Тем более, когда есть TLS.

Что касается TLS и DNSSEC. Да, эти технологии задают совсем разные поверхности атаки: если DNSSEC работает, и работает верно, то, при обнаружении подмены адресной информации, до применения TLS даже не дойдёт дело. Но это только если DNSSEC работает. А если эту технологию отключают крупнейшие провайдеры, чтобы “пользователи могли заходить на сайты” в сломанной зоне, то, как бы, рассуждать про поверхности атаки становится сильно сложнее. Заметьте, что при этом нет спецификаций, предписывающих “отключать валидацию TLS-сертификатов по команде с сервера обновлений браузера”, если вдруг у крупного удостоверяющего центра “сломались ключи”. Естественно, у TLS другая архитектура и поломка “корневого оператора” пока что не может так повлиять на доступность, как в случае с DNS. Хотя, тут слова “пока что” я использовал неспроста: как только глобальная инфраструктура TLS для HTTPS перейдёт на сертификаты с хеш-деревьями, без подписей, то сразу возникнет похожая на DNS ситуация с раздачей промежуточных “аретфактов доверия”. Пойдёт ли тогда та же корпорация Google, как поставщик наиболее распространённых веб-браузеров, по схеме под условным названием “исправленному верить”? Не факт, но, как говорится, посмотрим: времена сейчас новые, так что всякое может приключиться, поди как и аутентификацию узлов в TLS избирательно отключат.

Вернёмся к DNSSEC в доменной зоне. Распространено ещё такое мнение, что наличие DNSSEC ухудшает работу электронной почты, если домен является почтовым. В отличие от мнения про “независимость от DNSSEC”, это мнение гораздо более обосновано и граздо ближе к реальности. Действительно, такое возможно. Это, буквально, ещё один “неожиданный эффект” DNS. Может показаться, что хотя бы при отправке почты DNSSEC не влияет: ну, какая разница, что там в DNS-зоне, если при отправке почты наш почтовик идёт на внешний сервер напрямую? А имена и адреса внешнего сервера – они в другой зоне. Это так, но вот только сейчас принимающий сервер, в подавляющем большинстве случаев, будет запрашивать записи из зоны отправителя. Например, SPF-записи, или TXT-записи с ключами DKIM, или ещё что-то. Если в зоне DNSSEC не работает, а принимающий почту сервер валидирует DNS-ответы, то он не сможет все эти записи получить. Ну а с доставкой почты в подписанный домен – должно быть очевидно: уже извлечение MX-записи затрагивает DNSSEC. Так что, да, на почту DNSSEC влияет. И в качестве бонуса тут идёт описанный выше момент: от DNSSEC всё равно не отделаться полностью, а отсутствие DNSSEC в собственной зоне лишь уменьшает шансы эту DNSSEC собственноручно же сломать, и “почётная” обязанность отламывания подписей – передаётся выше, по делегированию.

Тем не менее, DNSSEC сейчас поддерживается распространённым ПО “из коробки”. Внедрить DNSSEC в собственной зоне для тестирования можно без автоматического размещения DS-записей, это означает, что ключи и подписи в зоне будут, можно проверить их “сходимость”, но без привязки в глобальную цепочку. Главное – не перепутать шаги: DS-записи вообще нельзя размещать в вышестоящей зоне до того, как целевая зона корректно подписана. Ну и если, после неудачного опыта, отказались от DNSSEC в DNS-зоне, то нужно не забыть корректно почистить DS-записи. Как и раньше, забытые DS-записи – самая распространённая ошибка.

Итак, нужно ли использовать DNSSEC? Нужно. Однако прежде необходимо определить – можно ли.

Кстати, насчёт “быстрых” TLS-сертификатов для IP-адресов, которые подходят для веб-сайтов без доменных имён. Я уже некоторое время тестирую схему с таким сертификатом на сайте под IP-адресом https://185.39.19.199/.

Напишу, как там что настроено (это виртуальная машина, понятно). ОС Debian 13, веб-сервер – nginx 1.26.3, из пакетов Debian; я установил актуальную версию 5.6.0 утилиты certbot из snap (предварительно поставив snap, конечно) и настроил профиль аккаунта с использованием директории web-root, которую обслуживает nginx для хоста по умолчанию. Поскольку нужно принимать и обрабатывать HTTP по IP-адресу, в nginx я настроил единственный блок server для произвольных имён (default_server на 80 и 443, кроме того, на всякий случай, заведомо недоступный “_” в server_name). Пути к сертификату и ключу – указывают туда, где ссылки на них выкладывает certbot: /etc/letsencrypt/live/185.39.19.199/fullchain.pem.

Сама утлита certbot запускается по таймеру Systemd, а чтобы nginx подхватывал новый сертификат после его выпуска, я добавил в /etc/letsencrypt/renewal/185.39.19.199.conf строку “renew_hook = systemctl restart nginx”, блок “[renewalparams]”.

Собственно, это всё: такая конфигурация работает, а новые сертификаты выпускаются автоматом до истечения действующего. (Один из старых сертификатов я даже отозвал, в порядке эксперимента, указав причину отзыва superseded – это сработало, но выяснилось, что, судя по CRL, практически никто при отзыве не указывает код причины.)

Да, кроме IP-адреса я ещё завёл на тот же сервер доменное имя вида 185.39.19.199.zone, чтобы протестировать заказ сертификатов для “смешанных” имён: и IP-адрес, и DNS-имя. Это тоже работает – можете проверить по составу TLS-сертификата:

DNS Name: 185.39.19.199.zone
IP Address: 185.39.19.199 

Схема та же, как и с IP-адресом, но первоначально нужно указать при вызове certbot доменное имя при помощи опции -d (дополнительно к IP-адресу). Проверка DCV будет выполнена и для IP-адреса, и для доменного имени, а сертификат выпустится с двумя именами в блоке SAN.

На днях я писал о том, что сейчас нетрудно сделать веб-сайт без доменного имени, а прямо под IP-адресом (v4), но с доверенным HTTPS для коробочного браузера. В качестве примера – сделал точно такой веб-сайт, с сертификатом от Let’s Encrypt: https://185.39.19.199/ – можно зайти браузером и убедиться, что всё работает. Надо заметить, что TLS-сертификаты для IP-адресов можно было получать в доверенных, хорошо известных УЦ и раньше, это, конечно, не в Let’s Encrypt придумали – но вот только раньше выпуск такого сертификата был сопряжён с существенными дополнительными административными трудностями, а Let’s Encrypt позволяет этих трудностей избежать совсем.

Посмотрим подробнее на сам TLS-сертификат, который сейчас установлен на сервере под указанным выше IP-адресом. Исходный файл сертификата можно получить с сервера – он и так передаётся при каждом TLS-соединении, а здесь – будет текстовая распечатка, полученная при помощи OpenSSL. Так как полная распечатка довольно длинная, а разделю её на части, которые подробно прокомментирую, попутно рассказав, на что это всё влияет.

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Serial Number:
            06:7e:8d:e7:b0:8a:13:8c:23:da:d4:f1:43:e6:de:24:02:f6
        Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA384
        Issuer: C = US, O = Let's Encrypt, CN = YE1
        Validity
            Not Before: Apr 26 13:18:14 2026 GMT
            Not After : May  3 05:18:13 2026 GMT
        Subject: 

Здесь указаны самые, наверное, очевидные поля: версия формата (3 – сейчас это типовой вариант); серийный номер; алгоритм подписи – ECDSA, см. ниже; название подписавшего сертификат УЦ (Issuer); период валидности.

Обратите внимание – в сертификате отсутствует поле Subject. Это весьма важный момент, довольно свежий. Сейчас в TLS-сертификатах (для веба) в качестве носителя имён и адресов TLS-узла выступает другое поле – SAN (Subject Alternative Name). Поле Subject может присутствовать в сертификате, но, например, браузеры имена из этого поля игнорируют, если нет соотвествующего имени в SAN. В случае же этого сертификата от Let’s Encrypt, как мы видим, нет самого содержимого поля Subject. Это, в частности, означает, что если в каких-то скриптах (скажем, для мониторинга) это поле используется для определения принадлежности сертификата, то с современными TLS-сертификатами (для веба) скрипт правильно работать не будет. Такие скрипты нужно обновлять – см. ниже.

Вот типичный пример вызова OpenSSL в shell-скрипте, который пытается проверить имя в сертификате по Subject:

openssl x509 -in 185-39-19-199.pem -subject -noout -nameopt multiline \
| awk -F' = ' '/commonName/ {print $2}'

Для старого формата сертификатов (например, как сейчас установлен на dxdt.blog) – этот вызов выведет имя из поля “commonName” в Subject, то есть, для dxdt.blog – напечатает dxdt.blog. Однако в случае с новыми сертификатами – фрагмент не напечатает ничего, но, при этом, обработанный сертификат будет валидным и вполне себе корректным. То есть, полагаться на Subject больше нельзя – нужно заменять вызовы утилит на обработку поля SAN. Это несколько сложнее, но вполне реализуемо.

Для извлечения имён из SAN при помощи OpenSSL (утилита x509) нужно указать опцию -ext subjectAltName. Выдача openssl x509 в этом случае состоит из списка, где тип элемента обозначен префиксом. DNS-имена OpenSSL выводит с префиксом “DNS”, а IP-адреса – “IP address” (это будет полезно для нашего сертификата). Пример:

openssl x509 -in 185-39-19-199.pem -noout -ext subjectAltName

Результат:

X509v3 Subject Alternative Name: critical
    DNS:185.39.19.199.zone, IP Address:185.39.19.199

Скрипт, понятно, усложняется – нужно парсить префиксы полей. Пример скриптового вызова с awk, для извлечения DNS-имени:

openssl x509 -in 185-39-19-199.pem -noout -ext subjectAltName \
| awk 'NR>1{split($0,A,",");for(k in A){split(A[k],B,":"); \
if(B[1]~/DNS/){print B[2]}}}'

Результат:

185.39.19.199.zone

Обратите внимание: 185.39.19.199.zone – это хостнейм, доменное имя, пусть оно и похоже на IP-адрес. Да, в данном сертификате присутствует и DNS-имя, и IP-адрес – это делает сертификат хорошим примером. В принципе, сервер доступен и под доменным адресом 185.39.19.199.zone, но основным мы тут считаем IP-адрес. Для выпуска сертификата на IP-адрес не требуется указание доменного имени. Но если имя нужно включить в сертификат, то это нетрдуно сделать при помощи того же certbot – просто указываем при вызове и доменное имя, и IP-адрес:

certbot certonly --preferred-profile shortlived \
-d 185.39.19.199.zone \
--ip-address 185.39.19.199 \
--webroot --webroot-path /var/www/html/

Вернёмся к распечатке исходного сертификата. Предыдущий блок закончился на пустом Subject. Смотрим дальше:

        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: id-ecPublicKey
                Public-Key: (256 bit)
                pub:
                    04:ea:98:84:aa:0e:d5:2b:0f:5a:00:6b:bc:17:df:
                    33:91:86:e5:f8:b6:cb:e8:f0:7b:48:f0:5f:bf:8c:
                    04:57:9e:7f:ee:66:a8:09:7a:31:f3:11:d5:2f:90:
                    67:01:af:04:cc:45:52:56:5d:18:73:bf:1c:d5:6d:
                    f9:f7:44:6e:5d
                ASN1 OID: prime256v1
                NIST CURVE: P-256

Это открытый ключ. В сертификате указан открытый ключ для ECDSA на кривой P-256. Это, опять же, типовой сейчас вариант, ничего необычного.

        X509v3 extensions:
            X509v3 Key Usage: critical
                Digital Signature
            X509v3 Extended Key Usage: 
                TLS Web Server Authentication
            X509v3 Basic Constraints: critical
                CA:FALSE
            X509v3 Authority Key Identifier: 
                BB:20:CA:47:0B:FE:D7:E5:9C:F9:8F:09:2A:A3:8C:37:45:B1:BC:D8
            Authority Information Access: 
                CA Issuers - URI:http://ye1.i.lencr.org/

Далее идут так называемые “расширения” (extensions). Key Usage и Extended Key Usage – обозначают допустимое использование открытого ключа из сертификата. Сейчас, в случае TLS-сертификатов для веба, перечень флагов, указываемых в этих полях Удостоверяющим Центром (УЦ), сильно сократили: здесь есть только Digital Signature (цифровая подпись) в основном поле Key Usage и TLS Web Server Authentication (аутентификация TLS-сервера для веба) – в дополнительном Extended Key Usage. И всё – это, опять же, нововведение: тут нт ни клиентской аутентификации, ни “шифрования ключа” или “ключевого обмена”, ни чего-то ещё подобного.

CA:FALSE в Basic Constraints – ключ из сертификата не может быть использован в качестве доверенного для проверки подписи на других сертификатах (это если строго; простыми словами говорят, что “это не сертификат ключа УЦ”).

Authority Key Identifier – идентификатор ключа для проверки подписи; это, вообще говоря, историческое поле, которое предназначено для “быстрого поиска” ключа проверки подписи на сертификате, но, понятно, без самого ключа не имеет смысла.

Authority Information Access – указание на точки раздачи файлов с информацией об удостоверяющем центре. В данном случае, указана только точка раздачи по HTTP сертификата ключа УЦ – CA Issuers.

Далее идёт поле SAN, с именами и адресами, которое мы упоминали выше:

            X509v3 Subject Alternative Name: critical
                DNS:185.39.19.199.zone, IP Address:185.39.19.199

Указано одно доменное имя (DNS) и один IP-адрес (IP Address). Ещё раз напомню, что могли быть и только IP-адреса, причём, разных версий – v4, v6. Современные барузеры в процессе валидации сопоставляют имена или адреса из поля SAN, не из Subject. Например, при подключении по IP-адресу 185.39.19.199, браузер проверит, что в TLS-сертификате указан именно этот адрес в поле SAN.

Интересен вопрос контекста: что использует браузер – IP-адрес или доменное имя? В сертификате могут быть указаны оба этих артефакта, но браузер при валидации использует тот, который пользователь ввёл при вызове. То есть, если обращение по имени хоста, то сранивается имя хоста, если по IP-адресу напрямую, то сравнивается IP-адрес. Понятно, что почти всякое HTTP-обращение, в стетевом смысле, производится по IP-адресу. Я как-то (https://dxdt.blog/2025/04/15/15391/) писал о том, что, в теории, для случая хостнейма, тоже можно использовать и IP-адреса из сертификата, в качестве дополнительного фактора – совпал и домен, и IP-адрес. Но в современной практике веба это, скорее, излишняя перестарховка, сопряжённая с техническими сложностями, к тому же.

            X509v3 Certificate Policies: 
                Policy: 2.23.140.1.2.1
            X509v3 CRL Distribution Points: 
                Full Name:
                  URI:http://ye1.c.lencr.org/119.crl

Политики (Policies) – тут просто указан идентификатор политики УЦ, в рамках которой проводилась проверка права управления ресурсом (адресом, именем) и выпускался сертификат. Политики – это больше административный момент. Но, например, именно идентификатором политики определяются так называемые EV-сертификаты (Extended Validation), которые сейчас почти что утратили актуальность.

X509v3 CRL Distribution Points – точка раздачи CRL – списка отозванных сертификатов. В данном сертификате есть механизм проверки отзыва – это CRL. В принципе, для короткоживущих сертификатов от механизма отзыва собираются вообще отказаться, но тут адрес CRL все же указан (отчасти, потому что это сертификат для IP-адреса).

Хвост сертификата, с сокращениями:

            CT Precertificate SCTs: 
                Signed Certificate Timestamp:
                    Version   : v1 (0x0)
                    Log ID    : E3:23:8D:F2:8D:A2:88:E0:AA:E0:AC:F0:FA:90:C9:85:
                                F0:B6:BF:F5:D2:A5:27:B0:01:FC:1C:44:58:C4:B6:E8
                    Timestamp : Apr 26 14:16:45.523 2026 GMT
                    Extensions: 00:00:05:00:36:66:ED:17
                    Signature : ecdsa-with-SHA256
[...]
                Signed Certificate Timestamp:
                    Version   : v1 (0x0)
                    Log ID    : D1:6E:A9:A5:68:07:7E:66:35:A0:3F:37:A5:DD:BC:03:
                                A5:3C:41:12:14:D4:88:18:F5:E9:31:B3:23:CB:95:04
                    Timestamp : Apr 26 14:16:45.489 2026 GMT
                    Extensions: none
                    Signature : ecdsa-with-SHA256
[...]
    Signature Algorithm: ecdsa-with-SHA384
    Signature Value:
[...]

CT Precertificate SCTs – это подписанные метки времени, полученные для этого сертификата от операторов логов Certificate Transparency.

Далее – повторное указание на тип подписи в сертификате (ecdsa-with-SHA384). Это тип криптосистемы цифровой подписи, использованной УЦ. Тот же идентификатор уже встречался в начале сертификата – так сложилось исторически: идентификатор указывается в двух местах, хотя точно хватило бы и одного, в конце, где приводится сама подпись – Signature Value.

В продолжение предыдущей записки: можно ли вообще обойтись без доменного имени для веб-сайта? Можно, но это доставит некоторых дополнительных проблем, да и “игра” получается с другими правилами. В принципе, сейчас уже можно автоматом заказывать и выпускать TLS-сертификаты для IP-адресов от хорошо известного (доверенного в “коробочных” браузерах) УЦ – это сертификаты от Let’s Encrypt, на шесть дней валидности.

Наличие TLS-сертификата и выделенного IP-адреса позволяет поднять веб-сервер с доверенным TLS прямо по IP-адресу, без использования доменного имени. Вот, посмотрите, я сделал для примера – должно работать в любом распространённом веб-браузере:

185.39.19.199.

Этот URL – использует https, но указан просто IPv4-адрес, а не имя хоста/доменное имя. Сертификат я за несколько секунд выпустил при помощи утилиты certbot и профиля shortlived, всё при nginx в качестве веб-сервера, вот так:

certbot certonly \
--preferred-profile shortlived \
--ip-address 185.39.19.199 \
--webroot --webroot-path /var/www/html/

Да, конечно, нужен выделенный IP-адрес. На одном адресе, в такой схеме, может отвечать только один веб-ресурс (ну, если не использовать хитростей, напоминающих ECH). IP-адрес принадлежит тому или иному оператору, и оператор может его забрать, поменять, перенаправить трафик. Всё то же самое верно и при использовании доменного имени: с той лишь разницей, что, в случае доменного имени, поменять/забрать/перенаправить – касется и домена, и IP-адреса (адресов). Но при прямом использовании IP-адресации не нужна поддержка DNS для соединения с конкретным сайтом из браузера (тут речь именно про конкретный процесс из области веба, так-то, без DNS, не работает и IP тоже).

В принципе, не являясь оператором связи, блок IP-адресов можно приобрести в собственное управление, а потом разрешить анонсировать в Интернет тому или иному оператору, заведя нужные адреса на свой сервер, но вот только это сильно другая история, чем регистрация обычного доменного имени второго уровня; другая история – и технически, и административно, и финансово.

Понятно, что главная-то проблема с таким использованием IP-адресов – это то, что пользователю сложно запомнить обычный адрес. А адресов вида 1.1.1.1 или 8.8.8.8 – очень мало по определению. Кроме того, наверняка будут проблемы с ПО для веба, которое ПО может быть заточено под имена хостов. (Точно будут проблемы с почтовым ПО, но это не веб.)

И всё же, хотя бы возможность простого выпуска TLS-сертификатов для IP-адресов может тут оказаться полезной.

(Но я пока что не планирую переводить dxdt.blog на “чистую” IP-адресацию. Хотя, кто знает.)

Из Cloudflare пишут, что график полного перехода на постквантовые криптосистемы – сдвигается ближе: конкретно в Cloudflare планируют на 2029 год (это через три года). Напомню, что сейчас уже основная часть TLS-трафика в вебе защищена с использованием криптосистем обмена сеансовыми ключами с постквантовой стойкостью (ML-KEM, прежде всего). Но это симметричные ключи, для шифров. При полной же замене – речь идёт о защите схем аутентификации узлов. На этом направлении пока ничего в вебе не внедрено массово.

Конечно, в том же официальном блоге публиковали некоторые сомнительные заявления и про “успешный” “вайб-кодинг” сервера Matrix, поэтому приходится к указанным датам относиться с особенной осторожностью, пусть это и Cloudflare. С другой стороны, в области постквантовой криптографии ситуация сейчас более строгая – заявления ближе к реальности.

Самое интересное в озвученных планах, что на середину 2027 года (следующий год) запланирована защита постквантовыми криптосистемами цепочки аутентификации для подключающихся клиентов – это, как указано, сертификаты на хеш-деревьях (с ML-DSA, скорее всего). (MID 2027: PQ authentication support for visitor → Cloudflare connections using Merkle Tree Certificates.)

В Google недавно намекали на то, что поддержка постквантовых криптосистем подписи для TLS и X.509-сертификатов появится в Chrome/Chromium уже к концу 2026 года. И в это можно поверить, потому что сами технические средства в виде программного кода и описаний структур – довольно давно готовы, а полная реализация имеющимися средствами конкретно для TLS-сертификатов неоднократно продемонстрирована на практике.

И тут, конечно, напрашивается следующее наблюдение: переход на криптосистемы и на сертификаты нового типа на стороне крупнейших провайдеров, на стороне самых распространённых браузеров – тут же “превращает в тыкву” все имеющиеся подходы на стороне УЦ для веба.

Ну, то есть, продолжать использовать RSA, – которая станет, что называется, дважды нерекомендуемой, – это будет выглядеть странно, прежде всего, с точки зрения “соответствия современным реалиям”. Примерно то же – произойдёт и с ECDSA разных видов (в том числе, заметьте, сюда относится и современная ГОСТ-подпись). И всё это вовсе и не зависит от реального появления квантовых компьютеров подходящей разрядности (тут-то, как раз, верится с трудом, что появится в столь близком будущем). Однако прикладная криптография – должна учитывать теоретические реалии и общий алгоритмический фон, а не только лишь практические достижения: это так хотя бы потому, что для той же RSA нет строго доказательства стойкости, а есть лишь некий консенсус, некое представление о том, что в каких-то моделях – криптосистема стойкая. Но если в состав моделей включить алгоритм Шора и модели квантовой механики, то окажется, что нет – уже не стойкая RSA.

Что вообще нужно для перехода на постквантовые криптосистемы в этом технологическом контексте? Понятно, что веб-TLS здесь является локомотивом. Понятно, что нужна подержка на серверной стороне – а это обещает и Cloudflare, и Google (другие, начиная с Microsoft, скоро подтянутся – не сомневайтесь). Понятно, нужна поддержка в браузере – это обещает, на это намекает Google (вообще, тут – именно обещает, потому что эксперимент Cloudflare и Google по вндрению сертификатов на хеш-деревьях – уже идёт). Остаётся поддержка на стороне УЦ, да. Но и Cloudflare, и Google – это УЦ: и “фактически”, и “практически”.

Да, нужна поддержка на стороне обычных серверов, в виде утилит для выпуска ключей и запросов на сертификаты всеми желающими. То есть, обычный сейчас вариант с ECDSA или RSA – не подходит: эти криптосистемы не обладают постквантовой стойкостью, теряется смысл даже в том случае, если УЦ подписывает постквантовой криптосистемой. Вручную же ключи генерировать могут не все, а тем более – использовать в веб-сервере. Нужны автоматические утилиты. Однако, распространение ACME-автоматизации – certbot и пр. – позволяет процесс автоматизировать и тут, сведя весь переход к обновлению версий системных библиотек и скриптов для заказа сертификатов через ACME. И веб-сервер придётся обновить, конечно.

В общем, не выглядит неральным, но посмотрим.