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X.509証明書 - (2025/04/24 (木) 07:39:46) の１つ前との変更点
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* X.509証明書とPKIの基礎知識まとめ
** 🔐 公開鍵基盤（PKI）とは？
- デジタル証明書を用いて、安全な通信や認証を可能にする枠組み。
- 信頼の連鎖（Trust Chain）に基づいて証明書の正当性を保証。
- 主な構成要素:
- 公開鍵/秘密鍵ペア
- 認証局（CA: Certificate Authority）
- 登録局（RA: Registration Authority）
- 証明書失効リスト（CRL）、OCSP
** 📜 X.509証明書の基本構造
X.509v3 証明書には以下の主なフィールドが含まれる:
- Version: 通常は v3
- Serial Number: 証明書ごとの一意な識別子
- Signature Algorithm: 使用される署名アルゴリズム（例：sha256WithRSAEncryption）
- Issuer: 発行者（CA）の情報
- Validity: 有効期間（Not Before / Not After）
- Subject: 証明書の所有者情報
- Subject Public Key Info: 公開鍵とそのアルゴリズム
- Extensions: 拡張フィールド（X.509v3）
** 🧩 X.509v3 証明書拡張の例
|拡張|説明|備考|
|Basic Constraints|この証明書がCAかどうか|CA:TRUE / FALSE|
|Key Usage|使用目的の指定|digitalSignature、keyEncipherment など|
|Extended Key Usage|より細かい使用目的|serverAuth、clientAuth など|
|Subject Alternative Name (SAN)|複数のDNS/IPを含める|Let's Encryptなどで必須|
|CRL Distribution Points|CRLの取得先URL|失効確認用|
|Authority Information Access (AIA)|発行元CAの情報|OCSPや中間証明書URL|
** 🔧 OpenSSL コマンドと操作例
*** 🔑 鍵の生成
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
*** 📝 CSRの作成
openssl req -new -key private.key -out request.csr -subj "/CN=example.com"
*** 🖊️ 自己署名証明書の作成（テスト用）
openssl req -x509 -key private.key -in request.csr -out cert.pem -days 365
*** 📖 証明書の内容確認
openssl x509 -in cert.pem -noout -text
** 🌐 [[Certificate Transparency]]
- CAによる証明書発行ログを''公開ログサーバ''に登録
- ブラウザがSSL証明書の正当性をリアルタイムで確認
- 攻撃者による不正な証明書発行の検知に有効
** 📦 フォーマットの違い
|形式|拡張子|内容|
|PEM|.pem、.crt、.key|Base64 + ヘッダ|
|DER|.der、.cer|バイナリ形式|
|PKCS#12|.p12、.pfx|鍵+証明書を1つのファイルに|
** 🌐 Let's Encrypt / ACME / certbot
- Let's Encrypt: 無料のSSL証明書提供CA
- ACME: 証明書の自動取得・更新プロトコル
- certbot: ACMEクライアントの代表例
certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com
** 🛠️ CFSSL（Cloudflare製）
- JSONベースの設定・操作が特徴の証明書管理ツール
- サーバ証明書、CA証明書の発行・署名・失効が可能
- REST APIによる操作も可能
** 📉 証明書の失効・無効化
*** ❌ [[CRL]] (Certificate Revocation List)
- CAが発行する「失効済証明書のリスト」
*** ❌ [[OCSP]] (Online Certificate Status Protocol)
- 証明書の状態をリアルタイムで確認するためのプロトコル
** 📚 学習のポイントまとめ
- 証明書の''構造と拡張''を理解する
- ''信頼の連鎖と失効確認''の仕組みを押さえる
- [[OpenSSL]]や[[certbot]]の''コマンド操作に慣れる''
- [[CA]]や[[PKI]]を''自分で構築・運用してみる''
** 🧠 Detail
- X.509はITU-Tが定義した公開鍵証明書の標準仕様（Recommendation X.509）。
- 公開鍵基盤（PKI）において、公開鍵とその所有者の関連性を第三者（CA）が保証するための仕組み。
- 現在主に使用されているのは **X.509v3**（バージョン3）。
** 🔧 X.509 証明書の構造（ASN.1 DERで定義）
- 証明書はASN.1で記述され、DER（Distinguished Encoding Rules）形式で符号化される。
- PEM形式（Base64 + ヘッダ/フッタ）への変換は可逆。
*** 🧬 構成フィールド一覧
|フィールド|説明|
|Version|v1, v2, v3のいずれか（通常はv3）|
|Serial Number|CAが一意に割り当てる整数識別子|
|Signature Algorithm|署名アルゴリズム（例：sha256WithRSAEncryption）|
|Issuer|CAの識別情報（Distinguished Name）|
|Validity|Not Before / Not After による有効期間|
|Subject|証明書所有者の識別情報（Distinguished Name）|
|Subject Public Key Info|公開鍵アルゴリズム + 公開鍵本体|
|Extensions|X.509v3で導入された拡張領域|
|Signature Algorithm|署名アルゴリズムの繰り返し（署名情報に付随）|
|Signature Value|Issuerの秘密鍵による署名|
** 🧩 X.509v3 Extensions（拡張）
- 証明書の用途や制約を明示的に指定できる柔軟な設計。
- 各拡張には「critical」ビットがあり、未対応のcritical拡張があれば証明書は無効と見なされる。
*** 🔬 主な拡張一覧
|拡張|用途|備考|
|Basic Constraints|CAかエンドエンティティかの指定|CA:TRUE / FALSE|
|Key Usage|使用目的の制限|digitalSignature、keyCertSignなど|
|Extended Key Usage|応用レベルでの用途|serverAuth、clientAuth、codeSigningなど|
|Subject Alternative Name (SAN)|複数のFQDN、IP、URIなどの紐付け|Common Nameと異なる主体名を補完|
|Authority Key Identifier|発行元のキー識別子|中間CAの照合に使用|
|Subject Key Identifier|自身のキー識別子|証明書チェーンのビルドに有用|
|CRL Distribution Points|CRLの取得先|証明書失効確認に使用|
|Authority Information Access (AIA)|OCSPレスポンダや中間証明書へのURL|OCSPステータスやチェーン構築に使用|
** 🔄 証明書のライフサイクル
- 証明書は「発行→利用→更新/失効→期限切れ」というサイクルを持つ。
- ライフサイクル全体を管理するためには以下の構成が必要：
*** ⛓️ 信頼の連鎖（Trust Chain）
- ルートCA（自己署名） → 中間CA → エンドエンティティ（サーバ/クライアント）証明書
- ブラウザやOSはルート証明書を信頼し、それに連なる署名チェーンを検証
*** ❌ 証明書の失効
- CRL（Certificate Revocation List）: 定期更新方式（一覧をダウンロード）
- OCSP（Online Certificate Status Protocol）: リアルタイム問い合わせ方式
- OCSP Stapling: サーバ側でOCSPレスポンスをキャッシュしTLSハンドシェイク中に提示
** 🌐 Certificate Transparency（CT）
- 不正な証明書発行を防止するGoogle主導の仕組み
- CAはすべての証明書発行ログを**公開CTログサーバ**に登録
- ブラウザは証明書に**SCT（Signed Certificate Timestamp）**が含まれているかを検証
- 攻撃者による「偽の証明書発行」を**監視可能な状態**にする
*** CT導入の背景
- DigiNotar、CNNICなどのCAが不正に証明書を発行した事件
- ログ監査によるCAの監視と透明性の向上
** 🔐 X.509とPKIのセキュリティ課題
- CAの鍵漏洩・ハッキング（ルートCAの信頼崩壊）
- 鍵の長期運用によるセキュリティリスク（RSA2048の寿命問題）
- 証明書発行の自動化と信頼性のトレードオフ（Let's Encryptのケース）
** 🔧 OpenSSLでの操作例（実践）
*** 🔑 鍵の生成
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
*** 📝 CSR（証明書署名要求）の生成
openssl req -new -key private.key -out request.csr -subj "/CN=example.com"
*** 🖊️ 自己署名証明書（テスト用途）
openssl req -x509 -key private.key -in request.csr -out cert.pem -days 365
*** 🔍 証明書内容の確認
openssl x509 -in cert.pem -noout -text
* X.509証明書とPKIの基礎知識まとめ
** 🔐 公開鍵基盤（PKI）とは？
- デジタル証明書を用いて、安全な通信や認証を可能にする枠組み。
- 信頼の連鎖（Trust Chain）に基づいて証明書の正当性を保証。
- 主な構成要素:
- 公開鍵/秘密鍵ペア
- 認証局（CA: Certificate Authority）
- 登録局（RA: Registration Authority）
- 証明書失効リスト（CRL）、OCSP
** 📜 X.509証明書の基本構造
X.509v3 証明書には以下の主なフィールドが含まれる:
- Version: 通常は v3
- Serial Number: 証明書ごとの一意な識別子
- Signature Algorithm: 使用される署名アルゴリズム（例：sha256WithRSAEncryption）
- Issuer: 発行者（CA）の情報
- Validity: 有効期間（Not Before / Not After）
- Subject: 証明書の所有者情報
- Subject Public Key Info: 公開鍵とそのアルゴリズム
- Extensions: 拡張フィールド（X.509v3）
** 🧩 X.509v3 証明書拡張の例
|拡張|説明|備考|
|Basic Constraints|この証明書がCAかどうか|CA:TRUE / FALSE|
|Key Usage|使用目的の指定|digitalSignature、keyEncipherment など|
|Extended Key Usage|より細かい使用目的|serverAuth、clientAuth など|
|Subject Alternative Name (SAN)|複数のDNS/IPを含める|Let's Encryptなどで必須|
|CRL Distribution Points|CRLの取得先URL|失効確認用|
|Authority Information Access (AIA)|発行元CAの情報|OCSPや中間証明書URL|
** 🔧 OpenSSL コマンドと操作例
*** 🔑 鍵の生成
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
*** 📝 CSRの作成
openssl req -new -key private.key -out request.csr -subj "/CN=example.com"
*** 🖊️ 自己署名証明書の作成（テスト用）
openssl req -x509 -key private.key -in request.csr -out cert.pem -days 365
*** 📖 証明書の内容確認
openssl x509 -in cert.pem -noout -text
** 🌐 [[Certificate Transparency]]
- CAによる証明書発行ログを''公開ログサーバ''に登録
- ブラウザがSSL証明書の正当性をリアルタイムで確認
- 攻撃者による不正な証明書発行の検知に有効
** 📦 フォーマットの違い
|形式|拡張子|内容|
|PEM|.pem、.crt、.key|Base64 + ヘッダ|
|DER|.der、.cer|バイナリ形式|
|PKCS#12|.p12、.pfx|鍵+証明書を1つのファイルに|
** 🌐 Let's Encrypt / ACME / certbot
- Let's Encrypt: 無料のSSL証明書提供CA
- ACME: 証明書の自動取得・更新プロトコル
- certbot: ACMEクライアントの代表例
certbot certonly --webroot -w /var/www/html -d example.com
** 🛠️ CFSSL（Cloudflare製）
- JSONベースの設定・操作が特徴の証明書管理ツール
- サーバ証明書、CA証明書の発行・署名・失効が可能
- REST APIによる操作も可能
** 📉 証明書の失効・無効化
*** ❌ [[CRL]] (Certificate Revocation List)
- CAが発行する「失効済証明書のリスト」
*** ❌ [[OCSP]] (Online Certificate Status Protocol)
- 証明書の状態をリアルタイムで確認するためのプロトコル
** 📚 学習のポイントまとめ
- 証明書の''構造と拡張''を理解する
- ''信頼の連鎖と失効確認''の仕組みを押さえる
- [[OpenSSL]]や[[certbot]]の''コマンド操作に慣れる''
- [[CA]]や[[PKI]]を''自分で構築・運用してみる''
** 🧠 Detail
- X.509はITU-Tが定義した公開鍵証明書の標準仕様（Recommendation X.509）。
- 公開鍵基盤（PKI）において、公開鍵とその所有者の関連性を第三者（CA）が保証するための仕組み。
- 現在主に使用されているのは **X.509v3**（バージョン3）。
** 🔧 X.509 証明書の構造（ASN.1 DERで定義）
- 証明書はASN.1で記述され、DER（Distinguished Encoding Rules）形式で符号化される。
- PEM形式（Base64 + ヘッダ/フッタ）への変換は可逆。
*** 🧬 構成フィールド一覧
|フィールド|説明|
|Version|v1, v2, v3のいずれか（通常はv3）|
|Serial Number|CAが一意に割り当てる整数識別子|
|Signature Algorithm|署名アルゴリズム（例：sha256WithRSAEncryption）|
|Issuer|CAの識別情報（Distinguished Name）|
|Validity|Not Before / Not After による有効期間|
|Subject|証明書所有者の識別情報（Distinguished Name）|
|Subject Public Key Info|公開鍵アルゴリズム + 公開鍵本体|
|Extensions|X.509v3で導入された拡張領域|
|Signature Algorithm|署名アルゴリズムの繰り返し（署名情報に付随）|
|Signature Value|Issuerの秘密鍵による署名|
** 🧩 X.509v3 Extensions（拡張）
- 証明書の用途や制約を明示的に指定できる柔軟な設計。
- 各拡張には「critical」ビットがあり、未対応のcritical拡張があれば証明書は無効と見なされる。
*** 🔬 主な拡張一覧
|拡張|用途|備考|
|Basic Constraints|CAかエンドエンティティかの指定|CA:TRUE / FALSE|
|Key Usage|使用目的の制限|digitalSignature、keyCertSignなど|
|Extended Key Usage|応用レベルでの用途|serverAuth、clientAuth、codeSigningなど|
|Subject Alternative Name (SAN)|複数のFQDN、IP、URIなどの紐付け|Common Nameと異なる主体名を補完|
|Authority Key Identifier|発行元のキー識別子|中間CAの照合に使用|
|Subject Key Identifier|自身のキー識別子|証明書チェーンのビルドに有用|
|CRL Distribution Points|CRLの取得先|証明書失効確認に使用|
|Authority Information Access (AIA)|OCSPレスポンダや中間証明書へのURL|OCSPステータスやチェーン構築に使用|
** 🔄 証明書のライフサイクル
- 証明書は「発行→利用→更新/失効→期限切れ」というサイクルを持つ。
- ライフサイクル全体を管理するためには以下の構成が必要：
*** ⛓️ 信頼の連鎖（Trust Chain）
- ルートCA（自己署名） → 中間CA → エンドエンティティ（サーバ/クライアント）証明書
- ブラウザやOSはルート証明書を信頼し、それに連なる署名チェーンを検証
*** ❌ 証明書の失効
- CRL（Certificate Revocation List）: 定期更新方式（一覧をダウンロード）
- OCSP（Online Certificate Status Protocol）: リアルタイム問い合わせ方式
- OCSP Stapling: サーバ側でOCSPレスポンスをキャッシュしTLSハンドシェイク中に提示
** 🌐 Certificate Transparency（CT）
- 不正な証明書発行を防止するGoogle主導の仕組み
- CAはすべての証明書発行ログを**公開CTログサーバ**に登録
- ブラウザは証明書に**SCT（Signed Certificate Timestamp）**が含まれているかを検証
- 攻撃者による「偽の証明書発行」を**監視可能な状態**にする
*** CT導入の背景
- DigiNotar、CNNICなどのCAが不正に証明書を発行した事件
- ログ監査によるCAの監視と透明性の向上
** 🔐 X.509とPKIのセキュリティ課題
- CAの鍵漏洩・ハッキング（ルートCAの信頼崩壊）
- 鍵の長期運用によるセキュリティリスク（RSA2048の寿命問題）
- 証明書発行の自動化と信頼性のトレードオフ（Let's Encryptのケース）
** 🔧 OpenSSLでの操作例（実践）
*** 🔑 鍵の生成
openssl genpkey -algorithm RSA -out private.key -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
*** 📝 CSR（証明書署名要求）の生成
openssl req -new -key private.key -out request.csr -subj "/CN=example.com"
*** 🖊️ 自己署名証明書（テスト用途）
openssl req -x509 -key private.key -in request.csr -out cert.pem -days 365
*** 🔍 証明書内容の確認
openssl x509 -in cert.pem -noout -text
以下は、**X.509証明書とSSL/TLS・Apache HTTPD (mod_ssl)・OpenSSL の専門家向け解説資料**です。
アットウィキ形式でコピペしやすいように、`|`区切りテーブル＋コードブロック形式で構成しています。
---
**&bold(){🔐 SSL/TLS プロトコルの概要}**
|バージョン|特徴|状態|
|TLS 1.3|暗号スイート簡素化、ハンドシェイク高速化|推奨|
|TLS 1.2|業界標準、AEAD暗号対応|推奨|
|TLS 1.0/1.1|SHA-1やRC4など非推奨|非推奨・廃止|
|SSL 3.0/2.0|脆弱（POODLEなど）|廃止済み|
&bold(){暗号スイート構成要素:}
- 鍵交換方式: ECDHE, DHE
- 認証: RSA, ECDSA
- 暗号: AES-GCM, ChaCha20-Poly1305
- MAC: HMAC-SHA256（※TLS1.3では不要）
---
**&bold(){⚙️ Apache HTTPD (mod_ssl) 基本設定}**
&code(){httpd.conf または ssl.conf に以下を設定}
```
LoadModule ssl_module modules/mod_ssl.so
Listen 443 https
<VirtualHost *:443>
ServerName example.com
SSLEngine on
SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/example.crt
SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/example.key
SSLCertificateChainFile /etc/ssl/certs/chain.pem
SSLProtocol all -SSLv3 -TLSv1 -TLSv1.1
SSLCipherSuite HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4
SSLHonorCipherOrder on
Header always set Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload"
DocumentRoot /var/www/html
</VirtualHost>
```
---
**&bold(){🏷️ SNI 対応と HSTS 設定}**
- &bold(){SNI (Server Name Indication)}
複数のSSL証明書を1 IPでホスト可能。VirtualHost を ServerName で分けて設定。
- &bold(){HSTS (HTTP Strict Transport Security)}
常時HTTPSを強制。以下のヘッダで実装：
```
Header always set Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload"
```
---
**&bold(){🔐 クライアント証明書認証}**
&code(){httpd.conf 設定例}
```
<VirtualHost *:443>
SSLEngine on
SSLCertificateFile /path/to/server.crt
SSLCertificateKeyFile /path/to/server.key
SSLCACertificateFile /path/to/ca.crt
SSLVerifyClient require
SSLVerifyDepth 2
<Location />
SSLRequire %{SSL_CLIENT_S_DN_CN} eq "trusted-client"
</Location>
</VirtualHost>
```
---
**&bold(){🧾 OCSP Stapling の設定}**
```
SSLUseStapling on
SSLStaplingResponderTimeout 5
SSLStaplingReturnResponderErrors off
SSLStaplingCache shmcb:/var/run/ocsp(128000)
SSLCACertificateFile /etc/ssl/certs/ca-bundle.crt
```
OCSP URI確認:
```
openssl x509 -in cert.pem -noout -ocsp_uri
```
---
**&bold(){🧪 OpenSSLによるテスト手法}**
|操作|コマンド|
|----|--------|
|サーバ接続テスト|`openssl s_client -connect example.com:443`|
|OCSPレスポンス確認|`openssl s_client -connect example.com:443 -status`|
|クライアント証明書付き接続|`openssl s_client -connect example.com:443 -cert client.crt -key client.key -CAfile ca.crt`|
---
**&bold(){🛠️ トラブルシュート早見表}**
|エラー例|原因|対応|
|--------|-----|----|
|handshake failure|TLSバージョン/暗号不一致|`SSLProtocol`, `SSLCipherSuite`見直し|
|unable to verify the first certificate|中間証明書の欠如|`SSLCertificateChainFile`の指定|
|client certificate not provided|クライアント証明書なし|ブラウザor curlに証明書を設定|
---
必要に応じてさらに詳細展開できます。応用例や自動化スクリプトが必要であれば教えてください。
