Wat is de Public Key Infrastructure (PKI)?

De infrastructuur voor openbare sleutels, algemeen bekend als PKI (Public Key Infrastructure), is een essentieel raamwerk om de veiligheid van digitale communicatie en transacties te waarborgen. Door beleid, procedures, technologieën en componenten maakt PKI een veilige overdracht van informatie mogelijk tussen personen, apparaten en systemen. Het doel is om vertrouwelijkheid, integriteit, authenticatie en niet-afwijzing te bieden door middel van asymmetrische cryptografie.

Het hart van PKI is de cryptografie gebaseerd op sleutelparen: een privésleutel en een publieke sleutel die wiskundig aan elkaar gekoppeld zijn. Deze aanpak zorgt ervoor dat alleen de bijbehorende sleutel versleutelde gegevens kan ontcijferen, waardoor PKI een fundamenteel instrument voor digitale veiligheid wordt.


Belangrijkste componenten van PKI

Certificeringsautoriteiten (CA’s)

CA’s vormen de basis van PKI. Ze zijn verantwoordelijk voor het uitgeven, intrekken en hernieuwen van digitale certificaten die een geverifieerde identiteit koppelen aan een paar cryptografische sleutels. Deze certificaties zorgen ervoor dat een entiteit is wie het beweert te zijn, wat het noodzakelijke vertrouwen schept voor veilige communicatie.

Vertrouwen in CA’s en certificaten

  • Openbaar vertrouwen: Openbare CA’s worden automatisch erkend door browsers, besturingssystemen en softwareontwikkelaars. Ze volgen strikte normen vastgesteld door het CA/Browser Forum om de authenticiteit van de uitgegeven certificaten te garanderen.
  • Privé vertrouwen: Privé CA’s worden gebruikt in gesloten omgevingen, zoals bedrijfsnetwerken, waar vertrouwen wordt gevestigd binnen een gecontroleerd ecosysteem.
  • Belangrijke verschillen: Openbare CA’s genieten van automatisch vertrouwen in brede systemen, terwijl privé CA’s handmatige configuraties vereisen voor externe omgevingen.

PKI-hiërarchie

PKI’s worden vaak georganiseerd in een vertrouwenshiërarchie met root-CA’s aan de top en tussenliggende CA’s die certificaten uitgeven namens hen, voor een grotere beveiliging.

Publieke en private cryptografische sleutels

Publieke sleutels coderen gegevens die alleen ontcijferd kunnen worden door de bijbehorende privésleutel. Bovendien worden privésleutels gebruikt voor het genereren van verifieerbare digitale handtekeningen met de publieke sleutel.

Een digitaal certificaat bevat identificatie-informatie (zoals naam en organisatie) samen met een publieke sleutel. Het wordt uitgegeven en digitaal ondertekend door een CA, in overeenstemming met internationale normen zoals X.509.

Certificaatintrekkingslijst (CRL)

De CRL is een lijst van door CA’s ingetrokken certificaten. Het helpt entiteiten te verifiëren dat de certificaten waarmee ze interacteren nog geldig zijn.


Waarvoor wordt PKI gebruikt?

PKI is cruciaal in tal van technologische scenario’s:

  • Veilig webbrowsen: HTTPS-protocol en SSL/TLS-certificaten beschermen de verbinding tussen browsers en servers.
  • Codering en ondertekening van e-mails: S/MIME-certificaten zorgen voor de privacy en integriteit van e-mails.
  • Codeondertekening: Garandeert dat software niet is gewijzigd en bevestigt de herkomst ervan.
  • Authenticatie en toegangscontrole: Vervangt wachtwoorden door veiligere methoden zoals certificaten voor VPN en systemen voor fysieke toegang.
  • Blockchaintransacties: Asymmetrische cryptografie beveiligt en verifieert transacties in blockchainnetwerken.

Hoe werkt PKI?

PKI combineert verschillende stappen om de veiligheid van communicatie te garanderen:

  1. Sleutelgeneratie: Elke entiteit genereert een paar publieke en privésleutels.
  2. Uitgifte van certificaten: Een CA verifieert de identiteit van de entiteit en geeft een digitaal certificaat uit.
  3. Distributie: Publieke sleutels en certificaten worden verspreid, terwijl privésleutels geheim blijven.
  4. Versleuteling: Verzenders gebruiken de publieke sleutel van de ontvanger om berichten te coderen.
  5. Ontsleuteling: Ontvangers gebruiken hun privésleutel om berichten te ontcijferen.
  6. Verzenders ondertekenen berichten met hun privésleutel; anderen kunnen dit verifiëren met de publieke sleutel van de verzender.
  7. Certificaatvalidatie: Entiteiten verifiëren certificaten met de publieke sleutel van de CA voordat ze erop vertrouwen.

Betekenis van PKI

PKI is een pijler in de moderne digitale veiligheid. Het beschermt gevoelige gegevens, creëert vertrouwen tussen partijen en authenticeert identiteiten in digitale transacties. De integratie in protocollen zoals HTTPS en het gebruik in sectoren als bankieren, gezondheidszorg en e-commerce benadrukken het belang ervan. Naarmate de digitale dreigingen groeien, zal PKI essentieel blijven voor privacy en veiligheid in een steeds meer verbonden wereld.

Samengevat, PKI beschermt niet alleen digitale interacties, maar stelt ook een onmisbaar vertrouwenskader vast voor de veilige werking van het internet en andere digitale ecosystemen.