Was ist ein Public-Key-Fingerabdruck?

Ein Public-Key-Fingerabdruck ist eine kurze, eindeutige Kennung, die aus einem kryptografischen öffentlichen Schlüssel abgeleitet wird. Hash- Funktion.

Was ist der Fingerabdruck eines öffentlichen Schlüssels?

Ein Public-Key-Fingerabdruck ist eine komprimierte Darstellung eines kryptografischen öffentlichen Schlüssels, der mithilfe einer sicheren Hash-Funktion generiert wird. Er bietet eine eindeutige und leicht überprüfbare Kennung für einen öffentlichen Schlüssel, sodass Benutzer dessen Authentizität bestätigen können, ohne den vollständigen Schlüssel verwenden zu müssen. Der Fingerabdruck wird typischerweise durch Hashing der öffentlichen Schlüsseldaten mit Algorithmen wie SHA-256 erstellt. MD5oder SHA-1, je nach verwendetem System oder Protokoll.

Dieser Mechanismus wird häufig eingesetzt in kryptographisch Anwendungen wie SSH, PGP-, TLS- und X.509-Zertifikate, bei denen die Überprüfung der Schlüsselauthentizität für eine sichere Kommunikation unerlässlich ist. Wenn zwei Parteien öffentliche Schlüssel austauschen, können sie Fingerabdrücke vergleichen, um sicherzustellen, dass der Schlüssel nicht von einem Angreifer geändert oder ersetzt wurde. Da ein Fingerabdruck deutlich kürzer ist als der Originalschlüssel, vereinfacht er die manuelle Überprüfung, insbesondere in Szenarien, in denen Benutzer die Schlüsselintegrität mündlich bestätigen oder mit einer vertrauenswürdigen Quelle vergleichen müssen.

Warum ist ein Public-Key-Fingerabdruck nützlich?

Ein Public-Key-Fingerabdruck ist nützlich, da er eine kompakte, eindeutige Kennung für einen öffentlichen Schlüssel liefert. So können Benutzer dessen Authentizität überprüfen, ohne den gesamten Schlüssel vergleichen zu müssen. Dies ist besonders wichtig bei kryptografischen Anwendungen, bei denen die Sicherheit davon abhängt, dass ein öffentlicher Schlüssel nicht von einem Angreifer manipuliert oder ersetzt wurde.

Mithilfe eines Fingerabdrucks können Benutzer schnell bestätigen, dass sie mit dem gewünschten Teilnehmer kommunizieren. Dies verringert das Risiko von Man-in-the-Middle-Angriffe. Dies ist besonders wertvoll in Szenarien, in denen öffentliche Schlüssel manuell ausgetauscht werden, beispielsweise bei der Überprüfung von SSH-Hostschlüsseln, der Signierung von PGP-Schlüsseln oder der Authentifizierung von TLS-Zertifikaten. Da ein Fingerabdruck deutlich kürzer ist als ein vollständiger öffentlicher Schlüssel, vereinfacht er die Überprüfung, unabhängig davon, ob er auf einer Website angezeigt, über einen sicheren Kanal geteilt oder mündlich bestätigt wird.

Darüber hinaus helfen Fingerabdrücke bei Schlüsselverwaltung Durch die Bereitstellung einer menschenlesbaren Möglichkeit, verschiedene öffentliche Schlüssel zu referenzieren und zu unterscheiden, wird die Verfolgung und Validierung von Schlüsseln über verschiedene Systeme hinweg erleichtert. Die Wirksamkeit eines Fingerabdrucks hängt von der Stärke der zugrunde liegenden Hash-Funktion ab. Moderne Implementierungen verwenden daher sichere Algorithmen wie SHA-256, um Kollisionsangriffe zu verhindern.

Anwendungsfälle für Public-Key-Fingerabdrücke

Ein Public-Key-Fingerabdruck wird in verschiedenen kryptografischen Anwendungen verwendet, um die Authentizität öffentlicher Schlüssel zu überprüfen und unbefugten Zugriff zu verhindern. Im Folgenden finden Sie wichtige Anwendungsfälle, in denen Public-Key-Fingerabdrücke die Sicherheit und das Vertrauen in die digitale Kommunikation erhöhen:

• SSH-Hostschlüsselüberprüfung. Beim Verbinden mit einer Fernbedienung server über SSH, erhält der Client die serverDer öffentliche Schlüssel-Fingerabdruck. Der Benutzer kann diesen Fingerabdruck mit einer vertrauenswürdigen Quelle vergleichen, um sicherzustellen, dass er sich mit dem richtigen Gerät verbindet. server und kein Betrüger. Wenn sich der Fingerabdruck unerwartet ändert, kann dies auf eine Sicherheitsbedrohung hinweisen, beispielsweise einen Man-in-the-Middle-Angriff.
• PGP-Schlüsselauthentifizierung. Bei Pretty Good Privacy (PGP) und OpenPGP werden Public-Key-Fingerabdrücke verwendet, um die Authentizität von Verschlüsselung und Signaturschlüssel. Benutzer vergleichen Fingerabdrücke manuell, bevor sie einem Schlüssel vertrauen. So wird sichergestellt, dass Nachrichten und Dateien sicher verschlüsselt oder vom vorgesehenen Empfänger signiert werden. Dies ist entscheidend für die E-Mail-Verschlüsselung und die sichere Kommunikation zwischen Einzelpersonen oder Organisationen.
• TLS- und SSL-Zertifikatsvalidierung. Public Key Fingerprints helfen, die Authentizität von SSL / TLS Zertifikate verwendet in HTTPS Verbindungen. Während Internetbrowser Zertifikate automatisch mit vertrauenswürdigen Zertifizierungsstellen abgleichen. Administratoren und Entwickler können Zertifikatsfingerabdrücke manuell vergleichen, um potenzielles Spoofing, falsch konfigurierte Zertifikate oder kompromittierte Zertifizierungsstellen zu erkennen.
• Sichere Datei- und Softwaresignatur. Entwickler und Organisationen signieren Software, Updates und Dokumente mit kryptografischen Schlüsseln. Mithilfe öffentlicher Schlüsselfingerabdrücke können Benutzer überprüfen, ob der Signaturschlüssel dem offiziellen Entwickler gehört. Dies verhindert die Installation von schädliche Software getarnt als legitime Updates. Dies wird häufig in Paketmanagern verwendet, Open-Source-Distributionenund Anwendungssignierung.
• VPN- und WireGuard-Schlüsselaustausch. In VPN Bei Protokollen wie WireGuard werden Public-Key-Fingerabdrücke verwendet, um die Authentizität von Peer-Geräten zu bestätigen. Vor dem Aufbau einer sicheren Verbindung vergleichen Benutzer die Fingerabdrücke, um sicherzustellen, dass sie sich mit dem richtigen Gerät verbinden. So wird unbefugter Zugriff auf private Netzwerke verhindert.
• Sicherheit von Blockchain und kryptografischen Wallets. Kryptografische Wallets verwenden Public-Key-Fingerabdrücke, um den Besitz digitaler Assets zu identifizieren und zu verifizieren. Nutzer können die Fingerabdrücke überprüfen, um sicherzustellen, dass Transaktionen an die richtige Wallet-Adresse gesendet werden. Dies reduziert das Risiko von Betrug oder fehlgeleiteten Transaktionen.

Wie erstelle ich einen öffentlichen Schlüsselfingerabdruck?

Ein Public-Key-Fingerabdruck ist eine eindeutige, kompakte Darstellung eines öffentlichen Schlüssels, die durch Hashing des Schlüssels mithilfe einer kryptografischen Hashfunktion generiert wird. Dieser Fingerabdruck dient zur Überprüfung der Authentizität des öffentlichen Schlüssels in der sicheren Kommunikation. Der Prozess variiert je nach verwendetem kryptografischen System, die allgemeinen Schritte sind jedoch wie folgt:

1. Generieren Sie einen öffentlichen Schlüssel (falls noch nicht verfügbar)

Bevor Sie einen Fingerabdruck erstellen können, benötigen Sie einen öffentlichen Schlüssel. Falls Sie keinen haben, generieren Sie ein Schlüsselpaar mit einem kryptografischen Tool wie OpenSSH, GnuPG oder OpenSSL.

• Für SSH-Schlüssel:

ssh-keygen -t rsa -b 4096

Dadurch wird ein öffentlicher Schlüssel (id_rsa.pub) im .ssh-Verzeichnis generiert.

• Für PGP-Schlüssel:

gpg --full-generate-key

Dadurch wird ein neues PGP-Schlüsselpaar erstellt.

• Für SSL/TLS-Zertifikate:

openssl req -new -x509 -key private_key.pem -out certificate.pem

Dadurch wird ein selbstsigniertes Zertifikat generiert.

2. Berechnen Sie den Fingerabdruck

Sobald der öffentliche Schlüssel verfügbar ist, berechnen Sie seinen Fingerabdruck mithilfe eines Hashings Algorithmus.

• Für SSH-Public-Key-Fingerabdrücke (SHA-256-Standardformat):

ssh-keygen -lf ~/.ssh/id_rsa.pub

• Beispielausgabe:

2048 SHA256:ZJv7x9Oa3W2g5KcJ+Q1Ht6eAlRrUv2Lg4EhYd2dTpoA user@hostname

• So erhalten Sie einen MD5-Fingerabdruck:

ssh-keygen -E md5 -lf ~/.ssh/id_rsa.pub

• Für PGP Public Key-Fingerabdrücke:

gpg --fingerprint [email protected]

• Beispielausgabe:

pub   rsa4096 2024-03-10 [SC]

      9E6C 9B5F A99D 45DA D4C7  3E14 92C3 7F32 A6F1 8D2B

• Für TLS/SSL-Zertifikatsfingerabdrücke (SHA-256):

openssl x509 -noout -fingerprint -sha256 -in certificate.pem

• Beispielausgabe:

SHA256 Fingerprint=3D:2B:45:A6:F3:91:82:12:D5:88:1F:...:97:6F:43

3. Überprüfen Sie den Fingerabdruck

Vergleichen Sie den generierten Fingerabdruck mit einer vertrauenswürdigen Kopie, um die Authentizität des öffentlichen Schlüssels zu bestätigen. Dieser Schritt ist bei der SSH-Hostüberprüfung, dem PGP-Schlüsselaustausch und der TLS-Zertifikatsvalidierung unerlässlich.

Wie kann ich den öffentlichen Schlüssel im Fingerabdruck anzeigen?

Ein Public-Key-Fingerabdruck ist eine gehashte Darstellung eines Public Keys. Er bietet zwar eine eindeutige Kennung zur Überprüfung, lässt sich aber nicht direkt in den vollständigen Public Key umwandeln. Wenn Sie jedoch Zugriff auf das System haben, in dem der Schlüssel gespeichert ist, können Sie den ursprünglichen Public Key, der einem bestimmten Fingerabdruck zugeordnet ist, abrufen und anzeigen. Der Vorgang variiert je nach verwendetem kryptografischem Tool und Schlüsseltyp. Die Schritte umfassen:

1. Anzeigen des öffentlichen SSH-Schlüssels vom Fingerabdruck

Wenn Sie eine öffentliche Schlüsseldatei haben und deren Fingerabdruck bestätigen möchten:

• Überprüfen Sie den Fingerabdruck eines öffentlichen SSH-Schlüssels:

ssh-keygen -lf ~/.ssh/id_rsa.pub

• Beispielausgabe:

2048 SHA256:ZJv7x9Oa3W2g5KcJ+Q1Ht6eAlRrUv2Lg4EhYd2dTpoA user@hostname

• Wenn Sie Fingerabdrücke vergleichen müssen, können Sie die öffentliche Schlüsseldatei manuell öffnen:

cat ~/.ssh/id_rsa.pub

2. Anzeigen des öffentlichen PGP-Schlüssels vom Fingerabdruck

Wenn Sie einen PGP-Schlüssel haben und einen Fingerabdruck mit einem öffentlichen Schlüssel abgleichen möchten:

• Listen Sie öffentliche PGP-Schlüssel mit ihren Fingerabdrücken auf:

gpg --fingerprint

• Beispielausgabe:

pub   rsa4096 2024-03-10 [SC]

      9E6C 9B5F A99D 45DA D4C7  3E14 92C3 7F32 A6F1 8D2B

uid   John Doe <[email protected]>

• So zeigen Sie den vollständigen öffentlichen Schlüssel an, der einem Fingerabdruck zugeordnet ist:

gpg --export -a 9E6C9B5FA99D45DAD4C73E1492C37F32A6F18D2B

Dadurch wird der ASCII-geschützte öffentliche Schlüssel ausgegeben.

3. Anzeigen des öffentlichen Schlüssels des SSL/TLS-Zertifikats vom Fingerabdruck

Wenn Sie über ein SSL/TLS-Zertifikat verfügen und dessen öffentlichen Schlüssel extrahieren müssen:

• Überprüfen Sie den Fingerabdruck eines Zertifikats:

openssl x509 -noout -fingerprint -sha256 -in certificate.pem

• Extrahieren und Anzeigen des öffentlichen Schlüssels aus dem Zertifikat:

openssl x509 -in certificate.pem -noout -pubkey

Dadurch wird der vollständige öffentliche Schlüssel im PEM-Format ausgegeben.

4. Zuordnung eines öffentlichen Schlüssels zu einem Fingerabdruck

Da Fingerabdrücke mithilfe kryptografischer Hash-Funktionen generiert werden, lässt sich allein aus einem Fingerabdruck kein vollständiger öffentlicher Schlüssel ableiten. Stattdessen benötigen Sie Zugriff auf die Originalschlüsseldateien und müssen deren Fingerabdrücke mit den oben beschriebenen Methoden vergleichen.

Ist ein Public-Key-Fingerabdruck sicher?

Ja, ein Fingerabdruck eines öffentlichen Schlüssels ist im Allgemeinen sicher und geschützt, solange er mit einer starken kryptografischen Hash-Funktion wie SHA-256 generiert wird. Er bietet eine eindeutige, kompakte Kennung für einen öffentlichen Schlüssel, wodurch die Echtheitsüberprüfung einfacher wird, ohne den vollständigen Schlüssel preiszugeben. Seine Sicherheit hängt jedoch von der Integrität des zugrunde liegenden Hash-Algorithmus ab – ältere Algorithmen wie MD5 und SHA-1 sind anfällig für Kollisionsangriffe, bei denen unterschiedliche Schlüssel denselben Fingerabdruck erzeugen könnten.

Um die Sicherheit zu gewährleisten, sollten Benutzer Fingerabdrücke immer über einen vertrauenswürdigen Kanal überprüfen, bevor sie einen öffentlichen Schlüssel akzeptieren, da ein Angreifer sonst bei Verwendung schwacher Hashing-Algorithmen einen betrügerischen Schlüssel durch einen passenden Fingerabdruck ersetzen könnte.