igneus / podpis

Tools for management and use of Czech qualified digital signature

About (EN)

Qualified digital signature is considered equal to physical signature by laws of the Czech Republic and probably other European countries. It can be used for communication with many national authorities to digitize some paperwork like taxes, social security etc. Although it is based on standard X509 certificates, majority of manuals and directions from Czech authorities are based on proprietary technologies with bad reputation (java applets, explorer 10, activex etc.). This repo explores the possibilities of using more credible opensource tools instead. As it is intended for Czech audience only, the rest of the document and the project itself is in Czech language.

Úvod (CS)

Kvalifikovaný digitální podpis je českými a pravděpodobně i jinými evropskými zákony považován za ekvivalentní podpisu fyzickému. Může být mimo jiné použit i k digitálnímu vyřízení některých úředních povinností jako například daně, sociálka a podobně. Ačkoli je založen na standardních X509 certifikátech, většina návodů a instrukcí z úřadů je založena na proprietárních technologiích s nevalnou pověstí (java applety, explorer 10, activex prvky atd.). Tento repositář prozkoumává možnosti využít místo nich spolehlivější open source nástroje.

Status a kontribuce

Aktuálně je projekt v experimentální fázi, doporučuji ho používat jen když máte dost znalostí, abyste sami dokázali pochopit co a jak se dělá. Všechny skripty zde jsou bez jakékoli záruky.

Projekt nemá žádnou roadmapu, pracuji jen na věcech, které sám potřebuji a když je potřebuji. Nahlášené bugy a náměty na vylepšení ale budou brány v potaz.

Jakýkoli pull request s opravou, vylepšením nebo novými scénáři použití je vítaný.

Instalace

Tento repositář stačí pouze stáhnout, shellové skripty zde není potřeba nijak instalovat. Je ale potřeba instalovat nástroje, které jsou ze skriptů volány (s výjimkou dry run módu, viz níže). Jejich výčet závisí na způsobu a scénáři použití:

• Uživatelské rozhraní (pro možnost použití skriptů formou wizardu): Zenity

  • Debian Jessie, Stretch

      sudo apt install zenity
    

• Podepisování a jiná kryptografie (potřeba skoro vždy): openssl, zip

  • Debian Jessie, Stretch

      sudo apt install openssl zip
    

• CLI HTTP klient (pro odesílání na elektronické podatelny): cURL

  • Debian Jessie, Stretch

      sudo apt install curl
    

• Čipová karta (pokud je digitální podpis na čipové kartě): OpenSC

  • Debian Stretch

      sudo apt install pcscd pcsc-tools opensc opensc-pkcs11 libengine-pkcs11-openssl1.1
    

  • Debian Jessie (Podrobněji také viz článek o provozování Yubikey v Debian Jessie)

      sudo apt install pcscd pcsc-tools opensc opensc-pkcs11 libengine-pkcs11-openssl
    

Použití

Všechny skripty je možné spustit s parametrem --help, který vypíše jejich nápovědu.

Přestože mají skripty ve wizard módu grafické rozhraní, je potřeba je vždy spouštět z příkazové řádky, protože z bezpečnostních důvodů jsou případná hesla nebo PINy zadávány přímo v terminálu.

Dry run mód

Všechny skripty je možné spustit s parametrem -d, který způsobí, že skript žádné příkazy neprovádí, ale pouze vypíše v terminálu jejich přesné znění. Není pak potřeba instalovat žádný nástroj (kromě Zenity na uživatelské rozhraní) a zkopírované příkazy je pak možné použít i na úplně jiném stroji.

Identifikátor klíče na kartě

Při použití čipové karty je potřeba zadat identifikátor klíče, který se má použít. Tento identifikátor může mít jeden z následujících formátů:

<id>
<slot>:<id>
id_<id>
slot_<slot>-id_<id>
label_<label>
slot_<slot>-label_<label>

Kde

• <slot> je číslo slotu čtečky karty. To je možné zjistit příkazem opensc-tool --list-readers, jehož výstup vypadá ukázkově takto (číslo slotu je číslo ve sloupci Nr.):

  # Detected readers (pcsc)
  Nr.  Card  Features  Name
  0    Yes             Yubico Yubikey 4 OTP+U2F+CCID 00 00
  

• <id> je identifikátor klíče na kartě jako hexadecimální řetězec. Je možné jej zjistit příkazem pkcs15-tool --list-keys, jehož výstup vypadá ukázkově takto (identifikátor klíče je položka "ID"):

  ...
  Private RSA Key [SIGN key]
  Object Flags   : [0x1], private
  Usage          : [0x20E], decrypt, sign, signRecover, nonRepudiation
  Access Flags   : [0x1D], sensitive, alwaysSensitive, neverExtract, local
  ModLength      : 2048
  Key ref        : 156 (0x9C)
  Native         : yes
  Auth ID        : 01
  ID             : 02
  ...
  

• <label> je textový popisek klíče (co přesně to znamená a jak to zjistit a použít se nepodařilo dohledat)

Správný identifikátor podle předchozí ukázky by tedy byl například 0:2.

Popis celých scénářů

Vytvoření osobního kvalifikovaného podpisu u ICA

1. Vygenerovat privátní klíč a žádost o certifikát pomocí zadost-vytvoreni.sh.
2. Odnést žádost (soubor s příponou .req) na USB disku na některé z validačních míst.
   • Prokázat tam totožnost podle požadavků.
   • Prokázat oprávněnost všech akademických titulů uvedených v žádosti příslušnými diplomy nebo jejich uvedením v dokladech totožnosti.
   • Ujistit se, že k podpisu bude vygenerován i identifikátor MPSV.
3. Stáhnout si z veřejného rejstříku (nebo ze zaslaného mailu) vystavený certifikát.

Vytvoření zaměstnaneckého podpisu u PostSignum

1. Avizovat jménem firmy novou žádost o zaměstnanecký podpis na stránkách PostSignum.
2. Vygenerovat privátní klíč a žádost o certifikát pomocí zadost-vytvoreni.sh.
3. Odnést žádost (soubor s příponou .req) na USB disku do některé pobočky CzechPoint.
   • Prokázat tam totožnost podle požadavků.
   • Pozor, pracovníci velké části CzechPoint poboček věcem okolo digitálního podpisu vůbec nerozumí a bojí se ho. V případě zaměstnaneckého podpisu je potřeba dát pozor alespoň na to, aby v počítači otevřeli nejdřív avízo z firmy (podané online) a až k němu přidali samotnou žádost. Otevření žádosti bez kontextu firmy skončí chybou, kterou neumí řešit ani na technické podpoře.
4. Stáhnout si z veřejného rejstříku (nebo ze zaslaného mailu) vystavený certifikát.

Podání elektronického formuláře na Finanční Správu

1. Vyplnit formulář na daňovém portálu FS.
2. Zvolit v menu formuláře možnost "Uložit pracovní verzi".
3. Podepsat stažený soubor pomocí podani-fs-podpis.sh.
4. Odeslat podepsaný soubor pomocí podani-fs-odeslani.sh

Nutné minimum vědomostí o elektronickém podpisu

Klíče

Digitální podpis se skládá ze dvou základních částí, kterým se říká klíče:

• Veřejný klíč: tento klíč je veřejně známá informace.
• Privátní klíč: tento klíč se nesmí dostat do ruky nikomu jinému, než majiteli podpisu.

Privátní a veřejný klíč jsou matematicky jednoznačně svázány a tvoří tzv. keypair. Zároveň je ale matematicky zajištěno, že privátní klíč nelze z veřejného nijak odhadnout ani odvodit.

Certifikát

Výše uvedené klíče jsou ve skutečnosti pouze dlouhá náhodná čísla, kterých si může kdo chce vymyslet kolik chce. Abychom věřili, že nějaké takové klíče mají význam opravdového fyzického podpisu, musí k nim být vyroben takzvaný "certifikát". Certifikát v tomto kontextu není žádný terminus technicus, ale skutečně v základním slova smyslu osvědčení (asi jako papír s potvrzením o abslovování nějaké zkoušky). V případě certifikátů je to konkrétně osvědčení o tom, že daný veřejný klíč reprezentuje specifickou fyzickou osobu. Instituce, která ověřuje fyzickou totožnost a na jejím základě tyto certifikáty vydává, se nazývá certifikační autorita.

Fakticky je certifikát běžný soubor, kde je ve standardizovaném formátu zapsán veřejný klíč a k němu osobní údaje člověka, kterému patří. Kouzlo je v tom, že tento soubor je sám digitálně podepsán podpisem certifikační autority, která tak potvrzuje pravost údajů v něm uvedených. Podpis/certifikát samotné certifikační autority se považuje za veřejně známý, takže je nutné mu slepě věřit, tzn. je podtřeba si ho odněkud jednorázově stáhnout, ručně jej importovat do operačního systému a označit jako důvěryhodný. Pak je ale možné důvěřovat ve fyzickou identitu libovolného podpisu, ke kterému existuje certifikát podepsaný takovou autoritou. Tomuto schématu tranzitivního přenášení důvěry od autorit k předem neznámým cizincům se říká Public Key Infrastructure. Odtud plyne někdy používaný termín PKI certifikáty.

Podpis

Digitální podpis je pak ve skutečnosti jen připojení veřejného klíče k podepisovanému souboru. Připojení musí být ale provedeno speciálním způsobem, který matematicky zajišťuje, že jej správně dokáže udělat jen ten, kdo vlastní odpovídající privátní klíč. K podepisovanému souboru se většinou také rovnou připojí certifikát, aby jej druhá strana nemusela shánět v nějakých veřejných registrech.

Důvěru v digitální podpis tedy odvozujeme takto: nikdo jiný než majitel privátního klíče nemůže připojit k dokumentu veřejný klíč ověřitelně "správným" způsobem. Na fyzickou identitu majitele toho veřejného klíče vystavila důvěryhodná autorita certifikát a proto věříme, že daný soubor byl vědomě podepsán konkrétním člověkem aniž bychom potřebovali ten podpis dopředu znát nebo to ověřovat bokem.

Úložiště klíčů a certifikátů

Z předchozího je vidět, že celá důvěra stojí na závazku majitele podpisu za žádných okolností nevydat nikomu jinému svůj privátní klíč a tedy i na bezpečnosti jeho uložení. Principiálně existují tyto možnosti:

TODO: Rozepsat do kapitol, presunout revokaci na konec kapitoly o zadosti

• Uložit privátní klíč do souboru. V takovém případě musí být takový soubor zaheslovaný (podobně jako například zaheslovaný zip) a při každém použití klíče (podpisu) je potřeba heslo zadat. Každý soubor je ale z principu kdykoli možné nepozorovaně zkopírovat a heslo je možné odposlechnout a proto existuje bezpečnější varianta:
• Uložit privátní klíč na čipovou kartu. Bezpečnost této varianty spočívá v tom, že privátní klíč nikdy čipovou kartu neopustí - celý podpis probíhá přímo na kartě a počítač dostane až výsledek podpisu, nikoli samotný klíč. K možnosti podepsat něco něčím jménem je proto potřeba fyzicky čipovou kartu zcizit, což se dá velmi rychle zjistit a zabránit zneužití odvoláním platnosti podpisu (odborně: revokovat certifikát).
• Čím dál častěji jsou počítače vybaveny součástkami, které fungují stejně, jako čipová karta, ale jsou přímo součástí počítače. Souhrně se jim říká TPM (Trusted Platform Module).
• Úložiště certifikátů a klíčů může být systémová služba operačního systému, která funguje jako jednotné rozhraní k různým druhům úložišť, aby se sjednotil způsob práce s nimi. V případě Windows navíc tato služba příliš nerozlišuje mezi privátním a veřejným klíčem a certifikátem a vše dohromady označuje prostě jako certifikát. Vede to ke vzniku nonsensuálních termínů jako např. "veřejná část certifikátu" a jiným zmatkům, ale z principů popsaných doteď to nijak vybočit nemůže.

Žádost o certifikát

Autority, kterým úředně důvěřuje český stát, jsou vyhlašovány vyhláškou. Zřídit si u nich digitální podpis znamená principálně vždy následující kroky:

1. Vygenerovat dvojici privátního a veřejného klíče.
2. Vytvořit žádost o vystavení certifikátu, takzvaný CSR (certificate signing request). Žádost je ve skutečnosti většinou přímo onen soubor, který se po podpisu autoritou stane certifikátem.
3. Předat žádost autoritě.
4. Prokázat svojí totožnost udávanou v žádosti na ověřovacím místě autority.
5. Autorita žádost podepíše, tím z ní udělá plnohodnotný certifikát a ten vystaví veřejně ve svém registru (a většinou i předá zpět žadateli).

Tyto kroky mohou být realizovány různým způsobem. Je možné například na web stránkách autority jednou akcí absolvovat kroky 1-3 dohromady. Klíče se ale mohou generovat i zcela offline a žádost je možné předat třeba na USB disku, pak jsou většinou spojeny kroky 3-5 do jedné osobní návštěvy. Možností jak kroky poskládat je prostě mnoho, ale vždy se budou nějak mapovat na výše uvedený seznam.

Za pozornost také stojí, že autorita z principu nepotřebuje znát privátní klíč (v certifikátu je uveden pouze veřejný klíč), ale může úschovu privátního klíče nabízet jako doplňkovou službu. Například pro případ jeho ztráty nebo protože k samotnému vydání certifikátu nabízí i vydání čipové karty s celým podpisem. Variabilita technické realizace předepsaných kroků a doplňkových služeb je prostě prostředek, jak si mohou certifikační autority tržně konkurovat.

Standardizace

Všechny části použití digitálního podpisu jsou standardizovány normou X.509 (podle ní se pro podpisové certifikáty občas používá ještě jeden termín - X509 certifikáty). Mělo by tedy platit, že je možné používat libovolný software k vytvoření, použití a komunikaci digitálního podpisu s libovolnou protistranou i autoritou. Návody na stránkách autorit nebo státních úřadů s využitím konkrétních aplikací proto mohou být formálně maximálně doporučené, nikoli exkluzivní postupy.

Bohužel kromě čistě technických aspektů podpisu existuje daleko víc netechnických požadavků (např. na informace obsažené v certifikátu, obsah podepisovaného souboru atd.), které se mohou lišit pro každé z různých použití podpisu. Tento projekt má za cíl zdokumentovat právě tuto mezeru mezi jasně definovanými standardy digitálního podpisu a dodatečnými požadavky jednotlivých scénářů použití.