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Últimamente me he visto envuelto en diferentes debates sobre si era seguro o no usar certificados con capacidades SSL, no sólo para asegurar conexiones TCP y/o autenticar servidores, sino también para firmar metadatos o aserciones.

El escenario en el que nos encontramos es el indicado en la figura, en el cual un cliente realiza conexiones HTTPS contra un IdP (Proveedor de Identidad) para acceder a un sistema SSO y por ende a recursos protegidos. Dónde al logarse el cliente con éxito, el IdP genera una aserción sobre quién es el cliente y qué atributos posee, el IdP firma esta aserción con el mismo certificado que se ha usado para establecer la conexión HTTPS.

Escenario

El problema, o mejor dicho, el origen de las inquietudes reside en el uso del mismo certificado para la conexión HTTPS y para la firma de la aserción o de cualquier otro tipo de metadatos, y en el cual confían los SPs (proveedor de servicio) que han establecido relaciones de confianza con el IdP.

Pues bien, estas inquietudes se basan en la creencia incierta de que un servidor web firmará alegremente cualquier cosa presentada por el cliente en el ‘random binary blob‘ durante el SSL-handshake. Si esto fuese cierto un atacante tendría la capacidad de enviar como ‘random binary blob‘ una aserción falsa, que al ser firmada por el certificado x509 en el que confían los SPs, le diese la capacidad de acceder a recursos a los cuales no tiene acceso.

Esto es totalmente falso, ya que bajo ninguna circunstancia un servidor web firmará datos arbitrarios presentados por un cliente. Para aclarar esto voy a explicar que datos presenta el cliente al servidor y que son susceptibles de ser firmados.

Durante el handshake del  protocolo TLS/SSL se genera el master secret, el cual es un secreto compartido entre el cliente y el servidor, de 48 bytes y que es usado como clave simétrica para proteger la sesión. Este master secret, se genera mediante la siguiente función:

master_secret = PRF(pre_master_secret, "master secret",
                    ClientHello.random + ServerHello.random);

Donde PRF es la Pseudoroandom Function elegida de la cipher-suite- especificada en fases previas del handshake, la cual es una función basada en HMAC, que no usa en ningún momento la clave privada del certificado.
El pre_master_secret, es una cadena de 48 bytes enviada por el cliente al servidor y que es lo que nos interesa en este caso, ya que representa los únicos datos que el servidor cifra de forma «alegre».
La cadena «master secret» es una constante con dicho valor.
Y por último las cadenas ClientHello.random y ServerHello.random son dos blob de 28 bytes, el primero enviado por el cliente en la fase ClientHello del handshake y el segundo enviado por el servidor en la fase ServerHello.

Como he dicho anteriormente, nos interesa el pre_master_secret, ya que esta cadena son 48 bytes, de los cuales 46 son generados aleatoriamente por el cliente y 2 indican el protocolo. Estos 48 bytes son cifrados con la clave pública del servidor. Y es este cifrado el punto que ha generado tanta controversia.
Pues bien, al cifrarse estos datos con la clave pública del servidor, es este servidor el único que puede descifrar y por tanto entender estos datos, ya que es el único en posesión de la clave privada correspondiente.
Con esto, si un cliente malintencionado en vez de generar 46 bytes aleatorios, introduce la aserción falsa, lo que obtendría es un mensaje cifrado que sólo puede leer quien posea la clave privada del servidor. La cual no está en posesión de los SPs, ya que estos sólo necesitan la clave pública, para comprobar la firma de las aserciones.

Como conclusión, decir que podemos estar seguros de usar el mismo certificado x509 tanto para asegurar sesiones con TLS/SSL como para firmar aserciones o metadatos ya que según la especificación del protocolo TLS los datos que un servidor cifra «alegremente», sólo los puede descifrar él.

Por último decir que separar por roles el uso de claves privadas de los certificados x509, es decir, usar una para TLS y otra para firmar aserciones y/o metadatos, es una buena práctica de seguridad. Ya que  aunque TLS ha sido diseñado para resistir ataques contra autenticación y firmado, la historia nos ha demostrado muchas veces que confiar en la calidad de un algoritmo o protocolo y en su implementación debería evitarse en la medida de lo posible.