View source for Restricted ID für OpenPACE

Im Folgenden wird die Implementierung von Restricted Identification (RI) für OpenPace beschrieben.

==Einleitung==
[http://openpace.sourceforge.net/ OpenPace] ist eine kryptographische Bibliothek für [http://www.openssl.org/ OpenSSL], die das Protokoll Extended Access Control (EAC) Version 2.0 unterstützt. Das Protokoll ist spezifiziert in der technischen Richtlinie [https://www.bsi.bund.de/ContentBSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/tr03110/index_htm.html  TR-03110] des Bundesministerium für Sicherheit in der Informationstechnik [https://www.bsi.bund.de (BSI)]. Es enthält die Protokolle Password Authentificated Connection Establishment (PACE), Chip Authentification (CA), Terminal Authentification (TA) und Restricted Identification (RI).

OpenPace kann unter [http://sourceforge.net/projects/openpace/ http://sourceforge.net/projects/openpace/] oder [https://svn.informatik.hu-berlin.de/SAR/OpenPACE/ https://svn.informatik.hu-berlin.de/SAR/OpenPACE/] heruntergeladen werden.

==Restricted Identification==
Restricted Identification ist ein Protokoll zur pseudonymen Identifizierung eines MRTD-Chip[1] gegenüber einem Terminal. Vorausgesetzt wird, dass der MRTD-Chip korrekt funktioniert und vor Beginn des Protokolls Chip und Terminal mithilfe von ''Chip Authentication (CA)'' und ''Terminal Authentication (TA)'' entsprechend TR-03110 authentisiert wurden. Die während des Protokoll erzeugte sektorspezifische Kennung ist für alle Terminals innerhalb eines festgelegten Sektors jederzeit gleich und kann für eine erneute Identifizierung des MRTD-Chip von dem Terminal gespeichert werden. Die Kennung eines Chips soll sich zwischen verschiedenen Sektoren unterscheiden. Die Verknüpfung von Kennungen verschiedener Sektoren soll mit vertretbaren Aufwand nicht möglich sein.

=== Restricted-Identification-Protokoll===

Das in der technischen Richtlinie beschriebene Restricted-Identification-Protokoll ist ein Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch (Key-Agreement), der eine sektorspezifische Kennung erzeugt.

Bezeichnen ''SK'' bzw. ''PK'' die jeweiligen geheimen bzw. öffentlichen asymetrischen Schlüssel. Sei ''KA'' das Key-Agreement und ''H'' eine Hash-Funktion. Entsprechend der Protokoll Spezifikation werden die folgenden Schritte ausgeführt:
#Das Terminal sendet den statischen öffentlichen Sektor-Schlüssel <math>SK_{Sector}</math> und die Domain-Parameter ''D'' an den MRTD-Chip.
#Der MRTD-Chip verifiziert <math>PK_{Sector}</math>, berechnet mithilfe seines geheimen Schlüssels <math>SK_{ID}</math> die sektorspezifische Kennung <math>I^{Sector}_{ID}=H(KA(SK_{ID},PK_{Sector},D))</math> und übersendet die Kennung an das Terminal.
#Das Terminal speichert die Kennung <math>I^{Sector}_{ID}</math> und überprüft, ob sie in der vom ''Document Verifier''<!--<ref>Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik: ''Advanced Security Mechanisms for Machine Readable Travel Documents - Technical Guideline TR-03110. Version 2.05. Bonn 2010. S. 14.</ref>-->[2] herausgegebenen Liste der widerrufenen Kennungen enthalten ist.

===Widerrufs-Listen===
Die Erstellung der Widerrufs-Listen und der benötigten Schlüssel wurde im Rahmen des IT Security Workshop 2011 nicht implementiert. Es wird vorausgesetzt, dass <math>SK_{Sector}</math> gegeben ist. Widerrufs-Listen sind in der TR-03110 auf Seite 19 und Seite 38 spezifiziert.

==OpenPace==
===Benutzung von OpenPace===
Mit 
 make all
wird OpenSSL 1.0.0d lokal installiert und die Patches für OpenPace eingespielt.

OpenPace kann nun zum Beispiel mit dem pace-tool benutzt werden, oder als Programmbibliothek eingebunden werden ([http://openpace.sourceforge.net/ siehe Dokumentation]). Mit
 make test
kann man ein ausführliches Testszenario ausprobieren.

===Erweiterungen für OpenPace===
Mit Hilfe von Frank Morgner und Dominik Oepen wurden von mir die folgenden Dateien bearbeitet:
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/eac.h 
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/eac_lib.c
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/eactest.c
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/ri.c
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/ri.h
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/ri_lib.c.
*OpenPACE/trunk/openssl/crypto/eac/ri_lib.h.

Zuerst habe ich in eac.h ein RI Context Objekt <code>ri_ctx</code> definiert, welches von dem allgemeineren <code>eac_ctx</code> Objekt abgeleitet ist. Es enthält unter anderem Daten für den zu verwendenen Algorithmus, den öffentlichen und den geheimen Schlüssel. Außerdem enthält dieses Objekt für das Key-Agreement einen Pointer auf die Funktion <code>generate_key</code>, die den öffentlichen Schlüssel erzeugt und einen Pointer auf die Funktion <code>compute_key</code>, die das gemeinsame Geheimnis berechnet.

In eac_lib.c habe ich die Methode <code>EAC_CTX_init_ri</code> angelegt, die <code>RI_CTX_set_protocol</code> in ri_lib.c aufruft und den öffentlichen Schlüssel für das Key-Agreement erzeugt.

In ri.c wird in der Funktion <code>RI_STEP2_compute_identifier</code> Schritt zwei des Protokolles ausgeführt. Es wird das gemeinsame Geheimnis des Key-Agreement bestimmt und davon der Hash-Wert berechnet.

In ri_lib.c setzt <code>RI_CTX_set_protocol</code> in <code>ri_ctx</code> entsprechend der Protokoll OID[3] die Funktionen <code>generate_key</code> und <code>compute_key</code> und die Hash-Funktion.

==Fußnoten==
<!-- <references /> -->
*[1] Machine-Readable-Travel-Document-Chip z.B. im Neuen Personalausweis (nPA) enthalten
*[2] Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik: ''Advanced Security Mechanisms for Machine Readable Travel Documents - Technical Guideline TR-03110. Version 2.05. Bonn 2010. S. 14.
*[3] Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik: ''Advanced Security Mechanisms for Machine Readable Travel Documents - Technical Guideline TR-03110. Version 2.05. Bonn 2010. S. 60.