Если вы системный администратор Windows, возможно, вам пришлось работать с сертификатами Windows. Работа с сертификатами в Windows обычно является одной из тех дополнительных задач, которые должен взять на себя системный администратор. Используя диспетчер сертификатов Windows в качестве инструмента, вы можете это сделать!
Сертификаты, как известно, сложны и трудны для понимания, но в этой статье вы узнаете, что сертификаты не так страшны в Windows!
В этой статье мы рассмотрим в основном работу с сертификатами в Windows. Если вы хотите узнать больше о том, как работают сертификаты в целом, ознакомьтесь с сопутствующей статьей X.509 Certificate Tutorial к этой статье.
Понимание хранилищ сертификатов
В диспетчере сертификатов Windows все сертификаты находятся в логических хранилищах, называемых хранилищами сертификатов. Хранилища сертификатов - это «корзины», в которых Windows хранит все сертификаты, которые в настоящее время установлены, и сертификат может находиться более чем в одном хранилище.
К сожалению, хранилища сертификатов - не самая интуитивно понятная концепция для работы. О том, как различать эти хранилища и как с ними работать, вы прочитаете ниже.
Каждое хранилище находится в реестре Windows и в файловой системе. См. Подробную информацию в таблице ниже. При работе с сертификатом в хранилище вы взаимодействуете с логическим хранилищем; не изменяя напрямую реестр или файловую систему. Этот более простой способ позволяет вам работать с одним объектом, в то время как Windows заботится о том, как представить этот объект на диске.
Иногда можно встретить хранилища сертификатов, называемые физическими или логическими хранилищами. Физические хранилища ссылаются на фактическую файловую систему или место в реестре, где хранятся разделы реестра и / или файл (ы). Логические хранилища - это динамические ссылки, которые ссылаются на одно или несколько физических хранилищ. С логическими хранилищами намного проще работать, чем с физическими хранилищами для наиболее распространенных случаев использования.
Windows хранит сертификаты в двух разных областях - в контексте пользователя и компьютера. Сертификат помещается в один из этих двух контекстов в зависимости от того, должен ли сертификат использоваться одним пользователем, несколькими пользователями или самим компьютером. В остальной части этой статьи сертификат в контексте пользователя и компьютера будет неофициально называться сертификатами пользователей и сертификатами компьютеров.
Сертификаты пользователей
Если вы хотите, чтобы сертификат использовался одним пользователем, то идеальным вариантом будет хранилище пользовательских сертификатов внутри диспетчера сертификатов Windows. Это общий вариант использования процессов аутентификации на основе сертификатов, таких как проводной IEEE 802.1x.
Сертификаты пользователей находятся в профиле текущего пользователя и логически отображаются только в контексте этого пользователя. Сертификаты пользователей «сопоставлены» и уникальны для каждого пользователя даже в одних и тех же системах.
Компьютерные сертификаты
Если сертификат будет использоваться всеми пользователями компьютера или системного процесса, его следует поместить в хранилище в контексте компьютера. Например, если сертификат будет использоваться на веб-сервере для шифрования связи для всех клиентов, размещение сертификата в магазине в контексте компьютера было бы идеальным.
Вы увидите, что хранилище сертификатов компьютера логически сопоставлено для всех пользовательских контекстов. Это позволяет всем пользователям использовать сертификаты в хранилище сертификатов компьютера в зависимости от разрешений, настроенных для закрытого ключа.
Для получения дополнительной информации о закрытых ключах обязательно ознакомьтесь со статьей Руководство по сертификатам X.509: Руководство системного администратора.
Сертификаты компьютеров находятся в кустах реестра локальных компьютеров и в папке Program Data. Сертификаты пользователей находятся в кустах текущего реестра пользователей и в папке данных приложения. Ниже вы можете увидеть, где каждый тип хранилища находится в реестре и файловой системе.
Предпосылки
В оставшейся части этой статьи вы найдете несколько примеров, демонстрирующих взаимодействие с хранилищами сертификатов Windows. Чтобы воспроизвести эти примеры, убедитесь, что вы выполняете следующие требования:
Управление сертификатами в Windows
В Windows есть три основных способа управления сертификатами:
В этой статье вы узнаете, как управлять сертификатами с помощью оснастки Certificates MMC и PowerShell. Если вы хотите узнать больше о том, как использовать certutil, ознакомьтесь с документацией Microsoft.
PowerShell против диспетчера сертификатов безопасности Windows
Поскольку в Windows можно управлять сертификатами несколькими способами, какой из них вы выберете? Что лучше: использовать GUI (MMC) или командную строку с PowerShell?
Примечание. Эта статья актуальна как для диспетчера сертификатов Windows 7, так и для оснастки MMC диспетчера сертификатов Windows 10.
Во-первых, рассмотрим жизненный цикл сертификата. Если вы собираетесь установить или удалить один сертификат только один раз, рассмотрите возможность использования MMC. Но если вы управляете несколькими сертификатами или выполняете одну и ту же задачу снова и снова, путь из командной строки может оказаться правильным решением. Даже если вы не умеете писать сценарии PowerShell, вам стоит научиться, если у вас есть много разных сертификатов, которыми нужно управлять.
Давайте сначала посмотрим, как обнаружить сертификаты, установленные в Windows, с помощью диспетчера сертификатов и PowerShell.
Использование диспетчера сертификатов Windows (certmgr.msc)
Чтобы просмотреть сертификаты с помощью MMC, откройте диспетчер сертификатов, откройте меню «Пуск» и введите certmgr.msc. Это вызовет Windows Certificates MMC. Это начальное представление предоставит обзор всех логических хранилищ, отображаемых в левом окне.
На снимке экрана ниже видно, что выбрано логическое хранилище доверенных корневых центров сертификации.
Просмотр физических хранилищ
По умолчанию диспетчер сертификатов Windows не отображает фактические физические хранилища. Чтобы показать хранилиша, нажмите «Просмотр», а затем «Параметры». Затем вы увидите варианты отображения физических хранилищ сертификатов. Включение этого параметра упрощает определение конкретных путей в Windows.
Проверка атрибутов в диспетчере сертификатов Windows
Есть много атрибутов сертификата, которые вы можете увидеть при просмотре их с помощью MMC. Например, вы, вероятно, захотите выбрать определенные сертификаты.
Самый простой способ сделать это - указать серийный номер сертификата или значение расширения отпечатка пальца. Если сертификат был подписан центром сертификации (ЦС), при выдаче он будет иметь серийный номер. Отпечаток вычисляется каждый раз при просмотре сертификата.
Вы можете увидеть некоторые атрибуты сертификата, открыв его в MMC, как показано ниже.
Следует отметить одну важную особенность - встроенные закрытые ключи. Сертификаты в Windows также могут иметь соответствующий закрытый ключ. Эти закрытые ключи хранятся в соответствующих физических хранилищах в виде зашифрованных файлов.
Чтобы быстро отличить сертификат с соответствующим закрытым ключом и без него, посмотрите на значок сертификата. В диспетчере сертификатов Windows, если значок просто выглядит как лист бумаги с лентой, соответствующий закрытый ключ отсутствует. Если у сертификата есть закрытый ключ, вы увидите ключ на значке MMC, и вы увидите ключ в нижней части вкладки «Общие» при открытии сертификата.
Использование PowerShell
Как и в случае с MMC, вы можете просматривать сертификаты и управлять ими с помощью PowerShell. Давайте сначала проверим сертификаты в их физических хранилищах (реестр и файловая система).
По физическому хранилищу
Используя командлет Get-ChildItem PowerShell, вы можете перечислить все ключи и значения внутри родительского HKCU:\Software\Microsoft\SystemCertifica
Приведенная ниже команда перечислит все сертификаты вошедшего в систему пользователя в логическом хранилище промежуточных центров сертификации.
Get-ChildItem -Path HKCU:\Software\Microsoft\SystemCertifica
Каждая запись в кусте реестра, который вы видите, будет соответствовать отпечатку сертификата доверенного центра сертификации и его сертификату в соответствующем свойстве. Вы можете увидеть пример вывода этого ниже.
Другое распространенное хранилище - это Personal store. Ваши сертификаты для этого хранилища находятся в файловой системе, а не в реестре. В следующих командах мы покажем эти различные физические пути и их цели.
Каждый файл в каталоге, возвращенный приведенной ниже командой, соответствует сертификату, установленному в личном хранилище текущего пользователя.
Get-ChildItem -Path $env:APPDATA\Microsoft\SystemCertificate
Каждый файл, возвращаемый в приведенной ниже команде, является ссылкой на объект для закрытого ключа, созданный поставщиком хранилища ключей (KSP). Имя файла соответствует идентификатору ключа субъекта сертификата. К каждому устанавливаемому вами закрытому ключу будет добавлен соответствующий файл.
Get-ChildItem -Path $env:APPDATA\Microsoft\SystemCertificate
Каждый файл в каталоге, возвращаемый следующей командой, является уникальным контейнером для зашифрованного закрытого ключа, созданного KSP. Нет прямой связи между именем файла и сертификатом, но файл является целью указателя в предыдущей команде.
Get-ChildItem -Path $env:APPDATA\Microsoft\Crypto\Keys
По логическому хранилищу
Поскольку работа с сертификатами на их физических путях встречается редко, в остальных примерах вы будете работать с логическими хранилищами.
PowerShell может получить доступ к логическим хранилищам Windows с помощью Cert: PSDrive. Cert: PSDrive сопоставляет сертификаты с физическими хранилищами так же, как это делает MMC.
К сожалению, MMC и Cert PSDrive не маркируют логические хранилища одинаково. Ниже вы можете увидеть сравнительную таблицу общих хранилищ и их названий как в MMC, так и в Cert PSDrive.
Выбор сертификатов
Когда вы работаете с сертификатами, вам понадобится способ фильтрации и выбора сертификатов для выполнения определенных операций. В большинстве случаев вы будете фильтровать и выбирать сертификаты на основе значения определенного расширения.
Для следующих примеров вам нужно начать с перечисления всех установленных сертификатов в хранилище корневого ЦС.
Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\Root\
Возвращенные объекты будут объектами сертификатов, которые вы можете использовать в следующих примерах.
Общие расширения уже доступны как свойства объектов сертификата. В приведенном ниже примере вы используете Get-Member для вывода списка всех свойств возвращаемых объектов.
Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\Root\ | Get-Member -MemberType Properties
Как вы можете видеть, некоторые из этих расширений, например Issuer, помогают найти сертификат, который вы ищете. Расширения предоставляют информацию о сертификате, например, кому он выдан, для чего его можно использовать и любые ограничения на него.
В более сложных случаях использования вам может понадобиться найти сертификаты других расширений, таких как используемый шаблон сертификата. Сложность в том, что значения этих расширений возвращаются как массив целых чисел. Эти целые числа соответствуют содержимому в кодировке ASN.1.
Существующие свойства ScriptProperties, доступные для объекта, показывают примеры взаимодействия с ними. В приведенной ниже команде вы вручную потянете Key Usages, чтобы увидеть эту взаимосвязь.
((Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\Root\ | select -First 1).Extensions | Where-Object {$_.Oid.FriendlyName -eq "Key Usage"}).format($true)
Новая часть, которую мы вводим в приведенной выше команде, - это метод форматирования, который выполняет декодирование ASN.1. Вы передаете ему логическое значение (например, $true) выше, чтобы определить, хотим ли мы, чтобы возвращаемый объект был однострочным или многострочным.
Вы будете использовать значение отпечатка из сертификата на рисунке 7 в приведенной ниже команде. Значение Thumbprint устанавливается как переменная PowerShell и используется для выбора конкретного сертификата в приведенных ниже командах.
$thumb = "cdd4eeae6000ac7f40c3802c171e30148030c07
Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\Root\ | Where-Object {$_.Thumbprint -eq $thumb}
Создание самозаверяющих сертификатов с помощью PowerShell
PowerShell может создавать самозаверяющие сертификаты с помощью командлета New-SelfSignedCertificate. Самозаверяющие сертификаты полезны для тестирования, поскольку они позволяют генерировать пару открытого и закрытого ключей без использования центра сертификации.
Теперь давайте создадим самозаверяющий сертификат в хранилищах текущего пользователя и локального компьютера, чтобы использовать его в примерах для следующих шагов.
В приведенном ниже примере PowerShell создает пару открытого и закрытого ключей, самозаверяющий сертификат и устанавливает их все в соответствующие хранилища сертификатов.
PS51> New-SelfSignedCertificate -Subject 'User-Test' -CertStoreLocation 'Cert:\CurrentUser\My'
PS51> New-SelfSignedCertificate -Subject 'Computer-Test' -CertStoreLocation 'Cert:\LocalMachine\My'
Использование самозаверяющих сертификатов для производственных служб не рекомендуется, поскольку не существует всех механизмов, основанных на доверии.
Импорт / экспорт сертификатов
Криптография с открытым ключом в основном основана на широкой доступности открытого ключа. Учитывая этот многоквартирный дом, вам нужны стандартные способы эффективного обмена сертификатами. Не менее важна безопасность ваших личных ключей. Хранение закрытых ключей на недоступных носителях или с материалами для аварийного восстановления - обычная практика для определенных закрытых ключей.
Оба они требуют способов хранения этих криптографических объектов в стандартных форматах. Экспорт предоставляет функции для сохранения этих объектов и обеспечения использования широко распространенных стандартных форматов файлов. Импорт позволяет вам переносить криптографические объекты в операционные системы Windows.
Использование диспетчера сертификатов Windows (certmgr.msc)
Экспорт сертификатов из MMC относительно прост. Чтобы экспортировать сертификат без закрытого ключа, щелкните сертификат в MMC, выберите меню «Все задачи», а затем «Экспорт».
Во время экспорта вам будет предложено указать формат файла, как показано ниже. Наиболее распространены варианты кодирования DER или Base-64.
Экспорт закрытых ключей
Чтобы экспортировать сертификат с соответствующим закрытым ключом, вы должны соответствовать двум критериям; вошедшая в систему учетная запись должна иметь разрешение на закрытый ключ (только для сертификатов компьютеров), а закрытый ключ должен быть помечен как экспортируемый.
Чтобы проверить разрешения для закрытых ключей локального компьютера, вы можете выбрать сертификат с закрытым ключом, выбрать "Все задачи" и "Управление закрытыми ключами" в MMC "Сертификаты". В открывшемся диалоговом окне отображаются записи управления доступом для закрытых ключей.
Когда вы экспортируете закрытый ключ в Windows, вы можете сохранить файл только как PFX. Эти типы файлов и форматы кодирования подробно описаны в этом посте.
Для остальных параметров, отображаемых в мастере экспорта, вы можете использовать значения по умолчанию. В таблице ниже приводится краткое изложение каждого из них.
Импорт сертификатов
Функция импорта одинакова для всех поддерживаемых типов файлов сертификатов. Единственная разница в том, что если файл содержит закрытый ключ, вы можете «Отметить этот ключ как экспортируемый», о чем вы узнаете подробнее ниже. Windows будет использовать мастер импорта сертификатов.
При использовании мастера импорта сертификатов для PFX вам потребуется указать пароль, используемый для шифрования закрытого ключа. Вот еще один обзор вариантов импорта.
Сертификаты для подписи кода PowerShell - хороший вариант использования надежной защиты закрытого ключа.
С автоматическим размещением сертификатов следует проявлять осторожность. Скорее всего, вы получите наилучшие результаты, выбрав хранилище сертификатов вручную.
Использование PowerShell
Теперь с помощью PowerShell экспортируйте один из самозаверяющих сертификатов, которые вы создали ранее. В этом примере используется текущий пользователь, но вы можете использовать любой из них.
Ниже вы выбираете сертификат в личном логическом хранилище текущего пользователя, который был самоподписанным, то есть там, где издатель совпадает с темой.
$certificate = Get-Item (Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\My\ | Where-Object {$_.Subject -eq $_.Issuer}).PSPath
Теперь, когда вы выбрали сертификат, вы можете использовать команду Export-Certificate, чтобы сохранить файл в кодировке DER, используя команду ниже.
Export-Certificate -FilePath $env:USERPROFILE\Desktop\certificate.cer -Cert $certificate
Теперь давайте посмотрим на экспорт закрытого ключа. Ниже вы проверяете, что у выбранного сертификата есть закрытый ключ. Если он не возвращает истину, то команда Get-Item, скорее всего, выбрала неправильный сертификат.
$certificate.HasPrivateKey
Ниже вы установите пароль, который будет использоваться для шифрования закрытого ключа. Затем экспортируйте выбранный сертификат в файл PFX и используйте пароль, который вы ввели ранее, чтобы зашифровать файл.
$pfxPassword = "ComplexPassword!" | ConvertTo-SecureString -AsPlainText -Force
Export-PfxCertificate -FilePath $env:USERPROFILE\Desktop\certificate.pfx -Password $pfxPassword -Cert $certificate
Как и при экспорте, есть две команды. Одна команда для импорта сертификатов и одна для импорта файлов PFX.
Ниже команда Import-Certificate импортирует файл в формате DER, который вы экспортировали ранее, в личное хранилище текущего пользователя.
Import-Certificate -FilePath $env:USERPROFILE\Desktop\certificate.cer -CertStoreLocation Cert:\CurrentUser\My
Допустим, вы тоже хотите установить закрытый ключ этого сертификата.
$pfxPassword = "ComplexPassword!" | ConvertTo-SecureString -AsPlainText -Force
Import-PfxCertificate -Exportable -Password $pfxPassword -CertStoreLocation Cert:\CurrentUser\My -FilePath $env:USERPROFILE\Desktop\certificate.pfx
Имейте в виду, что пароль должен быть защищенной строкой. Кроме того, если вы импортируете в хранилище локального компьютера (например, Cert:\LocalMachine\), вам нужно будет запустить команду из командной строки администратора с повышенными привилегиями.
В приведенном выше примере вы также используете параметр Exportable с командой, отмечая закрытый ключ как экспортируемый в будущем. По умолчанию экспорт не поддерживается. Экспортируемые закрытые ключи - еще одно соображение безопасности, и заслуживает дальнейшего внимания, как вы их защищаете.
Есть еще много других вещей, которые можно сделать с сертификатами в Windows, так что вам стоит изучить их подробнее.
Удаление сертификатов с помощью PowerShell
При удалении сертификатов помните, что корзина отсутствует. Как только вы удалите сертификат, он исчезнет. Это означает, что очень важно подтвердить, что вы удаляете правильный сертификат, путем проверки уникального идентификатора, такого как серийный номер или значение расширения отпечатка пальца.
Как и выше, в приведенной ниже команде мы выбираем самозаверяющий сертификат из личного хранилища текущего пользователя.
$certificate = Get-Item (Get-ChildItem -Path Cert:\CurrentUser\My\ | Where-Object {$_.Subject -eq $_.Issuer}).PSPath
Ниже вы можете увидеть свойства отпечатка, серийного номера и темы для выбранного сертификата, чтобы убедиться, что это именно тот сертификат, который вы собираетесь выбрать.
$certificate.Thumbprint
$certificate.SerialNumber
$certificate.Subject
Убедитесь, что вы выбрали правильный сертификат, который собираетесь удалить.
Приведенная ниже команда удаляет все выбранные объекты сертификата, используйте с осторожностью. Передав объект $certificate через конвейер в командлет Remove-Item в приведенной ниже команде, вы удалите все содержимое сертификата без каких-либо запросов на проверку.
$certificate | Remove-Item
Резюме
На протяжении всей этой статьи вы работали с сертификатами в Windows, изучая, как получить к ним доступ, и некоторые инструменты, которые можно использовать при работе с ними. По этой теме можно изучить гораздо больше, в том числе о том, как связать установленные сертификаты с конкретными службами или даже о том, как реализовать инфраструктуру закрытого открытого ключа (PKI) путем развертывания собственных центров сертификации (CA).