Mai 172016
 

OpenJDK 7 kam ohne Probleme mit 4 KBit breiten Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch klar. Aus unbekannten Gründen ist das in OpenJDK 8 nicht mehr der Fall. Da Apache 2.4 die DH-Schlüsselbreite aus der Schlüsselbreite des SSL-Zertifikats übernimmt, kann man mit OpenJDK 8 keinen Kontakt mit Webservern aufnehmen, die eine entsprechend hohe SSL-Sicherheit bieten.

Installation von OpenJDK 8 unter Ubuntu 14.04 LTS

Unter Ubuntu 14.04 ist OpenJDK 8 noch nicht in der Distribution enthalten. Um hier ein OpenJDK 8 zu installieren, muss ein PPA-Repository in der Datei /etc/apt/sources.list ergänzt werden.

deb http://ppa.launchpad.net/openjdk-r/ppa/ubuntu trusty main

Das OpenJDK 8 wird durch folgende Befehlsfolge installiert:

sudo gpg --recv-keys EB9B1D8886F44E2A
sudo gpg --export EB9B1D8886F44E2A|apt-key add -
sudo apt-get update
sudo apt-get install openjdk-8-jdk

Die erste Befehlsfolge installiert den Repository Key lokal, um dem PPA-Repository vertrauen zu können.


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Installation von Bouncy Castle

Bouncy Castle eine Sammlung kryptografischer Algorithmen und enthält einen sog. Security Provider, welcher diese Algorithmen für das JRE bereitstellt. Glücklicherweise stellt Ubuntu 14.04 Bouncy Castle schon in der Distribution bereit und muss somit nur noch installiert werden:

sudo apt-get install libbcprov-java

Jetzt muss die Library aus dem Paket im OpenJDK sichtbar gemacht werden. Das erfolgt sinnvollerweise über einen symbolischen Link:

cd /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/ext
sudo ln -s /usr/share/java/bcprov.jar .

Als abschließenden Schritt muss der Security Provider konfiguriert werden. Mit dem Lieblingseditor – z.B. vi – wird die Datei /etc/java-8-openjdk/security/java.security geöffnet:

sudo vi /etc/java-8-openjdk/security/java.security

Relativ am Anfang der Datei befinden sich mehrere Zeilen, die mit security.provider.X beginnen. Es sind die möglichen Security Provider, die priorisiert bei der Instanziierung abgearbeitet werden. An zweiter Stelle wird folgende Zeile eingefügt:

security.provider.2=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider

Alle nachfolgenden Zeilen müssen entsprechend umnummeriert werden.

Wichtig!
Die Zeile darf nicht an erster Stelle konfiguriert werden, weil intern im OpenJDK Abhängigkeiten nicht mehr aufgelöst werden können!

Nach diesen Schritten sollte es möglich sein, mit OpenJDK 8 eine sichere SSL-Verbindung aufbauen zu können.

Referenzen:

Sep 182014
 

Der SSL-Server-Test bei den Qualys SSL Labs hat sich als de facto Standard zum Testen der SSL-Verschlüsselung entwickelt. Es werden vier prozentuale Ratings ermittelt und eine abschließende Qualitätsstufe. Die vier Ratings lauten:

  1. Güte des Zertifikats
  2. Protokoll-Support, je neuer desto besser und je weniger alte Protokolle, desto besser.
  3. Art des Schlüsselaustauschs
  4. Güte der Verschlüsselung

In Zusammenarbeit mit meinem Kollegen Dominik Kupschke haben wir erarbeitet, wie man einen Apache 2.4 so konfiguriert, dass man ein „A+“-Rating mit 100%/95%/100%/100% erhält.

A+ Rating


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Durch dieses Rating bedingt können sich Oracle Java Clients und Windows XP-Clients nicht mehr verbinden. Für normales Web Browsing reicht das typischerweise aus. Wenn es nötig ist, dass sich auch diese Clients verbinden, sind kleinere Änderungen nötig, die weiter unten beschrieben werden.

Hinweis!
Ein Apache 2.2 unter Ubuntu kann kein „A+“-Rating erreichen, weil er kein Elliptic Curve Diffe-Hellman unterstützt und einige Windows-Varianten kein Ephemeral Diffie-Hellman unterstützen.

Das Zertifikat

Ein gutes Zertifikat sollte folgende Kriterien erfüllen:

  1. Der Common Name (CN) sollte zum Hostname passen.
  2. Der Zeitbereich sollte passen, also nicht abgelaufen sein.
  3. Es sollte durch eine offizielle CA signiert worden sein.
  4. Der Schlüssel sollte mindestens 2048 Bit breit sein. Spielt Performance keine Rolle, sind 4096 Bit besser.
  5. Das Zertifikat muss mindestens mit SHA256 signiert worden sein. Neuerdings meldet SSL-Labs Intermediate CAs als „weak“, wenn sie selbst mit SHA1 signiert wurden.
  6. Das Zertifikat sollte nicht widerrufen worden sein und die CA sollte OCSP und CRL unterstützen.

Sind Intermediate Zertifikate im Spiel, sollten diese mit dem Apache-Befehl SSLCertificateChainFile ausgewiesen werden. Da der Befehl typischerweise in der Virtual Host-Umgebung benutzt wird, sollten auch nur die benötigten Intermediate CAs hier angegeben werden, was den SSL-Handshake beim Aufbau der Verbindung beschleunigt.

Der Protokoll-Support

Moderne Browser unterstützen mindestens TLSv1, was der Nachfolger von SSL3 ist. Da TLSv1.1 nur wenig Bedeutung findet, reicht die Aktivierung von TLSv1.0 und TLSv1.2 im globalen Server Context des Apache. In der Datei /etc/apache2/conf-enabled/ssl.conf wird daher das Protokoll global konfiguriert.

SSLProtocol  all -SSLv3 -TLSv1.1

Hier kann man nur ein Rating von 95% erreichen. Für 100% müsste man auch TLSv1.0 ausschalten, was aber unter heutigen Bedingungen nicht praktikabel ist, denn es sind noch viele Browser im Feld, die kein TLSv1.2 unterstützen.

Key Exchange und Cipher Strength

Diese beiden Ratings werden im Apache im selben Kommando konfiguriert. Wir bevorzugen Ephemeral Diffie-Hellman vor Elliptic Curve Diffie-Hellman. Beides sind Perfect Forward Secrecy-Verfahren und gelten als besonders sicher. Braucht man Java und Windows XP nicht, muss Apache 2.4 tatsächlich nur vier Ciphers unterstützen. Damit der Client einen Cipher aus der Prioritätenliste des Apache benutzt, ist noch das Kommando SSLHonorCipherOrder On nötig.

Hier bietet es sich an, gleich OCSP-Stapling mit zu konfigurieren. OCSP-Stapling hat den Vorteil, dass der Apache ermittelt, ob das Zertifikat noch gültig ist und diese Information dem Client mitteilt. Dazu muss allerdings die CA OCSP unterstützen. Die CA schreibt in das Zertifikat die URL des OCSP-Responders hinein. Diese kann ganz einfach mit folgendem Kommando ermittelt werden:

openssl x509 -in <CERTIFICATE_PATH> -noout -ocsp_uri

Wird keine OCSP-URL ausgegeben, sollte man OCSP-Stapling sicherheitshalber abschalten (das ist Default im Apache 2.4).

Die gesamte Datei /etc/apache2/conf-enabled/ssl.conf enthält daher nur fünf Kommandos:

SSLProtocol           all -SSLv3 -TLSv1.1
SSLHonorCipherOrder   On
SSLCipherSuite        DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA
SSLUseStapling        On
SSLStaplingCache      "shmcb:${APACHE_RUN_DIR}/stapling_cache(128000)"

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Unterstützung für Oracle Java

Leider unterstützt Oracle Java im Gegensatz zu OpenJDK keine AES-256-Bit-Verschlüsselung. Soll Java auch unterstützt werden, senkt sich leider für die Cipher Strength das Rating auf 90%. Das gesamte „A+“-Rating bleibt jedoch erhalten. Hierfür muss nur das Kommando SSLCipherSuite durch weitere Cipher ergänzt (nicht ersetzt) werden:

  1. Oracle Java 8:
    SSLCipherSuite ...:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256
  2. Oracle Java 8 und 7:
    SSLCipherSuite ...:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA
  3. Oracle Java 8, 7 und 6:
    SSLCipherSuite ...:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA:AES128-SHA

Falls die Kontrolle über alle Oracle Java Installationen gegeben ist, kann durch die Installation der Java Cryptography Extension (JCE) die Unterstützung für 256-Bit Verschlüsselungen nachgerüstet werden. Die beiden .jar Files aus diesem Zip müssen einfach in den Ordner $JAVA_HOME/lib/security/ verschoben werden. Diese Maßnahme läuft allerdings client-seitig ab und ändert nichts an den server-seitigen Einstellungen für die Java-Unterstützung.

Hinweis!
Java 6 unterstützt kein Perfect Forward Secrecy!

Unterstützung für Windows XP

Obwohl Microsoft Windows XP abgekündigt hat, setzen gerade viele größere Unternehmen Windows XP mit einer erweiterten Support Lizenz ein. Sollen auch Windows XP-Clients auf die Website zugreifen können, müssen zwei Varianten unterschieden werden:

  1. Windows XP mit Internet Explorer 8
    Für Windows XP muss der Cipher DES-CBC3-SHA ergänzt werden.
  2. Windows XP mit Internet Explorer 6
    Diese Variante sollte nicht mehr in Betracht kommen, wird hier aber der Vollständigkeit halber mit ausfgelistet. Hierfür muss zusätzlich noch SSLv3 aktiviert werden, was auch das Protokoll-Rating von 95% auf 90% herunterzieht.

Hinweis!
Windows XP unterstützt kein Perfect Forward Secrecy!

Hinweis!
Wird Windows XP benötigt, Java allerdings nicht, kann Java sich trotzdem mit dem für Windows XP benötigtem Cipher DES-CBC3-SHA verbinden. Das ist an dieser Stelle kein wirkliches Sicherheitsproblem, allerdings empfiehlt es sich, trotzdem die Cipher für Oracle Java 6-8 mit zu übernehmen.

Strict Transport Security

Mit Strict Transport Security wird durch einen HTTP-Header-Eintrag dem Browser mitgeteilt, dass er für die konfigurierte Dauer diese Website ausschließlich verschlüsselt aufzurufen hat. Eine unverschlüsselte Verbindung ist für den Browser dann nicht mehr möglich. Diese Erweiterung ist schon seit ein paar Jahren in allen gängigen Browsern implementiert. Wir empfehlen eine Verwendung von einem Jahr. Die Konfiguration sollte im Virtual Host Context gesetzt sein. Das Modul mod_headers muss für die Funktion aktiviert sein.

<VirtualHost ...:443>
...
        Header always set Strict-Transport-Security "max-age=31556926"
...
</VirtualHost>

In der Online-Literatur wird fast immer ergänzend der Wert includeSubDomains erwähnt. Werden mehrere Hosts unter derselben Domain verwendet, werden dadurch zu allen anderen Servern verschlüsselte Verbindungen eingefordert. Dies ist aber typischerweise nicht erwünscht und so sollte jeder Virtual Host einzel konfiguriert werden.

Hinweis!
Erst HSTS sorgt bei den SSL-Labs dafür, dass aus einem „A“-Rating ein „A+“-Rating wird.

Server Name Indication

Auf Grund des Mangels an IP-Adressen, wird häufig sog. Name Based Virtual Hosting verwendet. Dabei teilen sich eine IP-Adresse mehrere Hostnames. Das führt zu Problemen bei SSL-Verbindungen, da in der Virual Host-Umgebung das richtige Zertifikat ermittelt werden muss. Da die Verbindung erstmal nur über die IP-Adresse zustande kommt, musste der SSL-Handshake um die Server Name Indication (SNI) ergänzt werden. Hier ist nur zu erwähnen, dass Windows XP und Java 6 die SNI nicht beherrschen.

An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass die gemachten Cipher Einstellungen auch im Virtual Host Context funktionieren. Somit können in einer Apache-Instanz mehrere Virtual Hosts konfiguriert werden, in denen unterschiedlichen Anforderungen an das SSL gestellt werden.

Abschließend sei natürlich noch bemerkt, dass die Software aktuell gehalten werden muss! Nur so lassen sich Sicherheitslücken wie POODLE oder BEAST vermeiden!

Referenzen:

Sep 132014
 

Es kommt häufig vor, dass man beim Apache nicht gegen eine htpasswd-Datei authentifizieren möchte, sondern das gegen eine MySQL-Datenbank erledigen möchte. Unter Ubuntu muss zu diesem Zweck das Paket libaprutil1-dbd-mysql installiert werden:

sudo apt-get install libaprutil1-dbd-mysql

Danach müssen die passenden Module aktiviert werden. Der Restart kann erfolgen, wenn die Konfiguration angepasst wurde:

sudo a2enmod authn_dbd

Für die Datenbank sollte ein eigener DB-User eingerichtet werden, der nur Lesezugriff auf die Tabelle mit den Passwörtern hat. In unserem Beispiel heißt die Tabelle User und hat mindestens zwei Spalten names login und password. Die Spalte password sollte das verschlüsselte (Warnung) Passwort enthalten. Für den Apache ergeben sich für die Basic Authentication folgende Bedingungen für den Inhalt der password-Spalte:

  1. Plain Text Passwort (sehr unsicher (!))
    Hier steht das Passwort im Klartext in der Spalte. Davon ist dringend (!) abzuraten!
  2. SHA1 Passwort (SHA1 gilt inzwischen als weich (!))
    Dabei wird das SHA1-gehashte Passwort als Base64 enkodiert und „{SHA}“ vorangestellt. Also z.B.: {SHA}YusNsXhRioN2sjZ2wmOesnMsC+g=
  3. MD5 Passwort (unsicher (!))
    Dabei wird das MD5-gehashte Passwort als Base64 enkodiert und „$apr1“ vorangestellt. Also z.B.: $apr1$KJJD/S8O$rY.oEVoZ.wovVwDnu1qUK1
  4. crypt
    Diese Methode greift unter Linux auf die crypt()-Funktion der libcrypt zu. Hiermit lassen sich MD5, blowfish, SHA1, SHA-256 uns SHA-512 realisieren.

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Welche Methode Apache benutzt hängt also von dem einzelnen Passwort ab, so wie es in der Datenbank steht. Es lassen sich also die Passwort-Formate mischen. Mit der crypt-Variante kann man auf SHA-512 zurückgreifen. Das in der Datenbank hinterlegte Format lautet:

$6$<salt>$<40-byte-hash>

Ich will hier zwei Methoden vorstellen, wie man einen SHA-512 mit crypt-Format für die Datenbank erzeugen kann: erstens mit C und zweitens mit Java.

SHA-512 mit C

Unter Linux lässt sich unter Verwendung der crypt()-Methode, die auch Apache verwendet, ein Text mit SHA-512 hashen. Die Methode nimmt ein Passwort und ein Salt. Dem Salt wird die Hashing-Methode in "$"-Zeichen vorangestellt. Für SHA-256 ist das $5$ und für SHA-512 $6$ vorangestellt. Das folgende Code-Beispiel erzeugt einen gehashten Text aus dem Passwort „test“ und dem Salt „1234„, den der Apache verarbeiten kann:

#define _XOPEN_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    const char *salt = "$6$1234$";
    const char *pass = "test";
    char *result = crypt(pass, salt);
 
    printf("%s\n", result);
    return EXIT_SUCCESS;
}

Das Programm muss noch kompiliert und ausgeführt werden:

gcc crypt.c -o crypt -lcrypt
./crypt

Als Ausgabe erfolgt:

$6$1234$RtjH4vyYsWBTNKMNb.n8pesSjKQm4e/mTwC8kGIX4G29pNGyRUWvUETb/z1emQuQ8R6h6kou8eriOKZ0j2IAi0

SHA-512 mit Java

Für Java benötigt man die Apache Commons Codec. In ihr ist eine zu Linux kompatible crypt()-Methode in der Klasse org.apache.commons.codec.digest.Crypt enthalten. Der Aufruf ist zu der mit C kompatibel und sieht im Vergleich so aus:

import org.apache.commons.codec.digest.Crypt;
...
    public static String encrypt()
    {
        return Crypt.crypt("test", "$6$1234$");
    }
...

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Konfiguration im Apache

Die Konfiguration besteht aus zwei Teilen

  1. Die Kontaktdaten zur Datenbank
  2. Die Konfiguration der Basic Authentication

Die Kontaktdaten zur Datenbank müssen zwingend außerhalb der Location– bzw. Directory-Tags stehen. Die Konfiguration der Basic Authentication selbst ist einfach. Neben der üblichen Kommandos AuthType, AuthName und Require muss nur der AuthBasicProvider und die DB-Query mittels AuthDBUserPWQuery angegeben werden. Der User wird über das %s in der Query ersetzt. Das Passwort wird mit dem ersten Ergebnis der ersten Spalte verglichen. Apache wandelt das Passwort automatisch in das Format um, wie das Passwort in der Datenbank hinterlegt ist. So können sogar gemischte Werte in der Tabelle hinterlegt werden.

...
<IfModule mod_dbd.c>
        DBDriver mysql
        DBDParams "host=<DB-Host> dbname=<DB-Name> user=<DB-User> pass=<password>"
</IfModule>
...
<Location ...> oder <Directory ...>
        AuthType Basic
        AuthName "Authentifizierter Bereich"
        AuthUserFile /dev/null
                 
        <IfModule mod_authn_dbd.c>
                AuthBasicProvider dbd
                AuthDBDUserPWQuery "SELECT u.password FROM User u WHERE user.login = %s"
                Require valid-user
        </IfModule>
</Location> oder </Directory>
...

Die Werte DB-Host, DB-Name, DB-User und password müssen den eigenen Gegebenheiten angepasst werden. Nachdem die Module aktiviert und der Apache konfiguriert wurde, muss er neu gestartet werden:

sudo service apache2 restart

Authentifizierung über Rollen

Das Modul mod_authn_dbd ermöglicht auch das Login über Rollen. Dazu muss statt einem Require valid-user ein Require dbd-group konfiguriert werden. Zusätzlich muss eine Query zum Ermitteln der Rolle eines Users konfiguriert werden. Dabei handelt es sich um eine Mapping-Tabelle, die vom User auf eine Gruppe zielt:

...
<Location ...> oder <Directory ...>
        ...
        Require dbd-group 
        AuthzDBDQuery "SELECT ur.group FROM UserRole ur WHERE ur.user = %s"
        ...
</Location> oder </Directory>
...

Alternative: mod_auth_mysql

Alternativ kann man auch das Modul mod_auth_mysql benutzen. Leider wird es nur bis Apache 2.2 unterstützt, so dass ich hier nicht näher auf die Konfiguration eingehe.

Referenzen: