PEM Dateien

Einführung

Wenn Sie mit Kryptografie, Zertifikaten und Schlüsseln arbeiten, stoßen Sie oft auf PEM-Dateien. PEM steht für Privacy Enhanced Mail und ist ein weit verbreitetes Format zum Speichern und Teilen kryptografischer Schlüssel, Zertifikate und anderer sensibler Daten. In diesem Artikel werden wir die Grundlagen von PEM-Dateien näher betrachten, ihr Format, ihre Verwendung und wie sie sich auf Zertifikate und Schlüssel beziehen.

Was sind PEM-Dateien?

PEM-Dateien sind textbasierte Dateien, die einem bestimmten Format zum Speichern kryptografischer Daten folgen. Sie enthalten base64-codierte Daten, die zwischen Klartext-Headern und -Footern eingeschlossen sind. Die Header und Footer geben den Typ der gespeicherten Daten an, wie z.B. einen privaten Schlüssel, einen öffentlichen Schlüssel, ein Zertifikat oder einen Zertifikatsantrag.

Hier ist ein Beispiel für einen PEM-formatierten RSA-privaten Schlüssel:

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
MIIEogIBAAKCAQEAqhAx9UqRW/rP/3uw5UDHENVOzlq2ljPbe0TqA8+KKS7dABYJ
...
K5xGP+LPgzCc7Dkp2+jE8SJOuTrFLRWhlkBvZKRwfQ==
-----END RSA PRIVATE KEY-----

Die base64-codierten Daten sind zwischen den Markierungen —–BEGIN RSA PRIVATE KEY—– und —–END RSA PRIVATE KEY—– eingeschlossen, die den Inhalt eindeutig als RSA-privaten Schlüssel kennzeichnen.

Das PEM-Format

Das PEM-Format ist so konzipiert, dass es menschenlesbar und leicht übertragbar ist. Es verwendet Base64-Codierung, um Binärdaten in einem textbasierten Format darzustellen. Base64-Codierung wandelt Binärdaten in eine begrenzte Menge von ASCII-Zeichen um, was sie für die Übertragung über textbasierte Protokolle wie E-Mail geeignet macht.

PEM Datei-Struktur

PEM-Dateien können verschiedene Arten von kryptografischen Daten speichern, einschließlich:

• Private Schlüssel (RSA, DSA, EC)
• Öffentliche Schlüssel
• Zertifikate (X.509)
• Zertifikatsanforderungen (CSRs)
• Zertifikatsperrlisten (CRLs)

Jeder Datentyp hat seine eigenen spezifischen Header- und Footer-Markierungen. Zum Beispiel:

• Privater Schlüssel: —–BEGIN PRIVATE KEY—– und —–END PRIVATE KEY—–
• Öffentlicher Schlüssel: —–BEGIN PUBLIC KEY—– und —–END PUBLIC KEY—–
• Zertifikat: —–BEGIN CERTIFICATE—– und —–END CERTIFICATE—–

Durch die Verwendung dieser klaren Markierungen erleichtern PEM-Dateien das Identifizieren und Extrahieren der relevanten Daten.

PEM-Zertifikate

Ein häufig vorkommendes Anwendungsbeispiel für PEM-Dateien ist das Speichern von X.509-Zertifikaten. Ein X.509-Zertifikat ist ein digitales Dokument, das einen öffentlichen Schlüssel an eine Identität bindet, wie z.B. einen Domänennamen oder eine Organisation. Zertifikate werden von vertrauenswürdigen Zertifizierungsstellen (Certificate Authorities, CAs) ausgestellt und zur Herstellung sicherer Verbindungen über das Internet mit Protokollen wie SSL/TLS verwendet.

Hier ist ein Beispiel für ein PEM-formatiertes X.509-Zertifikat:

-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIFSzCCBDOgAwIBAgIQV5Kwra1VwjZdYbSqBlp1DDANBgkqhkiG9w0BAQsFADBG
...
Rti0xS/YCrQMsDJD2A8FnhyofiZdkZovFDG4NmSWxRU4AXrWTg==
-----END CERTIFICATE-----

Das Zertifikat enthält Informationen wie den Aussteller, den Betroffenen, die Gültigkeitsdauer und den öffentlichen Schlüssel, der mit dem Zertifikat verbunden ist. Wenn ein Client eine Verbindung zu einem Server über SSL/TLS herstellt, präsentiert der Server sein Zertifikat dem Client zur Überprüfung. Der Client prüft die Gültigkeit und Authentizität des Zertifikats, bevor eine sichere Verbindung hergestellt wird.

Arbeiten mit PEM-Dateien

Wenn Sie mit kryptografischen Operationen arbeiten, müssen Sie oft PEM-Dateien lesen, schreiben und manipulieren. Die meisten Programmiersprachen und Bibliotheken bieten Unterstützung für den Umgang mit PEM-formatierten Daten. In Python können Sie beispielsweise die cryptography-Bibliothek verwenden, um PEM-Dateien zu laden und zu parsen:

from cryptography import x509
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
with open("certificate.pem", "rb") as cert_file:
    cert_data = cert_file.read()
    cert = x509.load_pem_x509_certificate(cert_data, default_backend())
    
print(cert.subject)

Dieses Codebeispiel liest ein PEM-formatiertes Zertifikat aus einer Datei, parst es mit dem x509-Modul der cryptography-Bibliothek und gibt die Informationen des Betroffenen aus.

Ähnlich können Sie die entsprechenden Bibliotheken und Funktionen in anderen Programmiersprachen verwenden, um mit PEM zu arbeiten, wie OpenSSL in C/C++, java.security in Java oder crypto in Node.js.

Fazit

PEM-Dateien sind ein grundlegender Bestandteil der Kryptografie und der sicheren Kommunikation. Sie bieten ein standardisiertes Format zum Speichern und Austauschen kryptografischer Schlüssel, Zertifikate und verwandter Daten. Das Verständnis des PEM-Dateiformats und dessen Verwendung ist für jeden, der mit SSL/TLS, Public Key Infrastructure (PKI) oder anderen kryptografischen Systemen arbeitet, unerlässlich.

Indem Sie das PEM-Format befolgen und die entsprechenden Bibliotheken und Werkzeuge nutzen, können Sie Dateien in Ihren Anwendungen problemlos lesen, schreiben und bearbeiten. Ob Sie sichere Kommunikationsprotokolle implementieren, Zertifikate verwalten oder mit kryptografischen Schlüsseln arbeiten – die Vertrautheit mit PEM ist entscheidend.

Denken Sie daran, PEM-Dateien sicher zu behandeln, da sie oft sensible Informationen enthalten. Schützen Sie private Schlüssel und halten Sie diese vertraulich, und überprüfen Sie die Authentizität und Gültigkeit von Zertifikaten, bevor Sie ihnen vertrauen.

Mit einem soliden Verständnis von PEM-Dateien sind Sie gut gerüstet, um mit kryptografischen Daten zu arbeiten und die Sicherheit Ihrer Anwendungen und Kommunikationswege zu gewährleisten.