Eine Public-Key-Infrastruktur (PKI) ist die organisatorische und technische Struktur, die digitale Zertifikate ausstellt, verteilt, prüft und bei Bedarf widerruft, damit öffentliche Schlüssel eindeutig einer Person, einem Gerät oder einer Organisation zugeordnet werden können.
Auch genannt: PKI.
Verschlüsselung und digitale Signaturen beruhen oft auf einem Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel. Doch woher weiß ein System, dass ein bestimmter öffentlicher Schlüssel wirklich zu der Person oder Website gehört, die er vorgibt zu sein? Genau das beantwortet eine PKI: Eine vertrauenswürdige Zertifizierungsstelle bestätigt diese Zuordnung in einem digitalen Zertifikat und bürgt damit für dessen Echtheit, ähnlich wie ein Notar eine Unterschrift beglaubigt.
Im Zentrum einer PKI steht die Zertifizierungsstelle (Certificate Authority), die Zertifikate signiert und damit bestätigt, dass ein öffentlicher Schlüssel zu einer geprüften Identität gehört. Registrierungsstellen übernehmen die vorgelagerte Identitätsprüfung, Verzeichnisdienste machen Zertifikate auffindbar, und Sperrlisten oder Online-Statusabfragen zeigen an, welche Zertifikate vorzeitig ungültig wurden, etwa weil ein privater Schlüssel kompromittiert wurde. Zertifikate selbst folgen meist dem Standard X.509 und enthalten den öffentlichen Schlüssel, Angaben zur Identität sowie die Signatur der ausstellenden Stelle.
Ruft eine Nutzerin eine Website über HTTPS auf, übermittelt der Server ein Zertifikat, das seinen öffentlichen Schlüssel bestätigt. Der Browser prüft anhand der PKI-Zertifikatskette, ob eine bekannte, vertrauenswürdige Zertifizierungsstelle dafür gebürgt hat. Nur wenn diese Prüfung erfolgreich ist, zeigt der Browser die Verbindung als sicher an und baut eine verschlüsselte Sitzung auf.
Eine PKI wird eingesetzt, um Webseiten über TLS abzusichern, E-Mails und Dokumente mit qualifizierten elektronischen Signaturen rechtsverbindlich zu unterzeichnen, Geräte in Unternehmensnetzen eindeutig zu identifizieren und den Zugang zu sensiblen Systemen zertifikatsbasiert statt nur passwortbasiert zu steuern.
Eine PKI schützt nur so gut, wie die ausstellende Zertifizierungsstelle sorgfältig arbeitet und private Schlüssel geschützt bleiben; wird eine Zertifizierungsstelle selbst kompromittiert, verlieren alle von ihr ausgestellten Zertifikate ihre Vertrauensbasis. Häufig wird zudem übersehen, dass ein gültiges Zertifikat nur die Identität bestätigt, nicht aber die Vertrauenswürdigkeit der dahinterstehenden Inhalte oder Absichten.
Nicht zu verwechseln mit Verschlüsselung: Verschlüsselung ist das mathematische Verfahren zum Schutz von Inhalten, während eine PKI die organisatorische Infrastruktur ist, die festlegt, wem ein Schlüssel vertrauenswürdig zugeordnet ist. Ebenfalls abzugrenzen ist Hashfunktion: Eine Hashfunktion erzeugt einen eindeutigen Prüfwert für Daten, liefert aber selbst keine Identitätsbestätigung, wie sie Zertifikate innerhalb einer PKI bieten.