document fixes.
[gnutls.git] / doc / protocol / draft-ietf-tls-openpgp-keys-06.txt
blob0120363acc83e75ae63efa930f6148451f63a79e
2 TLS Working Group                                     N. Mavroyanopoulos
3 Internet-Draft                                          January 25, 2005
4 Expires: July 26, 2005
6                Using OpenPGP keys for TLS authentication
7                      draft-ietf-tls-openpgp-keys-06
9 Status of this Memo
11    This document is an Internet-Draft and is subject to all provisions
12    of section 3 of RFC 3667.  By submitting this Internet-Draft, each
13    author represents that any applicable patent or other IPR claims of
14    which he or she is aware have been or will be disclosed, and any of
15    which he or she become aware will be disclosed, in accordance with
16    RFC 3668.
18    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
19    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
20    other groups may also distribute working documents as
21    Internet-Drafts.
23    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
24    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
25    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
26    material or to cite them other than as "work in progress."
28    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
29    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
31    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
32    http://www.ietf.org/shadow.html.
34    This Internet-Draft will expire on July 26, 2005.
36 Copyright Notice
38    Copyright (C) The Internet Society (2005).
40 Abstract
42    This memo proposes extensions to the TLS protocol to support the
43    OpenPGP trust model and keys.  The extensions discussed here include
44    a certificate type negotiation mechanism, and the required
45    modifications to the TLS Handshake Protocol.
50 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 1]
51 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
53 Table of Contents
55    1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
56    2.  Extension Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
57    3.  Changes to the Handshake Message Contents  . . . . . . . . . .  5
58      3.1   Client Hello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
59      3.2   Server Hello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5
60      3.3   Server Certificate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
61      3.4   Certificate request  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
62      3.5   Client certificate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
63      3.6   Server key exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
64      3.7   Certificate verify . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
65      3.8   Finished . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
66    4.  Cipher suites  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
67    5.  Internationalization Considerations  . . . . . . . . . . . . . 10
68    6.  Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
69    7.  References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
70    7.1   Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
71    7.2   Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
72        Author's Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
73    A.  Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
74        Intellectual Property and Copyright Statements . . . . . . . . 14
90 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 2]
91 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
93 1.  Introduction
95    At the time of writing, TLS [1] uses the PKIX [6] infrastructure, to
96    provide certificate services.  Currently the PKIX protocols are
97    limited to a hierarchical key management and as a result,
98    applications which follow different - non hierarchical - trust
99    models, like the "web of trust" model, could not be benefited by TLS.
101    OpenPGP keys (sometimes called OpenPGP certificates), provide
102    security services for electronic communications.  They are widely
103    deployed, especially in electronic mail applications, provide public
104    key authentication services, and allow distributed key management.
106    This document will extend the TLS protocol to support OpenPGP keys
107    and trust model using the existing TLS cipher suites.  In brief this
108    would be achieved by adding a negotiation of the certificate type in
109    addition to the normal handshake negotiations.  Then the required
110    modifications to the handshake messages, in order to hold OpenPGP
111    keys as well, will be described.  The the normal handshake procedure
112    with X.509 certificates will not be altered, to preserve
113    compatibility with existing TLS servers and clients.
115    This document uses the same notation used in the TLS Protocol
116    specification.
118    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
119    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED",  "MAY", and "OPTIONAL" in this
120    document are to be interpreted as described in RFC 2119.
133 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 3]
134 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
136 2.  Extension Type
138    A new value, "cert_type(7)", is added to the enumerated
139    ExtensionType, defined in TLSEXT [3].  This value is used as the
140    extension number for the extensions in both the client hello message
141    and the server hello message.  This new extension type will be used
142    for certificate type negotiation.
165 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 4]
166 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
168 3.  Changes to the Handshake Message Contents
170    This section describes the changes to the TLS handshake message
171    contents when OpenPGP keys are to be used for authentication.
173 3.1  Client Hello
175    In order to indicate the support of multiple certificate types
176    clients will include an extension of type "cert_type" to the extended
177    client hello message.  The hello extension mechanism is described in
178    TLSEXT [3].
180    This extension carries a list of supported certificate types the
181    client can use, sorted by client preference.  This extension MAY be
182    omitted if the client only supports X.509 certificates.  The
183    "extension_data" field of this extension will contain a
184    CertificateTypeExtension structure.
186       enum { client, server } ClientOrServerExtension;
188       enum { X.509(0), OpenPGP(1), (255) } CertificateType;
190       struct {
191          select(ClientOrServerExtension) {
192             case client:
193                CertificateType certificate_types<1..2^8-1>;
194             case server:
195                CertificateType certificate_type;
196          }
197       } CertificateTypeExtension;
199 3.2  Server Hello
201    Servers that receive an extended client hello containing the
202    "cert_type" extension, and have chosen a cipher suite that supports
203    certificates, then they MUST select a certificate type from the
204    certificate_types field in the extended client hello, or terminate
205    the connection with a fatal alert of type "unsupported_certificate".
207    The certificate type selected by the server, is encoded in a
208    CertificateTypeExtension structure, which is included in the extended
209    server hello message, using an extension of type "cert_type".
210    Servers that only support X.509 certificates MAY omit including the
211    "cert_type" extension in the extended server hello.
215 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 5]
216 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
218 3.3  Server Certificate
220    The contents of the certificate message sent from server to client
221    and vice versa are determined by the negotiated certificate type and
222    the selected cipher suite's key exchange algorithm.
224    If the OpenPGP certificate type is negotiated then it is required to
225    present an OpenPGP key in the Certificate message.  The OpenPGP key
226    must contain a public key that matches the selected key exchange
227    algorithm, as shown below.
229       Key Exchange Algorithm  OpenPGP Key Type
231       RSA                     RSA public key which can be used for
232                               encryption.
234       DHE_DSS                 DSS public key.
236       DHE_RSA                 RSA public key which can be used for
237                               signing.
239    An OpenPGP public key appearing in the Certificate message will be
240    sent using the binary OpenPGP format.  The term public key is used to
241    describe a composition of OpenPGP packets to form a block of data
242    which contains all information needed by the peer.  This includes
243    public key packets, user ID packets and all the fields described in
244    "Transferable Public Keys" section in OpenPGP [2].
246    The option is also available to send an OpenPGP fingerprint, instead
247    of sending the entire key.  The process of fingerprint generation is
248    described in OpenPGP [2].  The peer shall respond with a
249    "certificate_unobtainable" fatal alert if the key with the given key
250    fingerprint cannot be found.  The "certificate_unobtainable" fatal
251    alert is defined in section 4 of TLSEXT [3].
253    If the key is not valid, expired, revoked, corrupt, the appropriate
254    fatal alert message is sent from section A.3 of the TLS
255    specification.  If a key is valid and neither expired nor revoked, it
256    is accepted by the protocol.  The key validation procedure is a local
257    matter outside the scope of this document.
263 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 6]
264 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
266       enum {
267            key_fingerprint (0), key (1), (255)
268       } PGPKeyDescriptorType;
270       opaque PGPKeyFingerprint<16..20>;
272       opaque PGPKey<0..2^24-1>;
274       struct {
275            PGPKeyDescriptorType descriptorType;
276            select (descriptorType) {
277                 case key_fingerprint: PGPKeyFingerprint;
278                 case key: PGPKey;
279            }
280       } Certificate;
282 3.4  Certificate request
284    The semantics of this message remain the same as in the TLS
285    specification.  However the structure of this message has been
286    modified for OpenPGP keys.  The PGPCertificateRequest structure will
287    only be used if the negotiated certificate type is OpenPGP.
289       enum {
290           rsa_sign(1), dss_sign(2), (255)
291       } ClientCertificateParamsType;
293       struct {
294           ClientCertificateParamsType certificate_params_types<1..2^8-1>;
295       } PGPCertificateRequest;
297    The certificate_params_types is a list of accepted client certificate
298    parameter types, sorted in order of the server's preference.
300 3.5  Client certificate
302    This message is only sent in response to the certificate request
303    message.  The client certificate message is sent using the same
304    formatting as the server certificate message and it is also required
305    to present a certificate that matches the negotiated certificate
306    type.  If OpenPGP keys have been selected, and no key is available
307    from the client, then a Certificate that contains an empty PGPKey
308    should be sent.  The server may respond with a "handshake_failure"
309    fatal alert if client authentication is required.  This transaction
310    follows the TLS specification.
313 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 7]
314 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
316 3.6  Server key exchange
318    The server key exchange message for OpenPGP keys is identical to the
319    TLS specification.
321 3.7  Certificate verify
323    The certificate verify message for OpenPGP keys is identical to the
324    TLS specification.
326 3.8  Finished
328    The finished message for OpenPGP keys is identical to the description
329    in the specification.
349 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 8]
350 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
352 4.  Cipher suites
354    No new cipher suites are required to use OpenPGP keys.  OpenPGP keys
355    can be combined with existing cipher suites defined in TLS [1],
356    except the ones marked as "Exportable".  Exportable cipher suites
357    SHOULD NOT be used with OpenPGP keys.
359    Some additional cipher suites are defined here in order to support
360    algorithms which are defined in OpenPGP [2], and are always available
361    in OpenPGP implementations but are not present in TLS [1].
363       CipherSuite TLS_DHE_DSS_WITH_3DES_EDE_CBC_RMD160 = { 0x00, 0x72 };
364       CipherSuite TLS_DHE_DSS_WITH_AES_128_CBC_RMD160  = { 0x00, 0x73 };
365       CipherSuite TLS_DHE_DSS_WITH_AES_256_CBC_RMD160  = { 0x00, 0x74 };
366       CipherSuite TLS_DHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_RMD160 = { 0x00, 0x77 };
367       CipherSuite TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_RMD160  = { 0x00, 0x78 };
368       CipherSuite TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_RMD160  = { 0x00, 0x79 };
369       CipherSuite TLS_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_RMD160     = { 0x00, 0x7C };
370       CipherSuite TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_RMD160      = { 0x00, 0x7D };
371       CipherSuite TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_RMD160      = { 0x00, 0x7E };
373    All of the above cipher suites use either the AES [5] and 3DES block
374    ciphers in CBC mode.  The choice of hash is the RIPEMD-160 [4]
375    algorithm.  Implementations are not required to support the above
376    cipher suites.
390 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                  [Page 9]
391 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
393 5.  Internationalization Considerations
395    All the methods defined in this document are represented as machine
396    readable structures.  As such issues of human internationalization
397    and localization are not introduced.
421 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                 [Page 10]
422 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
424 6.  Security Considerations
426    As with X.509 ASN.1 formatted keys, OpenPGP keys need specialized
427    parsers.  Care must be taken to make those parsers safe against
428    maliciously modified keys, that may crash or modify the application's
429    memory.
431    Security considerations about the use of the web of trust or the
432    verification procedure are outside the scope of this document, since
433    they are considered a local policy matter.
455 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                 [Page 11]
456 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
458 7.  References
460 7.1  Normative References
462    [1]  Dierks, T. and C. Allen, "The TLS Protocol", RFC 2246, January
463         1999.
465    [2]  Callas, J., Donnerhacke, L., Finey, H. and R. Thayer, "OpenPGP
466         Message Format", RFC 2440, November 1998.
468    [3]  Blake-Wilson, S., Nystrom, M., Hopwood, D., Mikkelsen, J. and T.
469         Wright, "TLS Extensions", RFC 3546, June 2003.
471    [4]  Dobbertin, H., Bosselaers, A. and B. Preneel, "RIPEMD-160: A
472         Strengthened Version of RIPEMD", April 1996.
474    [5]  Chown, P., "Advanced Encryption Standard (AES) Ciphersuites for
475         Transport Layer Security (TLS)", RFC 3268, June 2002.
477 7.2  Informative References
479    [6]  Housley, R., Ford, W., Polk, W. and D. Solo, "Internet X.509
480         Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation
481         List (CRL) Profile", RFC 3280, April 2002.
483    [7]  "Recommendation X.509: The Directory - Authentication
484         Framework", 1988.
486 Author's Address
488    Nikos Mavroyanopoulos
489    Arkadias 8
490    Halandri, Attiki  15234
491    Greece
493    EMail: nmav@gnutls.org
494    URI:   http://www.gnutls.org/
502 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                 [Page 12]
503 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
505 Appendix A.  Acknowledgements
507    The author wishes to thank Werner Koch, David Taylor and Timo Schulz
508    for their suggestions on improving this document.
533 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                 [Page 13]
534 Internet-Draft    Using OpenPGP keys for TLS authentication January 2005
536 Intellectual Property Statement
538    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
539    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
540    pertain to the implementation or use of the technology described in
541    this document or the extent to which any license under such rights
542    might or might not be available; nor does it represent that it has
543    made any independent effort to identify any such rights.  Information
544    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
545    found in BCP 78 and BCP 79.
547    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
548    assurances of licenses to be made available, or the result of an
549    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
550    such proprietary rights by implementers or users of this
551    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
552    http://www.ietf.org/ipr.
554    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
555    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
556    rights that may cover technology that may be required to implement
557    this standard.  Please address the information to the IETF at
558    ietf-ipr@ietf.org.
560 Disclaimer of Validity
562    This document and the information contained herein are provided on an
563    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
564    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
565    ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
566    INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
567    INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
568    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
570 Copyright Statement
572    Copyright (C) The Internet Society (2005).  This document is subject
573    to the rights, licenses and restrictions contained in BCP 78, and
574    except as set forth therein, the authors retain all their rights.
576 Acknowledgment
578    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
579    Internet Society.
582 Mavroyanopoulos          Expires July 26, 2005                 [Page 14]