Code-Signing in der Softwareentwicklung: Sicherheit und Vertrauen in der digitalen Welt

Unsere Welt wird immer digitaler. Software ist ein unverzichtbarer Bestandteil nahezu jeder Branche, von der Medizin über die Automobilindustrie bis hin zur Unterhaltungselektronik. Doch wie steht es um die Sicherheit des Codes, der diese Systeme antreibt? Hacker und Cyberangriffe stellen eine stetige Bedrohung dar, insbesondere wenn Software manipuliert oder mit Schadcode infiziert wird. An dieser Stelle kommt Code Signing ins Spiel – ein essenzielles Werkzeug, um die Integrität und Authentizität von Software sicherzustellen.

In diesem Beitrag beschreiben wir, was Code Signing ist, warum es in der Softwareentwicklung so wichtig ist und welche Best Practices Sie unbedingt beachten sollten.

Was ist Code Signing und wie funktioniert es?

Code Signing ist ein kryptografisches Verfahren, bei dem Softwareentwickler Anwendungen, Treiber, ausführbare Dateien oder andere Softwareprogramme digital signieren, um sicherzustellen, dass sie zuverlässig und sicher sind. Dabei wird ein sogenanntes Code-Signing-Zertifikat verwendet – ein digitales Zertifikat, das von einer vertrauenswürdigen Zertifizierungsstelle (CA, Certificate Authority) ausgestellt wird.

Code Signing schützt Software vor Manipulation und gibt Benutzern die Gewissheit, dass sie authentische und unveränderte Programme installieren. Betriebssysteme und Sicherheitslösungen überprüfen signierten Code, um Warnungen oder Blockierungen bei der Ausführung zu minimieren.

Wie funktioniert Code Signing?

Der Prozess des Code Signings besteht aus mehreren Schritten:

1. Erstellung des Codes
Bevor der Signaturprozess beginnt, schreibt und kompiliert der Entwickler den Quellcode. Dieser wird anschließend in eine ausführbare Datei (z. B. .exe, .dll oder .apk) umgewandelt.

2. Generierung eines Schlüsselpaares
Der Entwickler erstellt ein kryptografisches Schlüsselpaar, bestehend aus einem privaten Schlüssel, der geheim bleibt und verwendet wird, um den Code zu signieren, sowie einem öffentlichen Schlüssel. Dieser wird mit dem Code-Signing-Zertifikat (oder auch Software Zertifikat) verknüpft und dient dazu, die Signatur zu verifizieren.

3. Beantragung eines Code-Signing-Zertifikats
Um die Vertrauenswürdigkeit der Signatur sicherzustellen, benötigt der Entwickler ein Code-Signing-Zertifikat. Dieses wird von einer Zertifizierungsstelle (CA, Certificate Authority) ausgestellt. Die CA überprüft hierfür die Identität des Entwicklers, bevor sie das Zertifikat ausstellt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Herausgeber vertrauenswürdig ist.

Das ausgestellte Zertifikat enthält:
• Den öffentlichen Schlüssel des Entwicklers.
• Die Identität des Herausgebers.
• Die Gültigkeitsdauer des Zertifikats.

4. Signieren des Codes
Der Entwickler signiert den Code mit dem privaten Schlüssel. Dies geschieht durch einen kryptografischen Algorithmus, der einen Hashwert (einen eindeutigen Fingerabdruck des Codes) erzeugt und diesen mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt.

Der resultierende Wert – die digitale Signatur – wird zusammen mit dem öffentlichen Schlüssel und dem Zertifikat in die Software eingebettet.

5. Überprüfung der Signatur beim Endbenutzer
Wenn ein Benutzer die signierte Software ausführt, überprüft das Betriebssystem oder eine Sicherheitslösung automatisch die digitale Signatur. Dabei wird der öffentliche Schlüssel aus dem Zertifikat genutzt, um die Signatur zu entschlüsseln und den ursprünglichen Hashwert des Codes zu extrahieren.

Gleichzeitig erstellt das System einen neuen Hashwert aus dem vorliegenden Code und vergleicht beide Werte. Stimmen die Hashwerte überein, ist der Code unverändert und authentisch. Weichen die Werte voneinander ab, deutet dies darauf hin, dass der Code manipuliert wurde oder die Signatur ungültig ist.

Warum ist Code Signing in der Softwareentwicklung wichtig?

Code Signing spielt eine zentrale Rolle für die Sicherheit und das Vertrauen in der digitalen Welt. Zu den wichtigsten Vorteile gehören:

Schutz vor Manipulation

Code Signing verhindert, dass Hacker den Code einer Software verändern, etwa um Schadcode einzufügen oder bestehende Sicherheitslücken auszunutzen. Der digitale Fingerabdruck macht jede Änderung am Code sofort sichtbar.

→ Konkret: Wie schützt hier Code Signing?

Code Signing verwendet digitale Signaturen, die mit einem privaten Schlüssel erstellt werden. Jede Änderung am Code macht die Signatur ungültig. Dadurch wird sichergestellt, dass:

• Der Code seit der Signierung nicht verändert wurde.
• Benutzer und Systeme erkennen können, ob die Software manipuliert wurde.

Für Entwickler bedeutet das: Ein einmal signierter Code bleibt unverändert sicher, und potenzielle Manipulationen werden sofort sichtbar.

Vertrauen für Benutzer

Moderne Betriebssysteme und Sicherheitslösungen erkennen digital signierten Code als vertrauenswürdig. Das reduziert Sicherheitswarnungen und erhöht das Vertrauen der Endnutzer in Ihre Software.

→ Konkret: Wie schafft Code Signing Vertrauen?

• Betriebssysteme wie Windows, macOS oder Android erkennen signierten Code und markieren ihn als sicher.

• Signierter Code löst weniger Warnmeldungen aus, was die Benutzererfahrung erheblich verbessert.

• Entwickler und Unternehmen, die Code Signing verwenden, vermitteln ein höheres Maß an Professionalität und Sicherheit.

Verhinderung von Spoofing

Ohne Code Signing können Angreifer leicht gefälschte Versionen legitimer Software verbreiten. Code Signing erschwert diese Art von Angriffen erheblich, da Benutzer gefälschte Software schneller erkennen können.

→ Konkret: Wie hilft Code Signing?

Mit Code Signing wird jede Anwendung eindeutig dem Herausgeber zugeordnet. Das macht es Angreifern wesentlich schwerer, gefälschte Versionen von Software zu verbreiten, da diese ohne gültige Signatur von Betriebssystemen und Sicherheitslösungen als verdächtig eingestuft werden. Obendrein haben gefälschte Versionen keine Verbindung zu einem vertrauenswürdigen Herausgeber haben und daher von Benutzern schneller erkannt werden.

Für Endbenutzer bedeutet das: Wenn eine Anwendung eine gültige Signatur hat, können sie sicher sein, dass sie von einer vertrauenswürdigen Quelle stammt.

Einhaltung regulatorischer Anforderungen

In vielen Branchen – wie der Finanz- oder Gesundheitsbranche – ist die Implementierung von Code Signing vorgeschrieben. Es ist ein wesentlicher Bestandteil, um Sicherheitsstandards und regulatorische Anforderungen zu erfüllen und die Sicherheit der Software-Supply-Chain zu gewährleisten.

→ Konkret: Welche Vorteile bietet Code Signing?

• Viele Branchenstandards, wie ISO 27001 oder PCI DSS, verlangen Maßnahmen, um die Integrität von Software zu gewährleisten. Code Signing erfüllt diese Anforderungen.

• Von der Entwicklung bis zur Bereitstellung wird sichergestellt, dass die Software auf ihrem Weg nicht manipuliert wurde.

• Unternehmen, die Code Signing einsetzen, zeigen, dass sie proaktiv Maßnahmen ergreifen, um die Sicherheit ihrer Software zu gewährleisten.

Best Practices: So implementieren Sie Code Signing richtig

Nur die Verwendung von Code Signing allein reicht nicht aus – Entwickler müssen sicherstellen, dass ihre Prozesse robust und effizient gestaltet sind. Im Folgenden stellen wir die Best Practices für den sicheren und effektiven Einsatz von Code Signing in der Softwareentwicklung vor, um die Vorteile von Code Signing voll auszuschöpfen.

Sicherer Prozess für Softwareupdates

Updates sind essenziell, um Anwendungen zu verbessern und Sicherheitslücken zu schließen. Doch sie können auch ein Angriffsziel sein, wenn sie nicht richtig abgesichert werden.

→ Best Practices:

• Automatisierte Verteilung: Entwickeln Sie einen sicheren und zuverlässigen Prozess für automatische Updates. So verhindern Sie, dass Benutzer unsichere oder gefälschte Softwareversionen herunterladen.

• Signierung von Updates: Jede neue Version der Software sollte mit einem gültigen Code-Signing-Zertifikat signiert werden, bevor sie verteilt wird.

• Prüfen von Abhängigkeiten: Wenn Ihre Software Bibliotheken oder Drittanbieter-Komponenten verwendet, stellen Sie sicher, dass diese ebenfalls geprüft und sicher eingebunden werden.

Ein unsicherer Update-Prozess kann zu schwerwiegenden Sicherheitsvorfällen führen. Ein strukturierter Ansatz minimiert diese Risiken.

Automatisierung zur Reduzierung von Kosten und Aufwand

Die Verwaltung von Code-Signing-Zertifikaten kann zeitaufwendig und kostspielig sein, insbesondere in großen Entwicklungsprojekten. Automatisierung und Managed Services bieten hier eine Lösung.

→ Best Practices:

• Einsatz von Managed PKI-Diensten: Managed PKI (Public Key Infrastructure)-Dienste übernehmen die Verwaltung von Zertifikaten und reduzieren so den administrativen Aufwand.

• Automatisierungstools: Nutzen Sie Tools, die den Signaturprozess in bestehende CI/CD-Pipelines (Continuous Integration/Continuous Deployment) integrieren. Dadurch werden menschliche Fehler minimiert und der Prozess beschleunigt.

• Frühzeitige Erneuerung von Zertifikaten: Automatisierte Systeme können sicherstellen, dass Zertifikate rechtzeitig erneuert werden, um Unterbrechungen zu vermeiden.

Automatisierung ermöglicht es Entwicklern, sich auf die Kernaufgaben zu konzentrieren, während wichtige Sicherheitsstandards eingehalten werden.

Sichere Speicherung von privaten Schlüsseln

Der private Signaturschlüssel ist das Herzstück des Code Signing. Fällt er in die falschen Hände, könnten Angreifer Schadsoftware signieren und als legitime Software tarnen.

→ Best Practices:

• Einsatz eines Hardware-Sicherheitsmoduls (HSM): Speichern Sie private Schlüssel in HSMs, die physisch und kryptografisch gesichert sind.

• Verschlüsselung im Ruhezustand: Wenn HSMs nicht verfügbar sind, sollten private Schlüssel zumindest in verschlüsselten Speichern aufbewahrt werden.

• Zugriffskontrollen: Begrenzen Sie den Zugriff auf Signaturschlüssel nur auf autorisierte Personen und Systeme.

• Regelmäßige Sicherheitsprüfungen: Stellen Sie sicher, dass Ihr Schlüsselmanagement den Anforderungen des CA/Browser Forums entspricht und regelmäßig auditiert wird.

Die sichere Speicherung von Schlüsseln ist essenziell, um die Integrität der Software zu gewährleisten und den Missbrauch durch Angreifer zu verhindern.

Überwachung und Prüfung von Code-Signing-Workflows

Transparenz und Kontrolle sind entscheidend, um den Missbrauch von Code-Signing-Zertifikaten zu verhindern und potenzielle Sicherheitsvorfälle schnell zu erkennen.

→ Best Practices:

• Nachvollziehbarkeit: Dokumentieren Sie, wer, wann und welche Software signiert hat. Dadurch können Sie auf unbefugte Aktivitäten schnell reagieren.

• Audit-Protokolle: Nutzen Sie Werkzeuge, die umfassende Protokolle für den Code-Signing-Prozess erstellen, um die Sicherheit und Compliance zu gewährleisten.

• Zugriffsüberwachung: Implementieren Sie eine Überwachung der Systeme, die Signaturen erstellen, um verdächtige Aktivitäten zu erkennen.

• Regelmäßige Prüfung: Überprüfen Sie regelmäßig die Prozesse und Workflows, um Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben.

Eine lückenlose Überwachung und regelmäßige Prüfung bieten Schutz vor unbefugter Nutzung und ermöglichen schnelles Eingreifen im Ernstfall.

Fazit: Code Signing – ein Muss für sichere Softwareentwicklung

Die Sicherheit in der Softwareentwicklung ist entscheidend, um das Vertrauen der Nutzer zu gewinnen und Cyberangriffe zu verhindern. Code Signing ist dabei ein unverzichtbares Werkzeug, das die Integrität und Authentizität Ihrer Software schützt. Besonders in einer zunehmend vernetzten Welt wird dieser Aspekt immer wichtiger – ob bei der Entwicklung neuer Anwendungen oder bei der sicheren Bereitstellung von Updates.

Bleiben Sie wachsam, insbesondere wenn es um den Schutz sensibler Daten geht. Mit einem sicheren und gut überwachten Code-Signing-Prozess stellen Sie sicher, dass Ihre Software sowohl den Ansprüchen Ihrer Nutzer als auch regulatorischen Anforderungen gerecht wird.

Übrigens: Bald wird es in unserem Portfolio ein neues Produkt geben: Das GlobalSign HSM Code Signing – bleiben Sie gespannt!