BERICHTONDERTEKENING UITGELEGD: TOEPASSINGEN BIJ INLOGGEN EN VERIFICATIE

Wat is berichtondertekening?

Berichtondertekening is een cryptografisch proces waarbij een gebruiker een unieke digitale handtekening aan een bericht of stukje data koppelt, zodat anderen de authenticiteit en herkomst ervan kunnen verifiëren. In tegenstelling tot encryptie, waarbij de inhoud van een bericht verborgen wordt, zorgt ondertekening ervoor dat er niet met de gegevens is geknoeid en bevestigt het wie het bericht heeft verzonden. Berichtondertekening is essentieel voor veilige digitale communicatie, met name in blockchain, webauthenticatie en documentvalidatie.

Het proces bestaat uit twee hoofdcomponenten: een privésleutel, waarmee het bericht wordt ondertekend, en een publieke sleutel, waarmee de handtekening wordt geverifieerd. De wiskundige koppeling tussen de twee sleutels vormt de basis voor de beveiliging van de procedure. Als het bericht na ondertekening wordt gewijzigd of als de handtekening wordt vervalst, mislukt de verificatie. Dit biedt een sterke garantie voor gegevensintegriteit en gebruikersauthenticatie in diverse toepassingen.

Digitale handtekeningen worden doorgaans gebouwd met behulp van gevestigde cryptografische algoritmen, zoals:

• RSA: Een veelgebruikt algoritme dat zowel encryptie als ondertekening ondersteunt.
• ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm): Populair in blockchain-systemen en systemen waar rekenkracht essentieel is.
• EdDSA (Edwards-curve Digital Signature Algorithm): Bekend om verbeterde beveiliging en snelheid.

Praktisch gezien, wanneer een gebruiker een bericht ondertekent, hasht het systeem het bericht en versleutelt de hash met zijn/haar privésleutel. De ontvanger kan deze handtekening vervolgens ontsleutelen met de publieke sleutel en de hash valideren aan de hand van zijn/haar eigen berekende hash van het bericht. Als de twee hashes overeenkomen, is het bericht authentiek en ongewijzigd.

Berichtondertekening is cruciaal in de context van gedecentraliseerde systemen, waar geen centrale autoriteit beschikbaar is om transacties of inloggegevens te valideren. Cryptografische handtekeningen maken peer-to-peer-vertrouwen mogelijk in domeinen zoals blockchainnetwerken, gedecentraliseerde applicaties (dApps) en Web3-frameworks voor identiteitsbeheer.

Authenticatie, gegevensbescherming en naleving van regelgeving zijn enkele van de belangrijkste redenen voor het gebruik van digitale handtekeningen in moderne softwareomgevingen. Of ze nu geïntegreerd zijn in API's, gebruikersinterfaces of onderliggende protocollagen, digitale berichtondertekening is een belangrijke facilitator geworden van veilige, verifieerbare communicatie in de digitale economie.

Hoe berichtondertekening verificatie mogelijk maakt

Het meest praktische gebruik van berichtondertekening ligt in identiteitsverificatie, vooral in digitale omgevingen zonder centrale autoriteit. Verificatie via berichtondertekening bevestigt dat een specifieke actie, bericht of gegevensinvoer afkomstig is van een bekende bron en niet is gewijzigd tijdens de verzending.

Verificatie volgt doorgaans een duidelijke reeks stappen:

1. De gebruiker initieert een actie die validatie vereist, zoals het aanvragen van toegang tot een beperkt systeem of het verzenden van gevoelige gegevens.
2. Het systeem stuurt een uniek bericht (vaak met een nonce) naar de gebruiker.
3. De gebruiker ondertekent dit bericht met zijn/haar privésleutel en retourneert het ondertekende bericht.
4. Het systeem controleert de handtekening met de openbare sleutel van de gebruiker.
5. Als de handtekening geldig is en overeenkomt met de verwachte identiteit, slaagt de verificatie.

Deze aanpak wordt vaak toegepast in:

• E-mailverificatie: PGP- en S/MIME-protocollen gebruiken berichtondertekening om de authenticiteit van de afzender te bevestigen.
• Blockchain-transacties: Gebruikers ondertekenen transacties met de privésleutels van hun wallet. Nodes verifiëren deze handtekeningen voordat ze transacties in blokken opnemen.
• Bestandsintegriteit: Ontwikkelaars kunnen software publiceren met checksums of ondertekende hashes om ervoor te zorgen dat gebruikers ongewijzigde versies downloaden.

Het gebruik van nonces – willekeurige getallen die slechts één keer worden gebruikt – lost het probleem van replay-aanvallen op, waarbij een geldige gegevensoverdracht opzettelijk wordt herhaald of vertraagd. Door ervoor te zorgen dat elk bericht uniek is en nog nooit eerder is verzonden, kunnen verificatoren er zeker van zijn dat het verzoek origineel en actueel is.

Berichtondertekening helpt ook bij het verifiëren van metadata, zoals tijdstempels of de identiteit van de auteur, binnen grotere gedecentraliseerde systemen. In blockchaintoepassingen voor de toeleveringsketen kunnen gegevens over de bewaarketen bijvoorbeeld op verschillende controlepunten worden ondertekend, waardoor de herkomst van fysieke of digitale activa wordt gevalideerd.

Handtekeningverificatie speelt een cruciale rol in PKI-systemen (Public Key Infrastructure) en certificeringsinstanties (CA's). In deze systemen koppelen digitale certificaten, uitgegeven door een CA, gebruikersidentiteiten aan publieke sleutels, waardoor derden ondertekende berichten binnen een vertrouwd kader kunnen verifiëren.

Het is belangrijk om te weten dat berichtondertekening de rechtsgeldigheid in bepaalde rechtsgebieden ondersteunt, zoals gedefinieerd in regelgeving zoals de eIDAS-verordening van de Europese Unie of de ESIGN Act van de Verenigde Staten. Op deze manier kunnen organisaties voldoen aan compliance-eisen en tegelijkertijd de acties van klanten of gebruikers in digitale workflows efficiënt verifiëren.

Inloggegevens beveiligen met berichtondertekening

Berichtondertekening biedt een robuust alternatief voor traditionele inlogmethoden, met name gebruikersnaam-wachtwoordauthenticatie. In omgevingen waar gedecentraliseerde identiteitssystemen (DID) of wallet-authenticatiesystemen gangbaar zijn, bewijzen gebruikers dat ze eigenaar zijn van een cryptografisch sleutelpaar, in plaats van dat ze statische inloggegevens moeten onthouden of invoeren.

Dit proces, vaak authenticatie via berichtondertekening genoemd, elimineert de risico's die gepaard gaan met hergebruik van wachtwoorden, phishing en databaselekken. Dit is hoe het doorgaans werkt:

1. De gebruiker bezoekt een website of dApp waarvoor authenticatie vereist is.
2. De backend stuurt een inlogbericht, meestal met:
   • Een nonce om de uniciteit te garanderen
   • De aanvraagdatum om het risico op herhaling te beperken
   • Optionele metadata, zoals IP-adres of klantgegevens
3. De gebruiker ondertekent dit bericht met zijn/haar privésleutel uit een digitale wallet (bijv. MetaMask, Trust Wallet, enz.).
4. De site verifieert de handtekening met behulp van het openbare adres dat aan de gebruiker is gekoppeld.
5. Indien geldig, geeft de site een sessietoken uit of initieert toegang tot het account.

Deze methode wordt veel gebruikt op Web3- en blockchainplatforms. Bijvoorbeeld:

• Ethereum-aanmelding: dApps vragen om wallet-handtekeningen voordat ze transacties uitvoeren of toegang verlenen.
• SIWE (Sign-In With Ethereum): Een groeiende standaard voor gedecentraliseerd inloggen op Ethereum-compatibele systemen.
• DeFi-apps: Beveilig de identiteit van gebruikers met wallet-handtekeningen in plaats van wachtwoorden of OAuth-tokens.

Naast blockchain breidt het concept zich uit naar traditionele cybersecurityinfrastructuren. Bedrijven integreren hardwarematige beveiligingssleutels (zoals YubiKeys) of cryptografische modules voor mobiele apparaten die authenticatieverzoeken lokaal ondertekenen, waardoor aanvallen op afstand worden verminderd.

Deze aanpak versterkt inlogsystemen op de volgende manieren:

• Geen wachtwoordopslag: Elimineert het risico op diefstal van inloggegevens uit backenddatabases.
• Phishingbestendigheid: Gebruikers reageren op dynamische, sitespecifieke uitdagingen, waardoor nepwebsites ineffectief worden.
• Ondersteuning voor meerdere apparaten: Compatibel met beveiligde mobiele wallets en browserextensies.

Berichtenondertekening vervangt bestaande gebruikersbeheersystemen niet, maar vormt er vaak een aanvulling op. Het kan dienen als een tweede factor in multifactorauthenticatie (MFA)-stromen of beveiligde API-toegang. In combinatie met OAuth 2.0 of OpenID Connect kunnen ondertekende berichten identiteiten koppelen aan toegangstokens met een grotere granulariteit en contextuele beveiliging.

Naarmate gedecentraliseerde ecosystemen voor gebruikersidentiteiten zich ontwikkelen, bieden self-sovereign identity (SSI)-frameworks nog geavanceerdere use cases. Hierbij worden de identiteitsgegevens zelf digitaal ondertekend en door gebruikers gepresenteerd aan vertrouwende partijen, waardoor er geen tussenpersonen of centrale opslag meer nodig zijn.

Voor ontwikkelaars en systeemarchitecten betekent het implementeren van berichtondertekening in inlogsystemen bouwen met cryptografische kennis, zorgvuldige nonce-afhandeling en veilig sleutelbeheer. Wanneer deze methode correct wordt uitgevoerd, biedt deze authenticatie die veilig, verifieerbaar, privacybeschermend en toekomstbestendig is – en die steeds meer aansluit bij de Zero Trust-principes die in moderne IT-architecturen worden toegepast.