~~NOTOC~~
====== Szenario 8.3: Zeitstempel (Timestamp) ======

<WRAP round info>
**Kategorie:** [[.:start|Digitale Signaturen]] \\
**Komplexität:** ⭐⭐⭐ (Mittel) \\
**Voraussetzungen:** Signatur vorhanden, TSA-Zugang \\
**Geschätzte Zeit:** 10-15 Minuten
</WRAP>

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===== Beschreibung =====

Dieses Szenario beschreibt das **Hinzufügen von Zeitstempeln** zu digitalen Signaturen (RFC 3161). Zeitstempel beweisen, dass eine Signatur zu einem bestimmten Zeitpunkt existierte und ermöglichen:

  * **Langzeit-Validierung** - Signatur bleibt nach Zertifikatsablauf gültig
  * **Nachweisbarkeit** - Exakter Signaturzeitpunkt belegt
  * **Compliance** - Für eIDAS qualifizierte Signaturen erforderlich

**Konzept:**
  * Signatur-Hash wird an Timestamp Authority (TSA) gesendet
  * TSA signiert Hash mit Zeitangabe
  * Timestamp-Token wird an Signatur angehängt

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===== Workflow =====

<mermaid>
flowchart LR
    SIG[Signatur] --> HASH[Hash der Signatur]
    HASH --> REQ[TSA Request]
    REQ -->|HTTP POST| TSA[Timestamp Authority]
    TSA --> TOKEN[Timestamp Token]
    TOKEN --> ATTACH[An Signatur anhängen]
    ATTACH --> OUTPUT[Signatur mit Timestamp]

    style TSA fill:#e8f5e9
    style OUTPUT fill:#e3f2fd
</mermaid>

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===== Code-Beispiel: RFC 3161 Timestamp Request =====

<code csharp>
using WvdS.Security.Cryptography.X509Certificates.Extensions.PQ;
using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.Pkcs;

using var ctx = PqCryptoContext.Initialize();

// Signatur laden
var signature = File.ReadAllBytes("document.sig");

// Hash der Signatur berechnen
var signatureHash = SHA256.HashData(signature);

// Timestamp Request erstellen (RFC 3161)
var tsRequest = new Rfc3161TimestampRequest(
    messageHash: signatureHash,
    hashAlgorithm: HashAlgorithmName.SHA256,
    requestedPolicyId: null,  // Default Policy
    nonce: GenerateNonce(),
    requestSignerCertificates: true
);

// Request an TSA senden
using var http = new HttpClient();
var content = new ByteArrayContent(tsRequest.Encode());
content.Headers.ContentType = new MediaTypeHeaderValue("application/timestamp-query");

var response = await http.PostAsync("http://timestamp.digicert.com", content);
var tsResponseBytes = await response.Content.ReadAsByteArrayAsync();

// Response parsen
var tsResponse = Rfc3161TimestampToken.Decode(tsResponseBytes, out int bytesConsumed);

// Validieren
if (!tsResponse.VerifySignatureForHash(signatureHash, HashAlgorithmName.SHA256, out var signerCert, null))
{
    throw new CryptographicException("Timestamp-Signatur ungültig");
}

// Token speichern
File.WriteAllBytes("document.sig.tst", tsResponse.AsSignedCms().Encode());

Console.WriteLine("Timestamp erhalten:");
Console.WriteLine($"  Zeit: {tsResponse.TokenInfo.Timestamp}");
Console.WriteLine($"  TSA: {signerCert.Subject}");
Console.WriteLine($"  Policy: {tsResponse.TokenInfo.PolicyId}");
</code>

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===== Code-Beispiel: Timestamp zu CMS-Signatur hinzufügen =====

<code csharp>
public class TimestampService
{
    private readonly string _tsaUrl;
    private readonly HttpClient _http;

    public TimestampService(string tsaUrl)
    {
        _tsaUrl = tsaUrl;
        _http = new HttpClient { Timeout = TimeSpan.FromSeconds(30) };
    }

    public async Task<SignedCms> AddTimestamp(SignedCms signedCms)
    {
        foreach (var signerInfo in signedCms.SignerInfos)
        {
            // Signatur-Hash für Timestamp
            var signatureHash = SHA256.HashData(signerInfo.GetSignature());

            // Timestamp Request
            var tsRequest = new Rfc3161TimestampRequest(
                signatureHash,
                HashAlgorithmName.SHA256,
                requestedPolicyId: null,
                nonce: GenerateNonce(),
                requestSignerCertificates: true
            );

            // An TSA senden
            var content = new ByteArrayContent(tsRequest.Encode());
            content.Headers.ContentType = new MediaTypeHeaderValue("application/timestamp-query");

            var response = await _http.PostAsync(_tsaUrl, content);
            response.EnsureSuccessStatusCode();

            var tsResponseBytes = await response.Content.ReadAsByteArrayAsync();
            var tsToken = Rfc3161TimestampToken.Decode(tsResponseBytes, out _);

            // Als Unsigned Attribute hinzufügen
            var timestampAttr = new AsnEncodedData(
                new Oid("1.2.840.113549.1.9.16.2.14"),  // id-aa-timeStampToken
                tsToken.AsSignedCms().Encode()
            );

            signerInfo.AddUnsignedAttribute(timestampAttr);
        }

        return signedCms;
    }

    private byte[] GenerateNonce()
    {
        var nonce = new byte[8];
        RandomNumberGenerator.Fill(nonce);
        return nonce;
    }
}
</code>

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===== Timestamp-Token validieren =====

<code csharp>
public class TimestampValidator
{
    public TimestampValidationResult Validate(
        byte[] timestampToken,
        byte[] originalSignature,
        X509Certificate2Collection? trustedTsaCerts = null)
    {
        var result = new TimestampValidationResult();

        try
        {
            var tsToken = Rfc3161TimestampToken.Decode(timestampToken, out _);
            result.Timestamp = tsToken.TokenInfo.Timestamp;
            result.PolicyId = tsToken.TokenInfo.PolicyId?.Value;

            // Hash prüfen
            var expectedHash = SHA256.HashData(originalSignature);
            if (!tsToken.TokenInfo.GetMessageHash().ReadOnlySpan.SequenceEqual(expectedHash))
            {
                result.IsValid = false;
                result.Error = "Hash stimmt nicht überein";
                return result;
            }

            // Signatur prüfen
            if (!tsToken.VerifySignatureForHash(expectedHash, HashAlgorithmName.SHA256, out var tsaCert, trustedTsaCerts))
            {
                result.IsValid = false;
                result.Error = "TSA-Signatur ungültig";
                return result;
            }

            result.TsaCertificate = tsaCert;

            // TSA-Zertifikat-Chain prüfen
            var chain = new X509Chain();
            chain.ChainPolicy.RevocationMode = X509RevocationMode.Online;

            if (trustedTsaCerts != null)
            {
                chain.ChainPolicy.CustomTrustStore.AddRange(trustedTsaCerts);
                chain.ChainPolicy.TrustMode = X509ChainTrustMode.CustomRootTrust;
            }

            result.IsValid = chain.Build(tsaCert);
            if (!result.IsValid)
            {
                result.Error = "TSA-Zertifikatskette ungültig";
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            result.IsValid = false;
            result.Error = ex.Message;
        }

        return result;
    }
}

public class TimestampValidationResult
{
    public bool IsValid { get; set; }
    public DateTimeOffset? Timestamp { get; set; }
    public string? PolicyId { get; set; }
    public X509Certificate2? TsaCertificate { get; set; }
    public string? Error { get; set; }
}
</code>

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===== Timestamp Authorities (TSAs) =====

^  Anbieter  ^  URL  ^  Qualifiziert (eIDAS)  ^
| DigiCert | http://timestamp.digicert.com | Nein |
| Sectigo | http://timestamp.sectigo.com | Nein |
| GlobalSign | http://timestamp.globalsign.com | Nein |
| D-TRUST | http://zeitstempel.2.1.3.bundesdruckerei.de | **Ja** |
| SwissSign | http://tsa.swisscom.com/tsa | **Ja** |
| Bundesdruckerei | http://ts.2.bundesdruckerei.de | **Ja** |

<WRAP round tip>
**eIDAS:** Für qualifizierte elektronische Signaturen ist ein qualifizierter TSA erforderlich.
</WRAP>

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===== Langzeit-Archivierung (LTA) =====

<code csharp>
public class LongTermArchive
{
    public async Task ExtendValidation(
        SignedCms signedCms,
        string tsaUrl,
        X509Certificate2Collection validationData)
    {
        // 1. Validierungsdaten einbetten (Zertifikate, CRLs, OCSP)
        AddValidationData(signedCms, validationData);

        // 2. Archive Timestamp hinzufügen
        var timestampService = new TimestampService(tsaUrl);
        await timestampService.AddArchiveTimestamp(signedCms);

        // Dieser Prozess kann periodisch wiederholt werden,
        // um die Signatur langfristig validierbar zu halten
    }
}
</code>

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===== Branchenspezifische Anforderungen =====

^  Anwendung  ^  Timestamp erforderlich?  ^  Qualifiziert?  ^
| **Code Signing** | Pflicht | Nein |
| **eIDAS QES** | Pflicht | Ja |
| **PDF/A-Archivierung** | Empfohlen | Je nach Anforderung |
| **S/MIME** | Optional | Nein |
| **Healthcare** | Pflicht | Je nach Land |

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===== Verwandte Szenarien =====

^  Beziehung  ^  Szenario  ^  Beschreibung  ^
| **Voraussetzung** | [[.:dokument_signieren|8.1 Dokument signieren]] | Signatur erstellen |
| **Voraussetzung** | [[.:code_signieren|8.2 Code signieren]] | Code-Signatur |
| **Nächster Schritt** | [[.:signatur_verifizieren|8.4 Signatur verifizieren]] | Validierung |

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<< [[.:code_signieren|← 8.2 Code signieren]] | [[.:start|↑ Signaturen-Übersicht]] | [[.:signatur_verifizieren|8.4 Signatur verifizieren →]] >>

{{tag>szenario signatur timestamp tsa rfc3161 langzeit}}

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//Wolfgang van der Stille @ EMSR DATA d.o.o. - Post-Quantum Cryptography Professional//