3. Криптографическое преобразование информации
Защита информации методом криптографического преобразования заключается в преобразовании ее составных частей (слов, букв, слогов, цифр) с помощью специальных алгоритмов либо аппаратных решений и кодов ключей, т.е. в приведении ее к неявному виду. Для ознакомления с шифрованной информацией применяется обратный процесс: декодирование (дешифрование). Использование криптографии является одним из распространенных методов, значительно повышающих безопасность передачи данных в сетях, данных, хранящихся в удаленных устройствах памяти, и при обмене информацией между удаленными объектами.
Для преобразования (шифрования) обычно используется некоторый алгоритм или устройство, реализующие заданный алгоритм, которые могут быть известны широкому кругу лиц. Управление процессом шифрования осуществляется с помощью периодически меняющегося кода ключа, обеспечивающего каждый раз оригинальное представление информации при использовании одного и того же алгоритма или устройства. Знание ключа позволяет просто и надежно расшифровать текст. Однако без знания ключа эта процедура может быть практически невыполнима даже при известном алгоритме шифрования.
Сам процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно, однако аппаратная реализация обладает по сравнению с программной рядом преимуществ: высокой производительностью, упрощенной организацией обработки информации и т.д.
4. Стеганографическое преобразование информации
Стеганография – это метод организации связи, который собственно скрывает само наличие связи. В отличие от криптографии, где злоумышленник точно может определить, является ли передаваемое сообщение зашифрованным текстом, методы стеганографии позволяют встраивать секретные сообщения в безобидные послания так, чтобы невозможно было заподозрить существование встроенного тайного послания.
К стеганографии относится огромное множество секретных средств связи, таких, как невидимые чернила, микрофотоснимки, условное расположение знаков, тайные каналы, средства связи на плавающих частотах и т.д.
Стеганография занимает свою нишу в обеспечении безопасности: она не заменяет, а дополняет криптографию. Сокрытие сообщения методами стеганографии значительно снижает вероятность обнаружения самого факта передачи сообщения. А если это сообщение к тому же зашифровано, то оно имеет еще один, дополнительный, уровень защиты.
В настоящее время в связи с бурным развитием вычислительной техники и новых каналов передачи информации появились новые стеганографические методы, в основе которых лежат особенности представления информации в компьютерных файлах, вычислительных сетях и т.п. Это дает нам возможность говорить о становлении нового направления – компьютерной стеганографии.
В качестве данных может использоваться любая информация: текст, сообщение, изображение и т.п.
В общем же случае целесообразно употреблять слово «сообщение», поскольку сообщением могут быть как текст или изображение, так и, например, аудиоданные. Контейнер – любая информация, предназначенная для сокрытия тайных сообщений. Пустой контейнер – контейнер без встроенного сообщения; заполненный контейнер или стегоконтейнер, содержащий встроенную информацию. Встроенное (скрытое) сообщение – сообщение, встраиваемое в контейнер.
В зависимости от количества уровней защиты (например, встраивание предварительно зашифрованного сообщения) в стегосистеме может быть один или несколько стегоключей. По аналогии с криптографией, по типу стего-ключа стегосистемы можно подразделить на два типа: с секретным ключом и с открытым ключом.
Глава 7 КРИПТОГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Краткий обзор и классификация методов шифрования информации
Защита информации методом криптографического преобразования заключается в преобразовании ее составных частей (слов, букв, слогов, цифр) с помощью специальных алгоритмов либо аппаратных решений и кодов ключей, т. е. в приведении ее к неявному виду. Для ознакомления с шифрованной информацией применяется обратный процесс — декодирование (дешифрование). Использование криптографии является одним из распространенных методов, значительно повышающих безопасность передачи данных в компьютерных сетях, данных, хранящихся в устройствах памяти, и при обмене информацией между удаленными объектами.
Для преобразования (шифрования) обычно используется некоторый алгоритм или устройство, реализующее заданный алгоритм, которые могут быть известны широкому кругу лиц. Управление процессом шифрования осуществляется с помощью периодически меняющегося кода ключа, обеспечивающего каждый раз оригинальное представление информации при использовании одного и того же алгоритма или устройства. Знание ключа позволяет просто и надежно расшифровать текст. Однако без знания ключа эта процедура может быть практически невыполнима даже при известном алгоритме шифрования.
Даже простое преобразование информации является весьма эффективным средством, дающим возможность скрыть ее смысл от большинства неквалифицированных нарушителей.
Структурная схема шифрования информации представлена на рис. 1.
Коды и шифры использовались в течение многих веков задолго до появления компьютера. Между кодированием и шифрованием не существует отчетливого различия. Заметим только, что в последнее время на практике слово «кодирование» применяют в целях цифрового представления информации при ее обработке на технических средствах, а «шифрование» — при преобразова-
Рис. 1. Шифрование информации
нии информации для защиты от несанкционированного доступа. В настоящее время некоторые методы шифрования хорошо проработаны и являются классическими.
Классификация криптографических методов преобразования информации приведена на рис. 2.
Для построения средств защиты информации от несанкционированного доступа необходимо иметь представление о некоторых традиционных методах шифрования: подстановки, перестановки, комбинированных и др.
Основные требования, предъявляемые к методам защитного преобразования:
- 1) применяемый метод должен быть достаточно устойчивым к попыткам раскрыть исходный текст, имея только зашифрованный текст;
- 2) объем ключа не должен затруднять его запоминание и пересылку;
- 3) алгоритм преобразования информации и ключ, используемые для шифрования и дешифрования, не должны быть очень сложными: затраты на защитные преобразования должны быть приемлемы при заданном уровне сохранности информации;
- 4) ошибки в шифровании не должны вызывать потерю информации. Из-за появления ошибок передачи шифрованного сообщения по каналам связи не должна исключаться возможность надежной расшифровки текста на приемном конце;
- 5) длина зашифрованного текста не должна превышать длину исходного текста;
- 6) необходимые временные и стоимостные ресурсы на шифрование и дешифрование информации определяются требуемой степенью защиты информации.
Перечисленные требования характерны в основном для традиционных средств защитных преобразований. С развитием устройств памяти, позволяющих с большей плотностью записывать
Рис. 2. Классификация криптографических методов преобразования информации и надежно хранить длительное время большие объемы информации, ограничение на объем ключа может быть значительно снижено. Появление и развитие электронных элементов позволили разработать недорогие устройства, обеспечивающие преобразование информации.
Однако увеличение скоростей передачи информации пока еще значительно отстает от скорости ее обработки. Это несоответствие позволяет в значительной мере ослабить требование 3 без ущерба для практически достижимой скорости передачи. В условиях применения компьютеров снизились актуальность и жесткость требования 4. Действительно, при существующей надежности аппаратуры и развитых методах обнаружения и исправления ошибок это требование может быть снижено. Кроме того, технология передачи данных, принятая в компьютерных сетях и автоматизированных системах управления, предусматривает повторную передачу информации в случае обнаружения ошибок передачи сообщения.
Множество современных методов защитных преобразований можно разделить на четыре большие группы: перестановки, замены (подстановки), аддитивные и комбинированные методы.
Методы перестановки и подстановки обычно характеризуются короткой длиной ключа, а надежность их защиты определяется сложностью алгоритмов преобразования.
Для аддитивных методов характерны простые алгоритмы преобразования, а их надежность основана на увеличении длины ключа.
Все перечисленные методы относятся к так называемому симметричному шифрованию: один и тот же ключ используется для шифрования и дешифрования.
Кроме этого, используются методы несимметричного шифрования: один ключ для шифрования (открытый), второй — для дешифрования (закрытый).
Криптографические средства защиты: что это такое
Криптографическое шифрование данных заключается в преобразовании информации с помощью кодирования, чтобы обезопасить ее от возможных атак злоумышленников.
Для этого сообщение преобразуется с помощью специального алгоритма (ключа) и передается получателю. Получатель, в свою очередь, использует аналогичный алгоритм расшифровки для того, чтобы прочитать сообщение.
Таким образом, криптографическое шифрование защищает информацию от получения третьими лицами и от возможного использования ее злоумышленниками.
Современный метод шифрования данных, который используется в настоящее время, называется симметричным криптографическим ключом.
Цели и методы криптографической защиты информации
Основная цель криптографической защиты заключается в обеспечении конфиденциальности и безопасности информации при ее обмене между пользователями в сетях.
Криптографическая защита информации применяется для:
- обработки, использования и передачи информации;
- обеспечения целостности и подлинности информации (с использованием алгоритмов электронной подписи) ;
- аутентификации пользователей или устройств, а также защиты элементов аутентификации при использовании соответствующих алгоритмов.
Классы криптографической защиты информации
Три основных типа криптографии включают в себя криптографию с секретным ключом, криптографию с открытым ключом и хеш-функции.
Симметричная криптография, также известная как криптография с секретным ключом, использует один и тот же ключ для шифрования и расшифровки данных. Это простой способ защиты информации.
Криптографический алгоритм использует ключ для шифрования данных. Если нужно получить доступ к данным, то тот, кому доверен секретный ключ, может расшифровать данные.
Криптография с секретным ключом может использоваться как для передачи данных в режиме реального времени, так и для защиты данных в состоянии покоя, на носителе. Однако, как правило, она используется только для защиты данных в состоянии покоя, поскольку передача секретного ключа может привести к его компрометации.
Примеры алгоритмов симметричной криптографии включают AES, DES и Шифр Цезаря.
Асимметричная криптография, также известная как криптография с открытым ключом, использует пару ключей для шифрования и расшифровки данных. Один ключ, называемый «открытым ключом», используется для шифрования данных, а второй ключ, «закрытый ключ», используется для их расшифровки.
В отличие от симметричной криптографии, где один и тот же ключ используется для шифрования и расшифровки, в асимметричной криптографии эти функции выполняются разными ключами.
Закрытый ключ является секретным и должен быть известен только владельцу, в то время как открытый ключ может быть передан любому человеку. Поэтому асимметричная криптография обеспечивает более высокий уровень безопасности и конфиденциальности, чем симметричная криптография.
Существуют различные алгоритмы асимметричной криптографии, такие как ECC, Протокол Диффи-Хеллмана и DSS, которые используются для шифрования данных и обеспечения безопасности в интернет-передаче данных.
Хеш-функции — это функции, которые используются для преобразования данных в зашифрованный формат фиксированной длины. Они обычно используются для защиты данных путем создания уникальной «отпечатков» данных, которые нельзя восстановить исходное сообщение. Хороший алгоритм хеширования должен выдавать уникальный результат для каждого входного значения.
Взлом хеша возможен только путем перебора всех возможных входных значений, пока не будет получен точно такой же хеш.
Хеширование — это процесс преобразования входных данных в фиксированную длину хеш-кода. Хеширование часто используется для защиты паролей и других конфиденциальных данных. Хеш-код может быть использован в сертификатах для проверки подлинности данных.
Примеры алгоритмов хеширования включают в себя MD5, SHA-1, Whirlpool и Blake 2. Они широко используются в различных приложениях для защиты конфиденциальности и обеспечения безопасности данных.
Требования при использовании СКЗИ
Федеральная служба безопасности (ФСБ) России является регулирующим органом по вопросам информационной безопасности на территории Российской Федерации.
Федеральный закон № 149 (2008 г.) устанавливает типовые требования для обеспечения безопасности и организации работы криптографических средств, которые используются для материалов, не содержащих государственную тайну и используемых в процессе обработки персональных данных.
Закон регулирует отношения, возникающие в связи с:
- осуществлением права на поиск, получение, передачу, производство и распространение информации;
- применением информационных технологий;
- обеспечением защиты информации.
Документ содержит определение понятий информации, прав доступа к ней, возможного ее носителя, его обязанностей и возможностей и допустимых действий с информацией.
Он также описывает особенности государственного регулирования в сфере информационных технологий и определяет ответственность за нарушения в этой сфере.
Следует отметить, что информация в этом законе регулярно обновляется в соответствии с мировыми тенденциями в области информационной безопасности, несмотря на то, что документ был принят в 2008 году.
А что за границей?
Один из примеров требований по защите информации на Западе — это стандарты GO-ITS (The Government of Ontario Information Technology Standards). В соответствии с этими стандартами, криптографические материалы должны быть надежно защищены на всех этапах, включая создание, хранение, распространение, использование, отзыв, уничтожение и восстановление ключей.
Требования разбиваются на различные области:
- Образование и обучение. Технический персонал, который разрабатывает, внедряет или управляет системами, должен быть осведомлен о требованиях к криптографии, предусмотренных этим стандартом.
- Хранение информации. Чувствительная информация должна быть зашифрована при хранении или использовать оперативный режим с безопасными хэш-функциями. Зашифрованные конфиденциальные данные, хранящиеся более двух лет, также должны быть зашифрованы. Если ответственность за зашифрованные данные передается другой организации, данные должны быть повторно зашифрованы с использованием нового ключа.
- Мобильные устройства, такие как смартфоны, планшеты, съемные носители и портативные компьютеры, которые обрабатывают или хранят конфиденциальные данные, должны шифровать все хранилище устройства. Если конфиденциальные данные хранятся на настольных компьютерах, эти данные должны быть зашифрованы. Чувствительные данные должны быть зашифрованы на уровне столбцов или полей/ячеек данных перед записью в хранилище данных.
- Передача информации. Конфиденциальная информация должна передаваться через криптографически защищенные каналы связи, такие как SSL, VPN и SSH. Если передача информации осуществляется по сети Интернет, она должна быть защищена протоколами шифрования SSL или TLS.
- Управление ключами. Ключи шифрования должны храниться в безопасном месте и защищаться паролем. Доступ к ключам должен быть ограничен и контролироваться. Срок действия ключей должен быть ограничен, и они должны периодически изменяться. Если ключи потеряны или скомпрометированы, они должны быть немедленно отозваны и заменены новыми.
Работа СКЗИ и их применение
Работа средств защиты криптографической информации основана на следующих принципах:
- Пользователь создает документ, который нужно отправить.
- С помощью специальных программных средств защиты криптографической информации и ключа к документу добавляется файл подписи, после чего они отправляются получателю.
- Получатель расшифровывает файл, используя средства защиты криптографической информации, и проверяет, что документ не был изменен.
Основными функциями средств защиты криптографической информации (СКЗИ) являются:
- Создание электронных подписей.
- Проверка подлинности электронных подписей.
- Шифрование и дешифрование содержимого документа.
Виды СКЗИ для электронной подписи — программные и аппаратные СКЗИ
Описание принципа работы криптографической защиты информации включает использование электронной подписи (ЭП) , которая является специальным реквизитом документа.
Это позволяет подтвердить принадлежность документа определенному владельцу, а также отсутствие внесения изменений с момента его создания. ЭП можно сравнить со средневековой восковой печатью, которая ставилась на важные письма.
Существует два типа программ, применяемых при криптографической защите информации: отдельно устанавливаемые и встроенные в устройство. К отдельно устанавливаемым программам относятся КриптоПро CSP, Signal-COM CSP и VipNet CSP.
Они сертифицированы в соответствии с актуальными ГОСТами и работают с основными операционными системами. Однако их основным недостатком является необходимость платить за приобретение лицензии для каждого нового устройства.
К программам, встроенным в устройство, относятся Рутокен ЭЦП, Рутокен ЭЦП 2.0 и JaCArta SE. Используя этот тип СКЗИ, пользователь решает главную проблему предыдущего класса. Здесь устройству достаточно иметь доступ к сети, так как процесс шифрования и дешифрования производится внутри носителя.
Области использования электронной подписи
Пользователь может потребовать как базовый, так и квалифицированный сертификат, содержащий специальный идентификатор. Квалифицированная ЭП обеспечивает более высокий уровень защиты.
Электронная подпись играет важную роль в электронной отчетности, которая представляется в различные государственные организации, такие как ФСС, ПФР, ФНС и другие. При этом для отправки документов необходим квалифицированный сертификат ЭП, который может быть выдан уполномоченным сотрудником организации.
Квалифицированная ЭП также требуется для участия в системах государственных закупок, проводимых через аукционы в соответствии с ФЗ-44 от 14.07.22, для подписания контрактов и других действий.
В случае электронного документооборота между компаниями, таких как счет-фактура, юридическую силу документу придает только квалифицированная ЭП.
ЭП необходима также для работы с порталами государственных организаций, таких как РКН, Госуслуги, Единый федеральный реестр сведений о банкротстве, Росимущество и другие.
Алгоритмы электронной подписи
Цифровые подписи используются для аутентификации и проверки подлинности документов и данных, предотвращая их цифровую модификацию или подделку во время передачи официальных документов.
Обычно система с асимметричным ключом шифрует данные с помощью открытого ключа и расшифровывает их с помощью закрытого ключа. Но порядок, который используется для шифрования цифровой подписи, обратный.
Цифровая подпись шифруется с помощью закрытого ключа и расшифровывается с помощью открытого ключа. Поскольку ключи связаны между собой, расшифровка с помощью открытого ключа подтверждает, что соответствующий закрытый ключ был использован для создания подписи документа. Это способствует проверке происхождения подписи.
Что такое алгоритм RSA?
Алгоритм RSA является открытым ключом подписи и был разработан в 1977 году тремя учеными — Роном Ривестом, Ади Шамиром и Леонардом Адлеманом. Его основная идея заключается в использовании логарифмических функций для создания вычислительно сложной, но быстрой процедуры, которая может противостоять перебору.
При этом алгоритм может использоваться не только для создания цифровой подписи, но и для шифрования и расшифрования информации, обеспечивая безопасный обмен данными. На прилагаемом изображении можно увидеть процесс проверки цифровой подписи, используя методологию RSA.
Что такое алгоритм DSA?
Алгоритм цифровой подписи является стандартом FIPS (Федеральный стандарт обработки информации) для создания подписей. В 1991 году он был предложен, а в 1994 году стандартизирован Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) . Преимущества алгоритма DSA следующие:
- Аутентификация сообщения. С помощью правильной комбинации ключей можно проверить происхождение отправителя.
- Проверка целостности. Расшифровка связки сообщения полностью предотвращает возможность подделки.
- Неотрицание. Если подпись верифицирована, отправитель не может отрицать факт отправки сообщения.
Защита криптографической информации в коммерческой деятельности
Современные компании хранят свою личную и конфиденциальную информацию онлайн в облачном хранилище с непрерывным подключением к сети.
Именно поэтому они включают шифрование в свои планы по обеспечению безопасности данных в облаке. Конфиденциальность и безопасность данных важны для компаний, независимо от того, где они хранятся.
Для защиты данных применяются различные устройства шифрования, а также приборы для защиты телефонной связи. СКЗИ применяется в офисном оборудовании, таком как факсы, телексы или телетайпы. Кроме того, в коммерческой отрасли используется система электронных подписей, упомянутая выше.
Использование шифровальных криптографических средств в современном мире
Защита информации и персональных данных с помощью криптографии является неотъемлемой частью любой информационной деятельности. На сегодняшний день на рынке существует множество инструментов для решения этой задачи, включая КриптоПро CSP, Signal-COM CSP, РуТокен ЭЦП и другие программы, которые рассматриваются в данном материале.
Создание и использование средств криптографической защиты информации (СКЗИ) строго контролируется Федеральной службой безопасности Российской Федерации (ФСБ РФ) и Федеральной службой по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК) . Любая информационная система должна быть согласована с этими органами.
Раскрываюсь больше как автор, также тут —
Телеграмм канал реалити-шоу: «Покупаю Виллу на Бали инвестируя по 15 000руб в месяц».
6 в чем заключается криптографическое преобразование
Криптографическое преобразование — это преобразование информации, основанное на некотором алгоритме, зависящем от изменяемого параметра (обычно называемого секретным ключом), и обладающее свойством невозможности восстановления исходной информации по преобразованной, без знания действующего ключа, с трудоемкостью меньше заранее заданной.
Основным достоинством криптографических методов является то, что они обеспечивают высокую гарантированную стойкость защиты, которую можно рассчитать и выразить в числовой форме (средним числом операций или временем, необходимым для раскрытия зашифрованной информации или вычисления ключей).
К числу основных недостатков криптографических методов следует отнести:
• значительные затраты ресурсов (времени, производительности процессоров) на выполнение криптографических преобразований информации;
• трудности совместного использования зашифрованной (подписанной) информации, связанные с управлением ключами (генерация, распределение и т.д.);
• высокие требования к сохранности секретных ключей и защиты открытых ключей от подмены.
Криптография делится на два класса: криптография с симметричными ключами и криптография с открытыми ключами.
Криптография с симметричными ключами
В криптографии с симметричными ключами (классическая криптография) абоненты используют один и тот же (общий) ключ (секретный элемент) как для шифрования, так и для расшифрования данных.
Следует выделить следующие преимущества криптографии с симметричными ключами:
• относительно высокая производительность алгоритмов;
• высокая криптографическая стойкость алгоритмов на единицу длины ключа.
К недостаткам криптографии с симметричными ключами следует отнести:
• необходимость использования сложного механизма распределения ключей;
• технологические трудности обеспечения неотказуемости.
Криптография с открытыми ключами
Для решения задач распределения ключей и ЭЦП были использованы идеи асимметричности преобразований и открытого распределения ключей Диффи и Хеллмана. В результате была создана криптография с открытыми ключами, в которой используется не один секретный, а пара ключей: открытый (публичный) ключ и секретный (личный, индивидуальный) ключ, известный только одной взаимодействующей стороне. В отличие от секретного ключа, который должен сохраняться в тайне, открытый ключ может распространяться публично. На Рисунке 1 представлены два свойства систем с открытыми ключами, позволяющие формировать зашифрованные и аутентифицированные сообщения.
Два важных свойства криптографии с открытыми ключами
Рисунок 1 Два свойства криптографии с открытыми ключами
Схема шифрования данных с использованием открытого ключа приведена на Рисунке 6 и состоит из двух этапов. На первом из них производится обмен по несекретному каналу открытыми ключами. При этом необходимо обеспечить подлинность передачи ключевой информации. На втором этапе, собственно, реализуется шифрование сообщений, при котором отправитель зашифровывает сообщение открытым ключом получателя.
Зашифрованный файл может быть прочитан только владельцем секретного ключа, т.е. получателем. Схема расшифрования, реализуемая получателем сообщения, использует для этого секретный ключ получателя.
Рисунок 2 Схема шифрования в криптографии с открытыми ключами.
Реализация схемы ЭЦП связанна с вычислением хэш-функции (дайджеста) данных, которая представляет собой уникальное число, полученное из исходных данных путем его сжатия (свертки) с помощью сложного, но известного алгоритма. Хэш-функция является однонаправленной функцией, т.е. по хэш-значению невозможно восстановить исходные данные. Хэш-функция чувствительна к всевозможным искажениям данных. Кроме того, очень трудно отыскать два набора данных, обладающих одним и тем же значением хэш-функции.
Формирование ЭЦП с хэшированием
Схема формирования подписи ЭД его отправителем включает вычисление хэш-функции ЭД и шифрование этого значения посредством секретного ключа отправителя. Результатом шифрования является значение ЭЦП ЭД (реквизит ЭД), которое пересылается вместе с самим ЭД получателю. При этом получателю сообщения должен быть предварительно передан открытый ключ отправителя сообщения.
Рисунок 3 Схема ЭЦП в криптографии с открытыми ключами.
Схема проверки (верификации) ЭЦП, осуществляемая получателем сообщения, состоит из следующих этапов. На первом из них производится расшифрование блока ЭЦП посредством открытого ключа отправителя. Затем вычисляется хэш-функция ЭД. Результат вычисления сравнивается с результатом расшифрования блока ЭЦП. В случае совпадения, принимается решение о соответствии ЭЦП ЭД. Несовпадение результата расшифрования с результатом вычисления хеш-функции ЭД может объясняться следующими причинами:
• в процессе передачи по каналу связи была потеряна целостность ЭД;
• при формировании ЭЦП был использован не тот (поддельный) секретный ключ;
• при проверке ЭЦП был использован не тот открытый ключ (в процессе передачи по каналу связи или при дальнейшем его хранении открытый ключ был модифицирован или подменен).
Реализация криптографических алгоритмов с открытыми ключами (по сравнению с симметричными алгоритмами) требует больших затрат процессорного времени. Поэтому криптография с открытыми ключами обычно используется для решения задач распределения ключей и ЭЦП, а симметричная криптография для шифрования. Широко известна схема комбинированного шифрования, сочетающая высокую безопасность криптосистем с открытым ключом с преимуществами высокой скорости работы симметричных криптосистем. В этой схеме для шифрования используется случайно вырабатываемый симметричный (сеансовый) ключ, который, в свою очередь, зашифровывается посредством открытой криптосистемы для его секретной передачи по каналу в начале сеанса связи.
Рисунок 4 Схема комбинированного шифрования.
Доверие к открытому ключу и цифровые сертификаты
Центральным вопросом схемы открытого распределения ключей является вопрос доверия к полученному открытому ключу партнера, который в процессе передачи или хранения может быть модифицирован или подменен.
Для широкого класса практических систем (системы электронного документооборота, системы Клиент-Банк, межбанковские системы электронных расчетов), в которых возможна личная встреча партнеров до начала обмена ЭД, эта задача имеет относительно простое решение — взаимная сертификация открытых ключей.
Эта процедура заключается в том, что каждая сторона при личной встрече удостоверяет подписью уполномоченного лица и печатью бумажный документ — распечатку содержимого открытого ключа другой стороны. Этот бумажный сертификат является, во-первых, обязательством стороны использовать для проверки подписи под входящими сообщениями данный ключ, и, во-вторых, обеспечивает юридическую значимость взаимодействия. Действительно, рассмотренные бумажные сертификаты позволяют однозначно идентифицировать мошенника среди двух партнеров, если один из них захочет подменить ключи.
Таким образом, для реализации юридически значимого электронного взаимодействия двух сторон необходимо заключить договор, предусматривающий обмен сертификатами. Сертификат представляет собой документ, связывающий личностные данные владельца и его открытый ключ. В бумажном виде он должен содержать рукописные подписи уполномоченных лиц и печати.
В системах, где отсутствует возможность предварительного личного контакта партнеров, необходимо использовать цифровые сертификаты, выданные и заверенные ЭЦП доверенного посредника — удостоверяющего или сертификационного центра.
Взаимодействие клиентов с Центром Сертификации
На предварительном этапе каждый из партнеров лично посещает Центр Сертификации (ЦС) и получает личный сертификат — своеобразный электронный аналог гражданского паспорта.
Рисунок 5 Сертификат х.509.
После посещения ЦС каждый из партнеров становится обладателем открытого ключа ЦС. Открытый ключ ЦС позволяет его обладателю проверить подлинность открытого ключа партнера путем проверки подлинности ЭЦП удостоверяющего центра под сертификатом открытого ключа партнера.
В соответствии с законом «Об ЭЦП» цифровой сертификат содержит следующие сведения:
• Наименование и реквизиты центра сертификации ключей (центрального удостоверяющего органа, удостоверяющего центра);
• Свидетельство, что сертификат выдан в Украине;
• Уникальный регистрационный номер сертификата ключа;
• Основные данные (реквизиты) подписчика – собственника приватного (открытого) ключа;
• Дата и время начала и окончания срока действия сертификата;
• Открытый ключ;
• Наименование криптографического алгоритма, используемого владельцем открытого ключа;
• Информацию об ограничении использования подписи;
• Усиленный сертификат ключа, кроме обязательных данных, которые содержатся в сертификате ключа, должен иметь признак усиленного сертификата;
• Другие данные могут вноситься в усиленный сертификат ключа по требованию его владельца.
Этот цифровой сертификат подписан на секретном ключе ЦС, поэтому любой обладатель открытого ключа ЦС может проверить его подлинность. Таким образом, использование цифрового сертификата предполагает следующую схему электронного взаимодействия партнеров. Один из партнеров посылает другому собственный сертификат, полученный из ЦС, и сообщение, подписанное ЭЦП. Получатель сообщения осуществляет проверку подлинности сертификата партнера, которая включает:
• проверку доверия эмитенту сертификата и срока его действия;
• проверку ЭЦП эмитента под сертификатом;
• проверку аннулирования сертификата.
В случае если сертификат партнера не утратил свою силу, а ЭЦП используется в отношениях, в которых она имеет юридическое значение, открытый ключ партнера извлекается из сертификата. На основании этого открытого ключа может быть проверена ЭЦП партнера под электронным документом (ЭД).
Важно отметить, что в соответствии с законом «Об ЭЦП» подтверждением подлинности ЭЦП в ЭД является положительный результат проверки соответствующим сертифицированным средством ЭЦП с использованием сертификата ключа подписи.
ЦС, обеспечивая безопасность взаимодействия партнеров, выполняет следующие функции:
• регистрирует ключи ЭЦП;
• создает, по обращению пользователей, закрытые и открытые ключи ЭЦП;
• приостанавливает и возобновляет действие сертификатов ключей подписей, а также аннулирует их;
• ведет реестр сертификатов ключей подписей, обеспечивает актуальность реестра и возможность свободного доступа пользователей к реестру;
• выдает сертификаты ключей подписей на бумажных носителях и в виде электронных документов с информацией об их действительности;
• проводит, по обращениям пользователей, подтверждение подлинности (действительности) подписи в ЭД в отношении зарегистрированных им ЭЦП.
В ЦС создаются условия безопасного хранения секретных ключей на дорогом и хорошо защищенном оборудовании, а также условия администрирования доступа к секретным ключам.
Регистрация каждой ЭЦП осуществляется на основе заявления, содержащего сведения, необходимые для выдачи сертификата, а также сведения, необходимые для идентификации ЭЦП обладателя и передачи ему сообщений. Заявление подписывается собственноручной подписью обладателя ЭЦП, содержащиеся в нем сведения подтверждаются предъявлением соответствующих документов. При регистрации проверяется уникальность открытых ключей ЭЦП в реестре и архиве ЦС.
При регистрации в ЦС на бумажных носителях оформляются два экземпляра сертификата ключа подписи, которые заверяются собственноручными подписями обладателя ЭЦП и уполномоченного лица удостоверяющего центра (УЦ) и печатью удостоверяющего центра. Один экземпляр выдается обладателю ЭЦП, второй остается в УЦ.
В реальных системах каждым партнером может использоваться несколько сертификатов, выданных различными ЦС. Различные ЦС могут быть объединены инфраструктурой открытых ключей или PKI (PKI — Public Key Infrastructure). ЦС в рамках PKI обеспечивает не только хранение сертификатов, но и управление ими (выпуск, отзыв, проверку доверия). Наиболее распространенная модель PKI — иерархическая. Фундаментальное преимущество этой модели состоит в том, что проверка сертификатов требует доверия только относительно малому числу корневых ЦС. В то же время эта модель позволяет иметь различное число ЦС, выдающих сертификаты.
Безмалый В.Ф.
MVP Consumer Security
материал предоставлен автором специально
для www.sec4all.net
| Родственные ссылки |
| » Другие статьи раздела IT-security » Эта статья от пользователя admin |
5 cамых читаемых статей из раздела IT-security:
»
»
»
»
»
5 последних статей раздела IT-security:
»
»
»
»
»