32. Протоколювання й аудит, шифрування, контроль цілісності: Контроль цілісності. Контроль цілісності
Криптографічні методи дозволяють надійно контролювати цілісність як окремих порцій даних, так і їх наборів (таких як потік повідомлень); визначати справжність джерела даних; гарантувати неможливість відмовитися від вчинених дій ("неспростовності").
В основі криптографічного контролю цілісності лежать два поняття:
хеш-функція;
електронний цифровий підпис (ЕЦП).
Хеш-функція - це важкооборотне перетворення даних (одностороння функція), що реалізовується, Як правило, засоби симетрично шифрування Зі зв'язування блоків. Результат шифрування останнього останнього блоку (залежить від усіх попередніх) і служить результатом хеш-функції.
Нехай є дані, цілісність яких потрібно перевірити, хеш-функція і раніше обчислений результат її застосування до вихідних даних (так званий дайджест). Позначимо хеш-функцію через h, вихідні дані - через T, перевіряються дані - через T '. Контроль цілісності даних зводиться до перевірки рівності h (T ') = h (T). Якщо воно виконано, вважається, що T '= T. Збіг дайджестів для різних даних називається колізією. У принципі, колізії, звичайно, можливі, оскільки потужність безлічі дайджестів менше, ніж потужність безлічі хешіруємих даних, однак те, що h є функція одностороння, означає, що за прийнятний час спеціально організувати колізію неможливо.
Розглянемо тепер застосування асиметричного шифрування для вироблення і перевірки електронного цифрового підпису. Нехай E (T) позначає результат зашифрування тексту T за допомогою відкритого ключа, а D (T) - результат розшифрування тексту Т (як правило, шифрованого) за допомогою секретного ключа. Щоб асиметричний метод міг застосовуватися для реалізації ЕЦП, необхідно виконання тотожності
E (D (T)) = D (E (T)) = T
На рис. 11.5 показана процедура вироблення електронного цифрового підпису,складається в шифруванні перетворенням D дайджесту h (T).
Рис. 11.5. Вироблення електронного цифрового підпису.
Перевірка ЕЦП може бути реалізована так, як показано на рис. 11.6.
Рис. 11.6. Перевірка електронного цифрового підпису.
З рівняння
E (S ') = h (T')
випливає, що S '= D (h (T')) (для доказу досить застосувати до обох частин перетворення D і викреслити в лівій частині тотожне перетворення D (E ())).Таким чином, електронний цифровий підпис захищає цілісність повідомлення та засвідчує особу відправника, тобто захищає цілісність джерела даних і служить основою неспростовності.
Два російських стандарту, ГОСТ Р 34.10-94 "Процедури вироблення і перевірки електронного цифрового підпису на базі асиметричного криптографічного алгоритму" та ГОСТ Р 34.11-94 "Функція хешування", об'єднані загальним заголовком "Інформаційна технологія. Криптографічний захист інформації ", регламентують обчислення дайджесту і реалізацію ЕЦП. У вересні 2001 року був затверджений, а 1 липня 2002 року набув чинності новий стандарт ЕЦП - ГОСТ Р 34.10-2001, розроблений фахівцями ФАПСИ.
Для контролю цілісності послідовності повідомлень (тобто для захисту від крадіжки, дублювання і переупорядочення повідомлень) застосовують тимчасові штампи і нумерацію елементів послідовності, при цьому штампи та номери включають в підписується текст.
Цифрові сертифікати
При використанні асиметричних методів шифрування (і, зокрема, електронного цифрового підпису) необхідно мати гарантію автентичності пари (ім'я користувача,відкритий ключ користувача). Для вирішення цього завдання у специфікаціях X.509 вводяться поняття цифрового сертифікату та засвідчує центру.
Засвідчувальний центр - це компонент глобальної служби каталогів, що відповідає за управління криптографічними ключами користувачів. Відкриті ключі й інша інформація про користувачів зберігається засвідчувальними центрами у вигляді цифрових сертифікатів, що мають наступну структуру:
порядковий номер сертифіката;
ідентифікатор алгоритму електронного підпису;
ім'я засвідчує центру;
термін придатності;
ім'я власника сертифіката (ім'я користувача, якому належить сертифікат);
відкриті ключі власника сертифіката (ключів може бути декілька);
ідентифікатори алгоритмів, асоційованих з відкритими ключами власника сертифіката;
електронний підпис, що згенерувала з використанням секретного ключа засвідчує центру (підписується результат хешування всієї інформації, що зберігається в сертифікаті).
Цифрові сертифікати мають наступні властивості:
будь-який користувач, що знає відкритий ключ засвідчує центру, може дізнатися відкриті ключі інших клієнтів центру і перевірити цілісність сертифіката;
ніхто, крім центра, що засвідчує, не може модифікувати інформацію про користувача без порушення цілісності сертифікату.
У специфікаціях X.509 не описується конкретна процедура генерації криптографічних ключів та управління ними, однак даються деякі загальні рекомендації. Зокрема, обмовляється, що пари ключів можуть породжуватися будь-яким з наступних способів:
ключі може генерувати сам користувач. У такому випадку секретний ключ не потрапляє в руки третіх осіб, проте потрібно вирішувати завдання безпечного зв'язку з центром, що засвідчує;
ключі генерує довірена особа. У такому випадку доводиться вирішувати завдання безпечної доставки секретного ключа власнику та надання довірених даних для створення сертифіката;
ключі генеруються підтверджуючий центр. У такому випадку залишається тільки завдання безпечної передачі ключів власнику.
Цифрові сертифікати у форматі X.509 версії 3 стали не тільки формальним, але і фактичним стандартом, що підтримується численними засвідчувальними центрами.
-------------------------------------------------- -----------------------------------------