Аутентификация, целостность и неоспоримость

Помогая сохранить содержание сообщения в тайне, криптография может быть' использована, чтобы дополнительно обеспечить решение следующих задач:

• Аутентификация. Получателю сообщения требуется убедиться, что оно исходит от конкретного отправителя. Злоумышленник не может прислать фальшивое сообщение от чьего-либо имени.

• Целостность. Получатель сообщения в состоянии проверить, были ли внесены какие-нибудь изменения в полученное сообщение в ходе его пе­редачи. Злоумышленнику не позволено заменить настоящее сообщение на фальшивое.

• Неоспоримость. Отправитель сообщения должен быть лишен возможно­сти впоследствии отрицать, что именно он является автором этого сооб­щения.

Перечисленные задачи часто приходится решать на практике для организа­ции взаимодействия людей при помощи компьютеров и компьютерных се­тей. Подобные же задачи возникают и в случае личностного человеческого общения: часто требуется проверить, а действительно ли ваш собеседник тот, за кого он себя выдает, и подлинны ли предъявленные им документы, будь то паспорт, водительское удостоверение или страховой полис. Вот почему в обыденной жизни не обойтись без аутентификации, проверки цело­стности и доказательства неоспоримости, а значит и без криптографии.

Шифры и ключи

Криптографический алгоритм, также называемый шифром или алгоритмом шифрования, представляет собой математическую функцию, используемую для шифрования и расшифрования. Если быть более точным, таких функций две:

одна применяется для шифрования, а другая — для расшифрования.

Когда надежность криптографического алгоритма обеспечивается за счет сохранения в тайне сути самого алгоритма, такой алгоритм шифрования на­зывается ограниченным. Ограниченные алгоритмы представляют значитель­ный интерес с точки зрения истории криптографии, однако совершенно непригодны при современных требованиях, предъявляемых к шифрованию. Ведь в этом случае каждая группа пользователей, желающих обмениваться секретными сообщениями, должна обзавестись своим оригинальным алго­ритмом шифрования. Применение готового оборудования и стандартных программ исключено, поскольку тогда любой сможет приобрести это обору­дование и эти программы и ознакомиться с заложенным в них алгоритмом шифрования. Придется разрабатывать собственный криптографический ал­горитм, причем делать это надо будет каждый раз, когда кто-то из пользова­телей группы захочет ее покинуть или когда детали алгоритма случайно ста­нут известны посторонним.

В современной криптографии эти проблемы решаются с помощью исполь­зования ключа, который обозначается буквой К (от английского слова key). Ключ должен выбираться среди значений, принадлежащих множеству, ко­торое называется ключевым пространством. И функция шифрования Е, и функция расшифрования D зависят от ключа. Сей факт выражается присут­ствием К в качестве подстрочного индекса у функций Е и D:

Ек(Р)=С dk(c)=p По-прежнему справедливо следующее тождество:

Ок(Ек(Р))=Р

Некоторые алгоритмы шифрования используют различные ключи для шиф­рования и расшифрования. Это означает, что ключ шифрования k] отлича­ется от ключа расшифрования Кг. В этом случае справедливы следующие соотношения:

Е^(Р) = С dk,(c) ⁼ P Ок,(Ек,(Р)) = Р

Надежность алгоритма шифрования с использованием ключей достигается за счет их надлежащего выбора и последующего хранения в строжайшем секрете. Это означает, что такой алгоритм не требуется держать в тайне. Можно организовать массовое производство криптографических средств, в основу функционирования которых положен данный алгоритм. Знание криптографического алгоритма не позволит злоумышленнику прочесть за­шифрованные сообщения, поскольку он не знает секретный ключ, исполь­зованный для их зашифрования.

Под криптосистемой понимается алгоритм шифрования, а также множество всевозможных ключей, открытых и шифрованных текстов.