14. Цифрові підписи та протоколи аутентифікації. Вимоги до цифрового підпису. Стандарт цифрового підпису dss.

Найбільш важливою областю застосування криптографії з відкритим ключем є цифрові підписи. Цифровий підпис забезпечує цілий комплекс захисту, який було б досить складно здійснити будь-яким іншим способом. Ми починаємо цю главу з огляду можливостей використання цифрових підписів. Потім ми обговоримо протоколи аутентифікації, багато з яких засновані на застосуванні цифрового підпису. Нарешті, ми розглянемо стандарт цифрового підпису (DSS - Digital Signature Standard).

1. Цифрові підписи

1.1. Вимоги

Аутентифікація повідомлень захищає дві сторони, які обмінюються повідомленнями, від будь-якої третьої, але не забезпечує захист кожної зі сторін від іншої. Тут є цілий ряд можливостей для виникнення конфліктів.

Наприклад, припустимо, що Джон посилає Мері засвідчене повідомлення, використовуючи одну зі схем, показаних на рис. 11.4. Розглянемо наступні конфлікти, які можуть при цьому виникати.

1. Мері може створити фальшиве повідомлення і заявити, що воно прийшло від Джона. Для цього Мері потрібно просто скласти повідомлення і приєднати до нього код автентичності із застосуванням ключа, який Джон і Мері використовують спільно.

2. Джон може заперечувати авторство відісланого повідомлення. Оскільки у Мері є можливість фальсифікувати повідомлення, неможливо довести, що Джон насправді посилав повідомлення.

Обидва ці сценарії стосуються питань легітимності. Ось приклад першого з сценаріїв: при виконанні електронної пересилки грошей одержувач збільшує значення пересланої суми і заявляє, що від відправника прийшла більш значима сума. Прикладом другого сценарію може служити ситуація, коли повідомлення електронної пошти містить вказівки біржового маклера з приводу виконання транзакції, яка згодом виявляється збитковою. Тому відправник заявляє, що таке повідомлення їм ніколи не відправлялося.

У ситуаціях, коли немає повної довіри між відправником та одержувачем, потрібно щось більше ніж проста аутентифікація. Найбільш привабливим рішенням цієї проблеми виявляється цифровий підпис. Цифровий підпис є аналогом підпису, зробленим від руки. Вона повинна забезпечувати наступні можливості:

• Можливість встановити автора, а також дату і час підпису.

• Можливість встановити достовірність вмісту повідомлення на час підпису.

• Можливість перевірки підпису третьою стороною на випадок виникнення суперечки.

Таким чином, функції цифрового підпису охоплюють, зокрема, і функції аутентифікації.

На основі цих властивостей ми можемо сформулювати такі вимоги, висунуті до цифрового підпису.

• Підпис має бути двійковим кодом, який залежить від підписуваного повідомлення.

• Підпис має використовувати деяку інформацію, унікальну для відправника, щоб запобігти можливості як фальсифікації, так і заперечення авторства.

• Цифровий підпис має бути відносно просто зробити.

• Цифровий підпис має бути відносно просто розпізнати і перевірити.

• З точки зору обчислень має бути нереально фальсифікувати цифровий підпис ні за допомогою створення нового повідомлення для наявної цифрового підпису, ні за допомогою створення фальшивого цифрового підпису для наявного повідомлення.

• Примірник цифрового підпису має бути зручно зберігати в пристрої.

Захищена функція хешування, вбудована у відповідну схему, подібну показаним на рис. 11.5 (B) або 11.5 (г), задовольняє цим вимогам.

Для реалізації ідеї цифрового підпису було запропоновано безліч підходів, які можна розбити на дві категорії: з безпосередньою та арбітражної логікою.