Электронно-цифровая подпись

Основные виды злоумышленных действий , защита от которых является целью ЭЦП это:

• активный перехват (злоумышленник подменяет и заменяет отсылаемые документы)

• маскарад

• ренегатство (оппонент А не посылал письмо оппоненту В, хотя делал это)

• подмена (оппонент А изменяет получено письмо и утверждает, что в таком виде и было получено)

Для печатных документов, имеющих обычную подпись, проверка подлинности не составляет сложности и достигается криминалистическими методами. Рассмотрим отличия ЭЦП от обычной:

• для формирования каждый пользователь использует свой секретный, индивидуальный ключ, без знания которого подписать сообщение невозможно

• цифровая подпись это функция от всего сообщения

• цифровая подпись может передаваться отдельно от документа

Общую схему работы любого протокола ЭЦП можно представить:

Сообщение

Блок текста

S=E_kc(m)

Генератор ключей

m'=D_ko(S)

m'=H(M)

Блок сжатия

M

m=H(M) S, M

N, Kc Ko, N m'

Да Нет

m=H(M)

Как видно, в ЭЦП используется специального вида функция hash(смешивать, встряхивать)-функция, которая осуществляет сжатие строки(сообщения) произвольного размера в сообщение фиксированного размера (128/256). К хэш-функция применяются следующие требования:

• однонаправленность

• устойчивость к коллизиям (для 2х разных сообщений не должно быть получено одинаковое значение хэш-функции)

• устойчивость к нахождению праобраза

В настоящее время широкое распространение получили следующие функции MD5 и SHA-1. В России есть свой ГОСТ на хэширование 34.11-94, который используется совместно со стандартом на ЦП 34.10-2001

Рассмотрим алгоритмы ЦП RSA. Схема формирования ключей такая же, как и в самом алгоритме шифрования. На выходе имеем Ko и Kc.

Для исходного сообщения М:

m=h(M), S=m^Kc mod N (m<N)

передается S, M, Ko, N

Пользователь: m'= S^Ko mod N, m''=h(M), if (m'=m'') then...

Управление ключами

Ключ является самым привлекательным для злоумышленника, поэтому вопросом безопасного хранения, передачи, выбору алгоритма генерации должно уделяться большее внимание.

Рассмотрим концепцию передачи и хранения ключей, которая отражена в ISO 8532:

• главный ключ (ГК)

• ключи шифрования ключей (КК)

• ключ шифрования данных (КД)

Самый нижний уровень это рабочие (сеансовые) ключи, используемые для шифрования данных, аутентификации сообщений и т.д. Второй уровень КК используется для обмена между узлами сетей по одному в каждом направлении, т.е. каждый уровень имеет 2 ключа для поддержки связи с другим узлом. Главный (мастер) ключ не защищается криптографически, а физически. При передаче ключей могут использоваться различные способы:

• использование центра распределения ключей

• прямой обмен сеансовыми ключами

Рассмотрим алгоритм прямого обмена ключами Дифи-Хэлмана

Алексей	Незащищенный канал связи	Валера
P, g Ka YA=gKa mod P K = YBKa mod P		P, g KB YB=gKb mod P K = YAKb mod P

Обе стороны Алексей и Валера выбирают P, g где P - это простое число и g<P. P, g не являются секретной информацией и могут быть доступны 3им лицам. Независимо друг от друга А и В генерируют собственные ключи K_a и K_B - это большие целые числа, которые сохраняются в секрете. Для формирования общего секретного ключа, пользователь А вычисляет Y_A и отправляет его В, тоже самое делает Валера, вычислив Y_B. Общий секретный ключ представляет собой:

K = Y_B^Ka mod P = g^{Kb * Ka} mod P = Y_A^Kb mod P = K

Не меньшую проблему, чем передача и управление представляет генерация числовых последовательностей. И ассиметричные цифровые последовательности подвержены брутфорсу, т.е. размер и разрядность ключа определяют его криптостойкость. Еще одно требование это случайность, критериями которой могут быть:

• однородность, т.е. частота появления в последовательности конкретного значения должна быть примерно одинаковой.

• независимость, т.е. ни одно из значений последовательности не должно логически выводится из других значений

Один из лучших c точки зрения криптографии генераторов случайных последовательностей описан в ANSI X 9.17.

DES

DES

DES

КОРОЧЕ СКАЧАТЬ С ИНДЮКОНА!!!!!

На вход подается 2 псевдослучайных последовательности чисел, одно из них битное представление даты и времени (T_i), второе начальное значение для стадии генерирования V_i.

Сам генератор использует 3 блока шифрования DES. Для этих блоков представлен в системе ключ с шифрованием К(используется на каждой стадии)

Выход генератора на некотором i-том шаге служит искомая псевдослучайная последовательность R_i , а также вектор инициализации V_i+1 который будет использован на следующем шаге.

R_i = DES_k [V_i xor DES_k [T_i]]

V_i+1 = DES_k [R_i xor DES_k [T_i]]

У нас в стране существует несколько производителей сертифицированных продуктов СКЗИ (средств криптографической защиты информации)

• ШИПКА

• Аккорд-5.5

• КРИПТОПРО