125 Кібербезпека / 5 Курс / 5.2_Методи побудови і аналізу криптосистем / Література / пiдручник

160 Запечников С. В. Криптографическиепротоколы и ш: примененив

рения неясные понятия. Лучше опираться только на те понятия) ко­ торые обозначают реально существующие элементы системы или легко фиксируемые в ней события: например, потоки данных и ко­ манд внутри СЭП, а также между системой и внешней средой.

Перечислим теперь все потоки информации и введем их услов­ ные обозначения. Обобщенная схема входных и выходных потоков информации в банковских платежных системах изображена на рис. 3.2. При этом заметим, что компоненты СЭП, представляющие банки плательщика и получателя, неизбежно связаны с традицион­ ными системами банковских расчетов (реальными, а не «электрон­ ными» деньгами), существовавшими в каждом банке до внедрения СЭП и не отменяемыми ими. Потоки информации мы будем рас­ сматривать обобщенно, так как индивидуальные транзакции в СЭП могут быть весьма сложными и состоять из многократного обмена достаточно большим количеством сообщений.

Рис. 3.2. Входные и выходные потоки данных в банковских платежных системах

Наиболее важными входными потоками данных являются два: 1) команда рау, отдаваемая плательщиком. ПЛательщик автори­

зует СЭП на выполнение определенного платежа;

2) команда alJow, отдаваемая банком плательщика. Банк сигна­ лизирует СЭП, что плательщик имеет у себя на счете достаточно ре-

альных денег, чтобы осуществить один или несколько платежей

«электронными» деньгами.

Основными выходными потоками данных являются следующие:

•Сообщение ok для получателя платежа. СЭП подает сигнал по­

лучателю, что он получил деньги, предназначенные ДЛЯ него в

платеже, так что он может положить их на депозит или потра­

тить.

Сообщение subtract для банка плательщика. СЭП индицирует, что реальные деньги должны быть в самом деле взяты с пла­ тельщика (либо списаны с его счета, либо взяты наличными).

•Сообщение add для банка получателя. СЭП индицирует, что ре­ альные деньги должны быть переданы получателю.

Оставшиеся входы и выходы означают следующее:

•команда receive от получателя полезна, если он не предполагает принимать любые платежи, в которых деньги переводятся на его счет (в особенности это относится к системам с автоматической генерацией подтверждений);

сообщение ok для плательщика индицирует, что начатый им пла­ теж был успешно завершен;

команды withdraw от плательщикаи deposit от получателя- это специфические входы для определенных классов СЭП (преиму­ щественно тех, которые имитируют наличный денежный оборот)

иначинают соответственно транзакции снятия средств со счета

идепонирования денежных средств.

Мы перечислили только те входы и выходы, которые связаны с основной функциональностью СЭП - осуществлением платежных операций. В СЭП могут быть и другие потоки информации, необхо­ димые ДЛЯ чисто информационных целей, например для контроля участников системы за состоянием своих лицевых счетов, для обще­ го администрирования системы, для разрешения конфликтных си­ туаций и т. п.

Совокупность всех входных и выходных потоков данных позво­ ляет сформировать пусть и недостаточно строго описанный, не­ сколько обобщенный, но все же достаточно полный интерфейс nри­ кладного программирования СЭП, который дает понятие о функциях

162 ЗапечниковС. 8. Криптографическиепротоколы и их примененив

системы и позволяет сформулировать требования к различным ас­

пектам ее построения.

Различные платежные системы, модели которых показаны на рис. 3.1) могут различаться по порядку, в котором имеют место входные и выходные команды, в особенности по тому, как они сгруппированы внутри конкретных транзакций (сиятия со счета, платежа, депозита). По этому признаку СЭП также можно класси- . фицировать, выделив несколько типов систем.

Первый тип - системы с неотложным выполнением платежей (pay-now systems). Они имеют только одну транзакцию по пересыл­ ке денег, а именно собственно платеж, который начинается при по­ даче команд рау, receive, allow от трех соответствующих участни­ ков и завершается выработкой четырех сообщений: subtract, add для двух банков и команд ok для плательщика и получателя. При этом предполагается, что все входы являются совместными. Приме­ ром таких систем является подкласс чековых систем, где зквайрер немедленно передает информацию банку.

Существуют также системы с задержкой перевода платежей, где расчет с банком задерживается относительно платежа, причем выделяются СЭП с резервированием (reservation systems) и СЭП с отложенным платежом (pay-later systems). В первом случае, при резервировании, команда allow уже имела место при выполнении

транзакции платежа и деньги временно зарезервированыдля опре­

деленного получателя, т. е. сообщение subtract уже появилось. То­ гда нет необходимостиждать с депозитом, если у получателя суще­ ствует соединениес банком в режимереальноговремени. Во втором случае команда allow имеет место только во время депозита. К это­

му классу относятся, например) стандартные платежные системы с

кредитнымикартами. Применительнок СЭП системы с неотложным выполнением платежей выглядят более защищенными, так как сис­ темы с задержкой перевода платежей не дают гарантии) что в конце

платежа получатель реально получит полагающиеся ему деньги.

Наконец. системы с предоплатой (pre-paicl. stored-value systems)-

ЭТО такиесистемы,в которыхесть специфическаятранзакцияснятия со счета (withdrawal). Она обязательно имеет вход withdraw, кото­ рый не специфицируетполучателя и приводитК выходнымсообще­ ниям subtract и ok. Платежная транзакция имеет два обязательных

входа: рау и receive. Системы с предоплатой широко распростране­ ны в силу удобства как для плательщиков, так и для получателей. Плательщик в любой момент времени может быть уверен, что его расходы не превысятзапланированнойвеличины, а получатель име­

ет в своем распоряженииденьги раньше, нежели предоставленасама оплаченная услуга. Такие системы далее подразделяются на систе­ мы с немедленнымдепозитом (аерови-поуг systems) и системы с от­

ложенным депозитом (deposit-later systems).

Всистемах с немедленным депозитом сама платежная транзак­ ция уже производит выходы add и ok. Примером такой системы яв­ ляется оплата телефонных переговоров с ПОМОЩЬЮ специальных те­ лефонных карт, где телефон выступает в роли получателя платежа,

ателефонная компания - в роли банка получателя.

Всистемах с отложенным депозитом платежная транзакция про­ изводит только выходы ok для плательщика и получателя, но не

производит сообщение add для банка получателя. Для этого сущест­ вует отдельная транзакция депозита, которая запускается командой получателя deposit и приводитК получению выхода add для банка получателя, а также выхода ok для самого получателя. Примером такой организации расчетов является получение денег по чеку.

В системах, где имеют место транзакции снятия со счета и депо­ зита, суммы денежных средств в «электронных деньгах» могут быть

практически неограниченными, т. е. так же, как и при наличных рас­ четах, они могут сниматься со счета сразу для множества платежей. Банки при этом не несут финансовых потерь в случае компромета­ ции участников, а общее количество денег в СЭП в случае предна­

меренного сговора участников увеличиться не может.

3.1.3. Потребительские качества СЭП

На практике СЭП подразделяют по среде функционирования на системы платежей через магазины (где покупатель приобретает товар лично) и системы платежей через Интернет (где покупатель оплачивает товар заочно), а по коммуникационным возможностям - на системы, работающие в режиме реального времени (оп-Ипс), и системы, работающие в отложенном, или автономном, режиме (ojJ-linе). Различия систем обусловливают специфические меры за-

166Запечников С. В. Криптографическиепротоколы IIllX примененив

3.Обнаружение повторной траты монеты и наказание винов­ ных лиц. Другая возможность избегать повторной траты монеты - использовать организационно-правовые меры защиты (разумеется, также с опорой на технические средства защиты) - полагаться на последующее обнаружение и наказание лиц, виноватых в повторной трате «электронных денег». Это может быть сделано даже в ано­

нимных платежных системах: известны приемы, позволяющие реа­

лизовать такие системы, в которых анонимность автоматически те­

ряется для денег, потраченных повторно. Однако в любом случае обнаружение повторной траты постфактум происходит от устройст­ ва, с которого была совершена повторная трата, к персоне, которой принадлежит это устройство. Следовательно, в случае, если повтор­ ная трата совершается с устройств, украденных у законных владель­ цев, найти лицо, действительно виновное в повторной трате, будет все равно затруднительно. Таким образом, при использовании дан­ ного подхода нужны хорошо защищенные устройства и хорошо раз­ работанные правовые положения по их использованию в платежных

системах.

Поскольку обе последние меры несовершенны, на практике их полезно так или иначе комбинировать.

Кроме названного главного качества - предотвращения повтор­ ной траты монеты часто принимают во внимание и другие функцио­ нальные свойства системы:

•универсальность - способность одной системы выполнять раз­ личные виды платежей и расчетов;

открытость - возможность всех потенциальных плательщиков

и получателей принимать участие в работе системы; наличие дополнительной функциональности, включая подтвер­

ждение платежей, персональный учет участников системы, воз­ врат денежных средств в случае выявления злоупотреблений, отказоустойчивость системы, переводимость монеты и пр.

Перечисленные дополнительные функциональные свойства, пожалуй, не требуют дополнительных пояснений, кроме одного - пе­ реводимости монеты. Оно означает, что получатель одного платежа

может использовать полученные им средства для выполнения дру­

гого платежа в качестве плательщика без необходимости класть их на депозит в свой банк, а потом снова снимать со счета. Это свойст-

во, очевидное для обычных наличных денег, далеко не всегда вы­ полняется в СЭП, и его часто трудно бывает реализовать технически при условии обеспечения безопасности информации в системе.

3.1.4. Цели обеспечения безопасности информации в СЭП

В самом общем виде цель обеспечения безопасности СЭП мож­ но сформулировать как достижение многосторонней безопасности (multi-party security), Т. е. учет всего множества требований по безо­ пасности каждого участника и невозможность требовать никаких дополнительныхгарантий доверия, кроме заранее установленных.

Говоря более конкретно, в информационной безопасности СЭП

можно выделить три традиционные составляющие: доступность, це­

лостность, конфиденциальность. Существенно, что приоритетность решения этих задач в СЭП именно такова: на первом месте стоит доступность, затем целостность и только потом конфиденциаль­ ность. В самом деле, первостепенное значение для банковских сис­ тем имеет именно возможность пользоваться их услугами в любой момент времени, и только если такая возможность обеспечена, мож­ но требовать обеспечения различных аспектов качества информа­ ции, циркулирующей в ней. Доля конфиденциальной информации в СЭП весьма мала (это, вероятно, будут только персональные данные клиентов и сведения, составляющие тайну вкладов), а вот наруше­ ние целостности финансовой информации может привести к весьма

существенным экономическим потерям.

Итак, основное требование целостности заключается в том, что­ бы никто из участников системы не нес финансовых потерь и в то же время каждый мог бы осуществлять все необходимые ему фи­ нансовые операции. Участники должны иметь возможность точно специфицировать получателей всех платежей. Кроме того, в систе­ мах, где повторная трата монеты обнаруживается постфактум, банк требует гарантированное обнаружение повторной траты и иденти­ фикацию виновного в этой трате клиента системы.

Очень важным требованием к безопасности СЭП является воз­ можность корректного и недвусмысленного разрешения конфликт­ ных ситуаций (диспутов), которые могут возникать между участни­ ками системы. Конфликты могут касаться самих фактов требования

168 Запечников С. В. Криптографические llроmоколы и их примененив

участниками системы выполнения тех или иных операций, а также

состояния их лицевых счетов.

Технически оптимальной моделью доверия для каждого из этих требований является такая, где каждый участник системы доверяет только самому себе и тому техническому средству, при помощи ко­ торого он участвует в работе системы, а также арбитру - для кор­ ректного разрешения конфликтных ситуаций.

Одно из существенных требований к безопасности СЭП заклю­ чается в том, чтобы клиенты СЭП чувствовали себя не менее защи­ щенными, чем при работе с традиционными платежными система­ ми. В частности, это требование означает, что малые платежи долж­ ны совершаться конфиденциально и анонимно кроме того, не так важна конфиденциальность каждого отдельно взятого платежа, как невозможность собрать «профили» клиентов системы из записей об

отдельных транзакциях, проведенных ими.

Принципиальное ограничение в обеспечении конфиденциально­

сти любой СЭП заключается в том, что конфиденциальность СЭП,

в которых платежи осуществляются через Интернет, не может быть выше, чем конфиденциальность сетевых соединений между участ­ никами системы, а для платежей в магазинах невозможно получить больше анонимности, чем при традиционных покупках в магазине.

В связи со сказанным задача обеспечения конфиденциальности в СЭП существует в двух аспектах: обеспечение конфиденциальности платежных данных от внешних субъектов и обеспечение требуемой

степени анонимности ее участников, в первую очередь плательщи­

ков, но иногда и получателей платежей.

Для решения первой задачи - обеспечения конфиденциальности от внешних субъектов - применяются стандартные методы шифро­ вания. Следовательно, они не зависят от СЭП как таковой. В частно­ сти, СЭП использует, как правило, уже готовый защищенный канал на базе стандартного протокола и др.), который приме­

нялся до совершения транзакции платежа, например еще при заказе товаров через «электронные магазины». Это необходимо еще и по­ тому, что конфиденциальность должна быть обеспечена единым об­ разом при всех действиях клиентов системы. Протокол электронных платежей в этом случае просто будет работать «поверх» протокола, образующего защищенный канал.