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

310 Запечников С. В. Криптографические протоколы и пг применение

КОММЕНТАРИИ И ССЫЛКИ

РАЗД.1.1 При первоначапьном знакомстве с методами современной криптографии можно

рекомендовать учебники и учебные пособия на русском языке [1,.3,4,7,11,15], на английском языке [[41, 156], для более глубокого изучения теоретических основ современной криптографии - [99, 102]. При написании этого раздела ис­ пользовапись материалы гл. 1 книги [141] и вводная часть лекционного курса

[32].

РАзд.l.2

Современная теория криптографического протокола детально изложена в рабо­ тах [68, 98]. Качественная теория приводигся, например, в гл. 1 книги [141], а также в гл. 10 курса лекций [102].

РАЗд. 1.3 Теория вероятностных интерактивных доказательств и доказательств с нулевым

разглашением знания достаточно подробно изложена в [99], а отдельные ее ас­ пекты - в целом ряде других работ, включая [97, 100, 1О1].

РАЗД.l.4

Протоколы аутентификации систематически изложены в гл. 10 учебника [141]. В настоящем учебном пособии мы придерживались того же плана изложения этой темы. Протоколы аутентификации, основанные на доказательствах с нуле­

вым разглашением знания, нашедшие применение в современных аппаратно­ программных средствах аутентификации на основе интеллектуальных карт, подробно рассмотрены в учебном пособии [6J.

РАЗД.1.5 Задаче образования защищенных каналов передачи информации посвящено

значительное количество работ ученых-криптографов. Для углубленного изуче­ ния этой темы мы рекомендуем обратиться к работам [29, 60, 125, 158]. Режимам работы блочных шифров посвящена обширная литература. Мы реко­ мендуем обратиться к таким работам, как [20, 26, 30, 34, 38, 40-41, 84,94,96, 106-107, 113, 117, 119-121, 130, 139-140]. Работа по сравнительному анализу и стандартизации режимов работы блочных шифров проводится на постоянной основе американским Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Результаты регулярно публикуются по адресу csrc.nist.gov/Crypto Toolkitltkmodes.htm1.

мзлл.«

Схема цифровой подписи из стандарта ISOIIEC 9796 изложена по [141]. Уязви­ мости этой схемы цифровой подписи и способы защиты от них рассматривают­ СЯ в работах [95, 104].

Известен целый ряд криптографических схем, которые обеспечивают совер­ шенную опережающую безопасность ключей, т. е. компрометация долговре­ менных секретных ключей участников криптосистемы не приводит к компроме­ тации сеансовых ключей, применявшихся в прошлых сеансах выполнения про-

312 Запечников С. В. Криптографическиепротоколы и их прнменение

токопа: схемы цифровой подписи [18, 28], протоколы распределения ключей

[35,36,79. 103,135, 167].

мзл.л» Классическими пороговымя схемами разделения секрета (СРС) являются схема

Шамира [157] н схема Блейкли [43]. ОСНОВЫ этого направления криптографии

были заложены в работах [46,61, 76, 78].

Очень полезным на практике расширением ерс являются схемы разделения функций, впервые введенные в (74]. В критгтосхемах такого рода ДЛЯ выполне­ ния операций, требующих секретного ключа, разделенный секрет не восстанав­ ливается в явном виде. Полезным усовершенствованием СРС явиписъ схемы проверяемого разделения секрета [83, 147) и СРС без участия «третьей сторо­ ны» [145]. Обзор пороговых СРС содержится в гл. 11 книги [168], а также в ра­ ботах [8, 90]. В частности, важными для практических применений являются ере, предложенные в работах [45, 54, 165].

Дальнейшим развитием идей пороговой криптографии явилось введение поро­ говых схем цифровой подписи [77]. Пороговая схема может быть построена для любой из существующих обычных схем цифровой подписи. Пороговые схемы цифровой подписи предложены для схемы RSA [48,88,91, 134, 159], для схемы Эль-Гамаля [109], для стандарта цифровой подписи США DSS [58,92, 93]. Из­ вестны пороговые схемы открытого шифрования [78] на основе криптосистемы Эль-Гамаля [80], на основе криптосистемы Крамера - Шупа [59, 71, 160-161J, а также на основе криптосистемыRSA [48, 62, 88, 91J. Методы многостороннего вычисления произвольных функций от секретных данных, разделенных по од­ ной из СРС, рассматривались в [69].

Весьма перспективной вегвью пороговой криптографии выглядит концепция активной безопасности (ртасйуе зеситу) [57, 86, 110, 111]. Асимметричные криптографические схемы, сконструированные для модели пороговой крипто­ графин, могут быть стандартным образом преобразованы в схемы, удовлетво­ ряющие модели активной безопасности. Так, методика преобразования схем от­ крытого шифрования и схем цифровой подписи предложена в [110], методика преобразованияСРС рассматриваетсяв Л 11]. Вопросы преобразования к моде­ ли активной безопасности асимметричных криптосистем, основанных на слож­ ности задачи дискретного логарифмирования, рассматривались в [58, 110, 132- 133], асимметричных крИптосистем, основанных на сложности задачи RSA- в [85, 87, 152, 155]. В [116] рассматриваютсязадачи, связанные с обеспечением распараллеливанияпри выполнении протоколов в модели активной безопасно­ сти. В работе [23] затронута задача синхронизации системных часов участников

протокола.

РАзд.l.8

Для ознакомления с номенкпатурой и возможностями современных аппаратных и технических средств крипгографической защиты информации полезным пред­ ставляется изучение материалов, представленных в «научном секторе» lВМ на страницах сети Интернет: www.research.ibm.com.

Аппаратное, программнее и информационное обеспечение интеллектуальных (пластиковых) карт подробно рассмотрено в учебном пособии [6]. Особое вни­ мание в этой работе уделяется вопросам реализации криптографических алго-

314 Запечников С. В. Криптографическиепротоколы 11,а примененив

первой является психологическая неготовность людей к отказу от традицион­ ных денег). В этом контексте безусловный интерес представляют такие работы как [17], по которой мы приводим описание обобщенного интерфейса приклад­ ного программирования СЭП. Практика сегодняшней деятельности большинст­ ва российских и зарубежных кредитно-финансовых учреждений предполагает скорее автоматизацию административной, бухгалтерской, операционной и иной

деятельности с целью совершенствования традиционных и внедрения новых форм банковского обслуживания клиентов (кредитные карты, банкоматы, меж­ дународные платежные системы). Тем не менее мы приводим В этой главе пол­ ную классификацию всех известных типов СЭП, в том числе и перспекгивных,

врасчете на то, что с течением времени идея «электронных денег» будет реали­ зовываться в практике банковского дела. За основу плана изложения материала

вэтом и последующих разделах гл. 3 автором принята работа [148J. Для читате­ ля наверняка будет интересен еще и обзор СЭП, доступный по адресу

www.zurich.ibln.com/-\vmi. Рекомендуемтакже ознакомитьсяс трудами ежегод­ ной международнойконференции«Ршапста! Cryptograplly» (<<Финансовая крип­ тография»), ссыпки на которые можно найти на страницах Международной ас­ социации криптологических исследований - IACR (W\vw.iacr.org) и Междуна­ родной ассоциации финансовой криптографии- IFCA (ifca.ai).

Для более глубокого изучения вопросов обеспечения безопасности банковских технологий рекомендуем книги [9, 14, 16].

РАЗД.3.2 Примером системы расчетов по кредитным картам без криптографической за­

щиты является система FirstVirtual (www.fv.com). Аналогичные системы, в ко­ торых имеются средства криптографическойзащиты, - Cybel'Cash (www.cyber-

саsh.сош) и iКP (\V\V\v.zuгiсll.iЬm.СОll1fГесlшо10gу/Sесuritу/ехtеrn/iКP.htm1). Спе­ цификацию SET можно найти по адресу \vw\v.mastercard.com/set/set.htll1.

Сокращенные описания протоколов и примеры можно найти, например, в гл. 21 книги [154] и в [144J.

Интересны для изучения работы [146] и [153], посвященные микроплатежам в СЭП. Примеры реализации систем микроппатежей: Millicent (www.m.il1iсепt. digital.com), 1.1. - iKP (W\vw.zurich.ibm.comfГechnology/Security/publications/l996/

HSW96.ps.gz), MiniPay (www.ibm.net.iIlibm_illinc1abImpay).

На наш взгляд, представляет интерес также следующая ссылка, посвященная «платежнымкоммутаторам»:www.openmarket.com.

РАЗд. 3.3 Идея СЭП с использованием «элеК11>ОННОГО кошелька» появилась в работе [82].

Пример СЭП с неанонимными «электронными кошельками» в виде интеллекту­ альных карт С общими секретными ключами - разработка Danm(lJntlVisa

(www.visa.com/cgi-ЫпJvее/sflсasl1main.htmJ). Аналогичная система. но с откры­ тыми ключами на интеллектуальных картах - CLLP (www.europay.com!bгandl clip.htm). Проект внедрения системы расчетов по электронным чекам представ­ лен американским финансовым консорциумом (FSTC) по адресу fstc.org/ projects/echeckleclleck2.11tml. Проект ИБCI описан на странице w\vw.siz.de/ sizJhbcispec_e/hbcisp_e.htm .

,Известны проекты двух спецификаций «электронных кошельков», претендую­ щих быть стандартами для иеанонимных автономных СЭП: одна из них разра-

ботана Европейской организацией по стандартизации CEN [81], другая - совме­

стно компаниями Europay, МмterCard, VISA (www.visa.com/cgi-bin/vee/sf/chip/ circuit.html).

РАЗД.3.4 Анонимно переводимые «стандартные величины» впервые были описаны в ра­

боте [53], повторно и независимо предложены в [162]. Схема Шаума описана в серии статей [63-65J, идея введения ключей монет впервые выдвинута в [150]. Проблемы доказательства криптографической стойкости таких СЭП обсужда­ ются в работах [149, 151].

Метод создания анонимной системы обслуживания клиентов по кредитным

картам описан в [131]. Пример - система NetCash (gost.isi.edu/info/netcas11).

РАЗД.3.5 Криптографический метод лишения анонимности участников СЭП, допустив­

ших повторную трату монеты, впервые предложен в [66], его реализация на ос­ нове системы линейных уравнений - в работе [89]. Схема затемненной подписи Шаума - Педерсена описана в [67]. а в [148] можно найти доказательства ос­ новных ее свойств.

Три основные работы Брандса, в которых изложена идея его СЭП, - [49-51]; ре­ комендуем интересующемуся читателю ознакомиться с ними. Одной из про­ блем в СЭП Брандса является невозможность доказать кратность повторной траты монеты, а тем самым и определить ущерб, который таким образом мог нанести нечестный плательщик. Система, которая во многом основывается на методах, предложенных Брандсом, была реализована в проекге САРЕ [47, 56].

РАЗд. 4.1 Одна из самых развитых архитектур информационных систем для целей элек­

тронной коммерции создана в рамках европейского проекта SEMPER [163]. В нашей книге классификация задач обмена информационными объектами (обычными сообщениями, электронными документами, «электронными деньга­ ми») приводится в соответствии С рекомендациями этой модели. Для более глу­ бокого изучения задач, возникающих в связи с коммерческими отношениями (различных форм торговли, сделок, контрактов и др.) рекомендуем книгу [12].

РАЗд. 4.2

Сведения о спецификациях 1PSec и SSL приведены по книге [154] (см. в ней гл. 21). Атаки на SSLffLS описаны в [24,44, 124]. Проблемы безопасности TLS обсуждаются в [118]. Сравнение методов защиты, специфицированных в IPSec и SSL, обсуждение их достоинств и недостатков можно найти в [21, 171J.

РАЗд. 4.3 Схема честного обмена цифровыми подписями, рассмотренная в этом разделе,

и ее приложения предложены в работе [22].

Двусторонняя схема одновременного подписания контракта может быть обоб­ щена на многосторонний случай. В научной литературе можно отыскать спосо­ бы решения этой задачи [55, 127].

316 Залечииков С. В. Криптографические протоколы и их примененив

РАЗд. 4.4 Аукционы «первой цены» являются традиционной, классической формой аук­

ционов. Идея проведения аукционов «второй цены» предложена Vickrey в 1961 г. [170]. Схемы электронных аукционов B-share и MB-share, описанные в этом разделе, предложены в работе [52] и основываются на идеях работ [108, 123]. Для углубленного изучения задачи об электронных аукционах можно ре­ комендоватъ работы [19, 128-129].

Рассмотренная в этом разделе схема электронных выборов Merritt предложена в [142], схема Сгагпег - Franklin - SсllОеnшаkег - YOLlng - в работе [70]. Описания этих схем мы приводим по материалам учебного пособия [102].

Схемам электронных выборов также посвящено значительное количество пуб­ ликаций, из которых для дальнейшего изучения предмета мы рекомендуем [72. 112, 115, 122, 126, 169}. Требования к схемам электронных выборов и критерии оценки их защищенности рассматриваются в [105].

Кроме схем электронных выборов, к криптографическим задачам поддержки госудврсгвенно-правоаых отношений можно отнести депонирование секретных ключей (key escrow), защиту авторских прав на информацию путем предотвра­ щения ее несанкционированного копирования (copyright protection), нотариат электронных документов (погагу service) и ряд других. Мы их не рассматриваем ВВИДУ ограниченного объема книги.

В качестве дополнительной литературы по пробломам безопасности электрон­ ной коммерции можно рекомендовать книги [9, 13].

Задачи 4 и 5 к гл. 4 заимствованы из курса лекций [102].

ОГЛАВЛЕНИЕ