Угрозы и атаки для протоколов электронной подписи реферат

Обновлено: 05.07.2024

Несмотря на то что электронная подпись не имеет альтернатив в плане безопасности, периодически становится известно о случаях мошенничества с её применением. Чаще они связаны с тем, что владелец недооценивает опасность компрометации ключа и не соблюдает необходимые меры безопасности. Но также мошенники могут создать ситуации, при которых пострадавшим становится человек, никогда не оформлявший электронную подпись. Рассказываем о том, как сделать использование ЭП максимально безопасным.

Квалифицированная электронная подпись не только полноценно заменяет подпись от руки и обладает такой же юридической силой, но имеет преимущества перед обычной подписью, главные из которых:

Надёжность. Электронный документ, подписанный ЭП, можно передавать по защищённым каналам связи. Для установки подлинности документа, подписанного ЭП, не нужен физический носитель — подпись присоединена к электронному документу, её всегда можно проверить, независимо от того, каким образом и сколько раз передавался документ. В то время как для проверки подписи на бумаге необходим оригинал документа.
Невозможность подделки. Усиленная электронная подпись создаётся с применением криптографических методов защиты информации, поэтому подделать её невозможно. Подпись от руки нередко подделывают, установить факт подделки в ходе экспертизы удаётся не всегда.
Гарантия неизменности документа после подписания. Любые изменения, внесённые в документ после его подписания электронной подписью, сделают подпись недействительной. Документ, подписанный от руки, никак не защищён от дальнейших изменений.
Более широкая сфера применения. В некоторых ситуациях подписание от руки попросту невозможно, что делает использование ЭП обязательным. Участие в электронных торгах, сдача определенных видов отчётности в госорганы, работа в государственных информационных системах — для этого понадобится именно электронная подпись.

Более широкий спектр возможностей ЭП по сравнению с обычной подписью и её преимущества в плане безопасности очевидны, осталось разобраться, как оградить себя от существующих рисков при использовании электронной подписи.

Правила безопасности для владельцев электронной подписи

Несмотря на весомые преимущества в плане безопасности, применение технологии электронной подписи по-прежнему сопряжено с опасениями и заблуждениями. Часть из них — не более чем мифы, некоторые риски реальны, но их можно избежать или минимизировать.

Еще один риск связан с хакерскими атаками — получением доступа к компьютеру или ноутбуку владельца подписи для похищения ключа. Предотвратить внедрение злоумышленника в компьютер и компрометацию данных в этом случае можно, соблюдая всем известные правила безопасного поведения в интернете — не переходить по подозрительным ссылкам, не загружать файлы из неизвестных источников, не использовать потенциально зараженные USB-носители и установить на рабочий компьютер надёжную программу-антивирус.

Безопасность использования электронной подписи во многом зависит и от организации, которая её выпустила. Выбор удостоверяющего центра — очень ответственная задача. Фактически удостоверяющий центр подтверждает личность обратившегося и выдаёт ему средство для электронного подписания документов, с юридической точки зрения абсолютно равнозначное его подписи от руки.

Для выдачи сертификатов усиленной квалифицированной электронной подписи удостоверяющий центр должен быть аккредитован Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации. Наличие аккредитации означает, что организация достаточно надёжна для выдачи сертификатов ЭП и соответствует всем государственным требованиям. Список аккредитованных удостоверяющих центров есть на официальном сайте Минкомсвязи.

Незаконное оформление электронной подписи: в чём корень проблемы

К сожалению, мошенники идут в ногу со временем и находят возможности использовать продукты развития цифровой экономики в своих преступных целях. В некоторых случаях пострадать могут не клиенты удостоверяющих центров, а граждане, никогда не получавшие электронную подпись.

Весной 2019 года в российской прессе широко освещался случай отъёма квартиры мошенническим путём с использованием электронной подписи. Преступники переоформили квартиру на третье лицо без ведома собственника. О том, что жильё больше ему не принадлежит, хозяин московской квартиры узнал случайно, когда обнаружил имя нового владельца в квитанции на оплату коммунальных услуг.

Что было бы, если бы закон запрещал выпуск сертификатов ЭП без нотариального заверения доверенности? Нотариальную доверенность подделать сложнее, но тоже возможно. К тому же запрет на выпуск сертификатов и ключей ЭП для юридических лиц без нотариально заверенной доверенности существенно осложнил бы документооборот и скорость работы организаций.

Тем не менее попытки ввести обязательное нотариальное удостоверение доверенностей на выпуск сертификатов электронной подписи уже предпринимаются на законодательном уровне.

В феврале 2018 года в Госдуму был внесён проект Федерального закона № 387130-7, который предусматривал, что при обращении в аккредитованный удостоверяющий центр потребуется представить не обычную доверенность, как сейчас, а нотариально удостоверенную. Однако после принятия в первом чтении законопроект находится без движения с июля 2018 года.

Отметку проставят на основании заявления, поданного лично или отправленного по почте. При отсутствии такой отметки в регистрации сделки по передаче недвижимости будет отказано. Исключение сделано для нотариальных сделок, для документов, подписанных электронной подписью, сертификат которой выдан Федеральной кадастровой палатой Росреестра, а также для сделок, которые поданы на регистрацию через банки, — их зарегистрируют без отметки. Кроме того, законом предусмотрена обязанность Росреестра уведомлять владельца недвижимости о поступлении от его имени каких-либо электронных документов для продажи или ином отчуждении недвижимости.

Законодательные меры для защищённого использования ЭП

Как оценить надёжность удостоверяющего центра

Несмотря на то, что мошеннические схемы нацелены на все возможные уязвимые места в законодательстве, которые не ограничиваются сферой электронной подписи, выбор удостоверяющего центра остается одним из важнейших слагаемых безопасного использования ЭП. Поэтому вернёмся к удостоверяющим центрам и рассмотрим подробнее критерии их надёжности.

организация должна обладать чистыми активами стоимостью не менее 7 млн рублей;
у организации должно быть финансовое обеспечение ответственности за убытки, причинённые третьим лицам вследствие их доверия к информации, указанной в сертификате ключа проверки электронной подписи, выданном УЦ, или информации, содержащейся в реестре сертификатов, который ведет этот УЦ. Сумма — не менее 30 млн рублей и 500 тысяч рублей за каждое место осуществления лицензируемого вида деятельности;
средства электронной подписи удостоверяющего центра должны быть сертифицированы ФСБ Российской Федерации;
удостоверяющий центр должен иметь порядок реализаций функций и исполнения обязанностей в виде регламента, правил и прочих нормативных документов, установленный в соответствии с требованиями, утверждёнными федеральным органом исполнительной власти.

Кроме этого, есть не прописанные в законодательстве критерии, по которым можно определить надёжность удостоверяющего центра:

Срок работы организации, количество её региональных представительств . Если компания крупная, давно на рынке и имеет множество клиентов, включая крупные организации, вероятность непредвиденных ситуаций снижается.
Наличие лицензии ФСТЭК. Сертификат доказывает соответствие законодательству в плане технической защиты конфиденциальных данных.
Статус доверенного центра ФНС, ПФР и Росстата. Если организация, помимо выдачи электронной подписи, предоставляет услуги электронной отчётности в контролирующие органы, это свидетельствует о высоком уровне доверия государства к этому удостоверяющему центру.

Фактором, снижающим доверие к удостоверяющему центру, является возможность проведения удалённого установления личности клиентов. Удалённое установление личности может подразумевать передачу отсканированных документов, необходимых для удостоверения личности клиента, через интернет и выпуск сертификата только на основании переданных документов. В таком случае вероятность предъявления поддельных документов значительно возрастает, потому что подделать фотографию или скан документа значительно проще, чем бумажный экземпляр. Кроме того, в такой ситуации невозможна непосредственная проверка соответствия личности заявителя личности владельца предъявляемых документов.

Удостоверяющий центр, проводящий удалённое установление личности, серьёзно нарушает закон, такая процедура не предусмотрена действующим законодательством.

В настоящий момент (до принятия поправок к 63-ФЗ) единственным легальным механизмом удалённой верификации личности при выдаче квалифицированного сертификата ЭП является механизм, связанный с использованием биометрического загранпаспорта. Этот вид дистанционного установления личности используется в рамках эксперимента, проводимого в соответствии с постановлением Правительства РФ от 29.10.2016 №1104.

Облачная и дистанционная электронная подпись

Обе технологии предполагают в процессе формирования электронной подписи взаимодействие пользователя со специальной информационной системой. Разница между этими двумя технологиями в том, что в случае дистанционной подписи система контролирует действия пользователя и защищает его ключи ЭП, хранящиеся в мобильном устройстве. В варианте облачной подписи ключи ЭП пользователя хранятся в специальной информационной системе, а на мобильном устройстве пользователя хранятся специальные ключи для управления.

1. При создании электронной подписи средства электронной подписи должны (п. 8 Требований):

показывать лицу, подписывающему электронный документ, содержание информации, которую он подписывает;
создавать ЭП только после подтверждения лицом, подписывающим электронный документ, операции по созданию ЭП;
однозначно показывать, что ЭП создана.

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) — реквизит электронного документа, позволяющий определить авторство и его неизменность в последующем. С юридической точки зрения, она эквивалентна собственноручной, поэтому может быть использована для подписи документов в рамках ЭДО с физическими и юридическими лицами, взаимодействия с государственными органами при отправке отчетов, деклараций. Использование электронной подписи позволяет вести документооборот в удаленном формате через интернет, что экономит время на отправку документов обычной почтой, деньги на их распечатку, приобретение маркированных конвертов, гарантирует получение документа получателем.

Риски при использовании ЭЦП

Возможность поставить за реального человека его официальную подпись на документе привела к появлению нового вида мошенничества. Речь о хищении ЭЦП, которое позволит злоумышленнику оформить документы за реального человека, выполнив следующие действия:

продажа коммерческой или жилой недвижимости;

подача в налоговую службу поддельной декларации для возмещения НДС;

вывод и ликвидация фирмы;

оформление кредита на организацию с выводом средств.

В будущем подобные сделки могут быть опротестованы реальным владельцем, но поиск преступников, судебные разбирательства могут занимать месяцы и годы, поэтому важно предотвратить потерю ЭЦП и ее попадание в руки мошенников.

Как снизить риск мошенничества с ЭЦП

На практике подделать цифровую подпись невозможно из-за использования мощных криптографических технологий при ее генерации. Причиной подобных мошенничеств становится неаккуратность и невнимательность самих пользователей, что ведет к утечке конфиденциальной информации. В дальнейшем при наличии чужого токена и пароля можно подписывать любые юридически значимые документы. Для предотвращения проблем пользователю достаточно соблюдать несколько простых правил:

Нельзя передавать подпись третьим лицам, даже если это ваш заместитель, главный бухгалтер, иной сотрудник предприятия. Причина в проблематичности доказательства, что ЭЦП поставил посторонний человек, а не сам владелец. Исключением станет передача подписи по доверенности или внутреннему приказу предприятия, где четко указана возможность оформления этим лицом только определенных документов. Одновременно здесь значительно безопаснее выпустить дополнительную ЭЦП, которая стоит недорого.

При увольнении сотрудника, на которого была оформлена цифровая подпись, необходимо сразу отозвать сертификат. В противном случае он может выполнить несанкционированные действия, которые потенциально парализуют на длительное время работу предприятия. Для этого в отделе кадров всегда должен быть реестр работников, на которых оформлена ЭЦП.

Компьютер, где используется подпись, и сама ЭЦП должны быть защищены паролем (на последнем обязательно надо сменить стандартный пароль на пользовательский, что повысит безопасность и предотвратит возможность использования при потере USB-флешки).

На рабочем месте, где используют цифровую подпись, должна быть всегда свежая версия антивируса. На ПК всегда должна соблюдаться простейшая цифровая гигиена. Речь про запрет на открытие непонятных файлов, которые могут содержать шпионские программы для копирования данных, включая сертификаты цифровых подписей, кражу их пароля. Также при отходе от рабочего компьютера он должен быть заблокирован.

Нельзя отправлять реквизиты вашего паспорта, его сканированную версию ненадежным компаниям, оставлять их на непонятных сайтах. Если же вы потеряли его, то важно обратиться в полицию с заявлением об утере.

Хранить пароль от токена и сам физический носитель необходимо в разных местах, чтобы при краже или утере мошенники получили только один элемент пазла для несанкционированного использования ЭЦП.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет технической кибернетики

Кафедра информационных и управляющих систем

Студент Барташевич Е.Е.

Преподаватель Чистяков И.В.

1. Ассиметричные алгоритмы шифрования 3

1.1. Стандарт ассимметричного шифрования RSA 4

1.1.1. Генерация ключей 4

1.1.2. Шифрование/расшифрование 5

1.2. Алгоритм ЭльГамаля 6

1.2.1. Общие сведения 6

1.2.3. Подтверждение подлинности отправителя 6

1.3. Алгоритм Шамира 7

1.3.1. Общее описание 7

1.3.3. Пример использования 8

1.4. Кpиптосистемы на основе эллиптических уpавнений 8

2. Электронно-цифровая подпись 9

2.1. Общие положения 9

3. Алгоритм DSA 10

3.1. Генерация ЭЦП 11

3.2. Проверка ЭЦП 12

4. Стандарт на процедуры ЭЦП ГОСТ Р 34.10-94 12

4.1. Генерация ЭЦП 13

4.2. Проверка ЭЦП 13

5. Цифровые подписи, основанные на симметричных криптосистемах 13

6. Атаки на ЭЦП 22

7. Некоторые средства работы с ЭЦП 23

7.2. GNU Privacy Guard (GnuPG) 24

8. Литература и ссылки 26

Ассиметричные алгоритмы шифрования

Развитие основных типов криптографических протоколов (ключевой обмен, электронно-цифровая подпись (ЭЦП), аутентификация и др) было бы невозможно без создания открытых ключей и построенных на их основе ассиметричных протоколов шифрования.

Таким образом, мы избавляемся от необходимости решать сложную задачу обмена секретными ключами.

Напрашивается вопрос : "Почему, зная открытый ключ, нельзя вычислить закрытый ключ ?" – это третье необходимое условие асимметричной криптографии – алгоритмы шифрования и дешифрования создаются так, чтобы зная открытый ключ, невозможно вычислить закрытый ключ.

Стандарт ассимметричного шифрования RSA

Генерация ключей

Первым этапом любого асимметричного алгоритма является создание пары ключей : открытого и закрытого и распространение открытого ключа "по всему миру". Для алгоритма RSA этап создания ключей состоит из следующих операций :

Выбираются два простых (!) числа p и q

Вычисляется их произведение n(=p*q)

Возведем обе ее части в степень (-y) : (x (- y )( p -1)( q -1) )mod n = 1 (- y ) = 1.

Теперь умножим обе ее части на x : (x (- y )( p -1)( q -1)+1 )mod n = 1*x = x.

Алгоритм ЭльГамаля

Общие сведения

Криптографы со своей стороны вели поиски более эффективных систем открытого шифрования и в 1985 году Т.Эль-Гамаль (США) предложил следующую схему на основе возведения в степень по модулю большого простого числа P.
Задается большое простое число P и целое число A, 1 Kb mоd(P)

C = M * B Ka mоd(P)

D = ( A Ka ) -Kb mоd(P)

Подтверждение подлинности отправителя

абоненты знают числа A и P;

отправитель генерирует случайное число и хранит его в секрете:

решает относительно S

M = Ka * R + L * S mоd(P)

получатель проверяет правильность подписи

A M = ( B R ) * ( R S ) mоd(P)

Алгоритм Шамира

Общее описание

получатель вычисляет и передаёт отправителю число B, определяемое последовательностью:

отправитель аннулирует свой шифр и отправляет полученную последовательность получателю

E=D (X-1) mоd(P) E = D Fa mоd(P)

Пример использования

Эта процедура ОШ может быть использована, например, для таких "экзотических" целей как игра в карты по телефону.
Действительно, если игрок A желает "сдать" игроку B, скажем, 5 карт из 52 как при игре в покер, он зашифровывает обозначения всех карт и передает их игроку B:

Игрок B выбирает из них 5, зашифровывает своим ключом 22 и возвращает игроку А:

Игрок A снимает с этих 5 карт свой шифр и выдает их игроку B.
Игрок B расшифровывает полученные карты:

Ma = Ea Fb mоd (P)

При этом оставшаяся часть колоды C(6). C(52) теперь находится у игрока B, но он не может раскрыть эти карты, т.к. они зашифрованы на ключе его партнера A. Остальные процедуры игры проделываются аналогично.

Кpиптосистемы на основе эллиптических уpавнений

Эллиптические кpивые - математический объект, котоpый может опpеделен над любым полем (конечным, действительным, pациональным или комплексным). В кpиптогpафии обычно используются конечные поля. Эллиптическая кpивая есть множество точек (x,y), удовлетвоpяющее следующему уpавнению:

y 2 = x 3 + ax + b,

а также бесконечно удаленная точка. Для точек на кpивой довольно легко вводится опеpация сложения, котоpая игpает ту же pоль, что и опеpация умножения в кpиптосистемах RSA и Эль-Гамаля.

В pеальных кpиптосистемах на базе эллиптических уpавнений используется уpавнение

y 2 = x 3 + ax + b mod p,

Пpоблема дискpетного логаpифма на эллиптической кpивой состоит в следующем: дана точка G на эллиптической кpивой поpядка r (количество точек на кpивой) и дpугая точка Y на этой же кpивой. Нужно найти единственную точку x такую, что Y = xG, то есть Y есть х-я степень G.

Электронно-цифровая подпись

Общие положения

При ведении деловой переписки, при заключении контрактов подпись ответственного лица является непременным аттрибутом документа, преследующим несколько целей:

Гарантирование истинности письма путем сличения подписи с имеющимся образцом;

Гарантирование авторства документа ( с юридической точки зрения)

Выполнение данных требовани основывается на следующих свойствах подписи:

подпись аутентична, то есть с ее помощью получателю документа можно доказать, что она принадлежит подписывающему;

подпись неподделываема; то есть служит доказательством, что только тот человек, чей автограф стоит на документе, мог подписать данный документ, и никто иной.

Подпись непереносима, то есть является частью документа и поэтому перенести ее на другой документ невозможно.

Документ с подписью является неизменяемым.

Любое лицо, владеющее образцом подписи может удостоверится, что документ подписан вледельцем подписи.

Развитие современных средств безбумажного документооборота, средств электронных платежей немыслимо без развития средств доказательства подлинности и целостности документа. Таким средством является электронно-цифровая подпись (ЭЦП), которая сохранила основные свойства обычной подписи.

Существует несколько методов посторения ЭЦП, а именно:

шифрование электронного документа (ЭД) на основе симметричных алгоритмов. Данная схема предусматривает наличие в системе третьего лица – арбитра, пользующегося доверием обеих сторон. Авторизацией документа в даной схеме является сам факт зашифрования ЭД секретным ключем и передача его арбитру.

Использование ассиметричных алгоритмов шифрования. Фактом подписания документа является зашифрование его на секретном ключе отправителя.

Развитием предыдущей идеи стала наиболее распространенныя схема ЭЦП – зашифрование окончательного результата обработки ЭД хеш-функцией при помощи ассиметричного алгоритма.

Кроме перечисленных, существуют и другие методы построения схем ЭЦП

- групповая подпись, неоспариваемая подпись, доверенная подпись и др. Появление этих разновидностей обусловлено разнообразием задач, решаемых с помощью электронных технологий передачи и обработки электронных документов.

Алгоритм DSA

В 1991 г. в США был опубликован проект федерального стандарта цифровой подписи - DSS (Digital Signature Standard, [DSS91], описывающий систему цифровой подписи DSA (Digital Signature Algorithm). Одним из основных критериев при создании проекта была его патентная чистота.

Предлагаемый алгоритм DSA, имеет, как и RSA, теоретико-числовой характер, и основан на криптографической системе Эль-Гамаля в варианте Шнорра . Его надежность основана на практической неразрешимости определенного частного случая задачи вычисления дискретного логарифма. Современные методы решения этой задачи имеют приблизительно ту же эффективность, что и методы решения задачи факторизации; в связи с этим предлагается использовать ключи длиной от 512 до 1024 бит с теми же характеристиками надежности, что и в системе RSA. Длина подписи в системе DSA меньше, чем в RSA, и составляет 320 бит.

С момента опубликования проект получил много критических отзывов, многие из которых были учтены при его доработке. Одним из главных аргументов против DSA является то, что, в отличие от общей задачи вычисления дискретного логарифма, ее частный случай, использованный в данной схеме, мало изучен и, возможно, имеет существенно меньшую сложность вскрытия. Кроме того, стандарт не специфицирует способ получения псевдослучайных чисел, используемых при формировании цифровой подписи, и не указывает на то, что этот элемент алгоритма является одним из самых критичных по криптографической стойкости.

Функции DSA ограничены только цифровой подписью, система принципиально не предназначена для шифрования данных. По быстродействию система DSA сравнима с RSA при формировании подписи, но существенно (в 10-40 раз) уступает ей при проверке подписи.

Вместе с проектом DSS опубликован проект стандарта SHS (Secure Hash Standard), описывающий однонаправленную хэш-функцию SHA (Secure Hash Algorithm), рекомендованную для использования вместе с DSA. Хэш-функция SHA является модификацией алгоритма MD4, хорошо известного в криптографической литературе.

Генерация ЭЦП

При генерации ЭЦП используются параметры трех групп:

Общие параметры необходимы для функционирования системы в целом. Секретный ключ используется для формирования ЭЦП, а открытый – для проверки ЭЦП. Общими параметрами системы являются простые целые числа p,q,g, удовлетворяющие следующим условиям:

q: простой делитель числа (p-1), который удовлетворяет условию

g: так называемый генератор,удовлетворяющий

равенству g=h^((p-1)/q)mod p >1.

Парараметры p,q,g публикуются для всех участников обмена ЭД с ЭЦП.

Секретный ключ x случайно выбирается из диапазона [1,q] и держится в секрете.

Открытый ключ вычисляется: y=g^x mod p.

Секретный ключ x случайно выбирается из диапазона [1,q] и держится в секрете.

Открытый ключ вычисляется: y=a^x mod p.

Генерация ЭЦП

Процесс генерации ЭЦП состоит из нескольких этапов:

(хэш-функция, используемая в данном стандарте в соответствии с

ГОСТ Р 34.10-94), если h(m)(mod p) = 0, то h(m) присваевается значение 0…02551

2.Из диапазона [1,q] случайным образом выбирается значение k

3. вычисляется r= (a^k mod p) , r1=r(mod p); если r1=0, следует вернуться к предыдущему этапу и выработать другое значение k.

3. Вычисляется s= (xr1+kh(m))(mod p); если s=0, то необходимо выработать другое значение k.

Проверка ЭЦП

Проверка ЭЦП происходит следующим образом:

проверяется выполнений условий 0 n T _–1(K₀), R₂ n T _–1(K₁)).

Вычисление и проверка ЭЦП будут выглядеть следующим образом:

s=Sig_n_T(T)=(s₀,s₁)=, которые, очевидно, должны выполняться для подлинного блока данных T:

Таким образом, функция проверки подписи будет следующей:

В стандартной поставке для хранения файлов открытых ключей используются дискеты. Помимо дискет, пакет КРИПТОН®Подпись дает возможность использования всех типов ключевых носителей (смарт-карт, электронных таблеток Touch Memory и др.), поддерживаемых текущей версией интерфейса SCApi, входящего в поставку Crypton API v2.2 и выше.

ВербаО

Система криптографической защиты информации "Верба - О"

Система криптографической защиты информации (СКЗИ) "Верба - О" разработана Московским отделением Пензенского научно - исследовательского электротехнического института (МО ПНИЭИ), полномочным представителем которого в регионе является наш филиал.

СКЗИ "Верба-О" представляет собой программный комплекс, предназначенный для защиты информации при ее хранении на дисках и (или) передаче по каналам связи. СКЗИ "Верба - О" решает следующие задачи:

шифрование/расшифрование информации на уровне файлов;

генерацию электронной цифровой подписи (ЭЦП);

обнаружение искажений, вносимых злоумышленниками или вирусами в защищаемую информацию.

СКЗИ "Верба - О" может поставляться в следующих вариантах:

в виде автономного рабочего места;

в виде модулей, встраиваемых в ПО заказчика.

СКЗИ "Верба - О" в различных модификациях функционирует под управлением операционных систем MS DOS v5.0 и выше, Windows95, Windows NT, UNIX (HP UX) на персональных ЭВМ, совместимых с IBM PC/ AT. Требуемый объем оперативной памяти не более 155 Кбайт. Кроме того, необходим накопитель на гибком магнитном диске (НГМД).

Алгоритм шифрования выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ 28147-89 "СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. ЗАЩИТА КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ". Цифровая подпись выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ Р34.10-94 "ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ. ПРОЦЕДУРЫ ВЫРАБОТКИ И ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ПОДПИСИ НА БАЗЕ АССИМЕТРИЧНОГО КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА." Функция хэширования выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34.11-94 "ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ. ФУНКЦИЯ ХЭШИРОВАНИЯ".

Ключи шифрования симметричные. Ключи для подписи асимметричные.

При обработке информации на ПЭВМ СКЗИ "Верба - О" обеспечивает следующие показатели:

Схемы контроля целостности, рассмотренные в разделе 3.8, могут использоваться только при взаимодействии доверяющих друг другу сторон. Они принципиально не способны обеспечивать улаживание возникающих между ними противоречий и разногласий. Такая возможность появляется только при использовании односторонних функций с секретом для формирования электронной или цифровой подписи. Протоколы или схемы электронной подписи являются основным криптографическим средством обеспечения аутентичности информации:

с помощью электронной подписи получатель документа может доказать, что он принадлежит отправителю, при этом автор подписи не сможет оспорить факт отправки подписанного документа;
электронную подпись невозможно подделать, только абонент, чья подпись стоит на документе, мог подписать данный документ;
электронная подпись является неотъемлемой частью документа, перенести ее на другой документ нельзя;
ни противник, ни получатель не могут изменить документ, оставив данный факт незамеченным;
любой пользователь, имеющий образец подписи, может удостовериться в подлинности документа.

Схема электронной подписи включает в себя:

В общем случае неинтерактивный протокол электронной подписи имеет следующий вид.

Схема электронной подписи документа M.

и посылает получателю В, сохраняя в секрете.

и посылает M и sign получателю В.

В классической схеме электронной подписи, приведенной на рис. 3.34, предполагается, что подписывающий (абонент А) знает содержание документа M, который он подписывает; проверяющий (абонент В), зная открытый ключ проверки подписи, может проверить правильность подписи в любое время без какого-либо разрешения или участия претендента А.

При создании электронной подписи по классической схеме претендент А выполняет следующую последовательность действий:

$sign = \<h* (M)\> SK_A$
.

3.10.2. Хеш-функции

Хеш-функцией называется преобразование h (х), превращающее информационную последовательность M произвольной длины в информационную последовательность (хеш-образ) фиксированной длины h (M).

К функции h (х) предъявляются четыре основных требования:

Области использования хеш-функций:

MD5 — представитель семейства алгоритмов вычисления хеш-функций MD (Message Digest Algorithm), предложенного Р. Ривестом; разработан в 1991 г.; преобразует информационную последовательность произвольной длины в хеш-образ разрядностью 128 бит. Самый быстродействующий алгоритм хеширования.

TIGER - разработан Р. Андерсоном и Э. Бихэмом; предназначен для реализации на 64-разрядных компьютерах; преобразует информационную последовательность произвольной длины в хеш-образ разрядностью 192 бита.

3.10.3. Secure Hash Algorithm (SHA)

Алгоритм SHA является частью стандарта SHS (Secure Hash Standard), принятого в 1993 г. Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) и Агентством национальной безопасности США. SHA использует принципы, предложенные ранее Р. Ривестом при разработке своих алгоритмов MD4 и MD5.

Рассмотрим версию SHA-1, в которой осуществляется преобразование информационной последовательности произвольной длины в хеш-образ разрядностью 160 бит.

Пусть после дополнения получена информационная последовательность

$М = М_1, М_2, \ldots, М_i, \ldots М_k, i= 1, . k, |М_i| = 512$

На вход i-го основного цикла преобразования поступает i-й блок информационной последовательности и результат работы предыдущего цикла " />
, т.е.:

Перед началом каждого цикла соответствующий блок расширяется до 80 слов по 32 разряда в каждом. Расширение происходит следующим образом. Допустим,

— расширенный блок, при этом

для j = 1, . 16,

Перед началом первого цикла инициализируются пять 32-разрядных переменных

A = 67452301h; B = EFCDAB89h; C = 98BADCFEh;

D = 10325476h; E = C3D2E1F0h,

при этом стартовый вектор хеширования (синхропосылка) есть результат конкатенации этих переменных, т.е.:

Конкатенация новых значений этих переменных, полученных в конце i-го цикла, объявляется результатом работы цикла . Схема одного шага алгоритма хеширования приведена на рис. 3.35.

В начале каждого цикла создаются копии входных переменных:

Затем выполняется 80 шагов алгоритма, на каждом из которых происходит выполнение следующих операций:

В первом раунде (при j = 1, . 20) используются функция

$f_i (X, Y, Z) = XY v \sim XZ$

;

во втором раунде (при j = 21, . 40) используются функция

Y Z

;

в третьем раунде (при j = 41, . 60) используются функция

;

в четвертом раунде (при j = 61, . 80) используются функция

Y Z

;

полученных значений A, B, C, D и E соответственно с AA, BB, CC, DD и EE:

;

конкатенация полученных значений A, B, C, D и E является результатом работы основного цикла.

В настоящее время существуют версии алгоритма SHA-256, SHA-384, SHA-512.

3.10.4. Протокол электронной подписи RSA

Допустим, - открытая функция зашифрования, а - секретная функция расшифрования, где - открытый ключ абонента А, - секретный ключ абонента А.

Схема электронной подписи RSA.

$sign_A (M) = \<M\> SK_A = h (M)^d mod N$
,

и отправляет абоненту В пару документ-подпись .

$PK_A\<sign_A (M)\> = (sign_A (M))^e mod N$
.

В случае положительного результата проверки подпись принимается, в противном случае - отвергается.

3.10.5. Классификация атак на схемы электронной подписи

Стойкость схемы электронной подписи зависит от стойкости используемых криптоалгоритмов и хеш-функций и определяется относительно пары угроза-атака.

Приведем классификацию атак на схемы электронной подписи:

Каждая атака направлена на достижение определенной цели. Можно выделить следующие виды угроз для схем электронной подписи (в порядке возрастания силы):

3.10.6. Процедура разрешения споров

Абонент В предъявляет арбитру электронный документ и подпись.
Арбитр требует от абонента А предъявления своего секретного ключа. Если А отказывается, арбитр дает заключение, что подпись подлинная.
Арбитр выбирает из сертифицированного справочника открытый ключ абонента А и проверяет его соответствие секретному ключу, предъявленному А. Если они совпадают, арбитр переходит к шагу 5.
При обнаружении факта несоответствия ключей арбитр обращается в центр сертификации и требует предоставления заверенного абонентом А документа, содержащего его открытый ключ. Если выясняется, что открытый ключ, взятый из справочника, не совпадает с указанным в документе, арбитр признает подпись, предъявленную В, подлинной; при этом все издержки такого решения компенсируются за счет центра. Если открытые ключи в справочнике и документе совпадают, т.е. абонент А предъявил некорректный секретный ключ, арбитр признает подлинность электронной подписи.
Арбитр проверяет соответствие друг другу подписи и документа. При положительном результате проверки подпись признается подлинной, в противном случае отвергается.

Задача арбитража значительно сложнее, чем кажется на первый взгляд. Арбитраж и решение споров в суде невозможны в следующих случаях:

секретный ключ сформирован не самим абонентом А, а специальным центром генерации ключей;
аппаратура, на которой выполняется алгоритм генерации или проверки подписи, содержит какие-либо элементы, не контролируемые пользователем ("черные ящики", защищенные участки памяти и т.п.).

Наконец, возможны безвыходные ситуации, в которых арбитр не может принять никакого обоснованного решения. Например, абонент В предъявляет и утверждает, что это подпись под документом M. Абонент А признает, что это его подпись, но под документом M`M, при этом выясняется, что хеш-образы этих документов совпадают, т.е. . Арбитр понимает, что кто-то из двоих нашел коллизию для применяемой в схеме электронной подписи хеш-функции, и оказывается в патовой ситуации. Выход из положения возможен только в том случае, если заранее обговорен порядок разрешения спора в такой ситуации.

3.10.7. Особые схемы электронной подписи

В некоторых ситуациях могут потребоваться схемы электронной подписи, отличные от рассмотренной классической схемы. Известны следующие специальные схемы электронной подписи:

Читайте также: