4 Электронно-цифровая подпись
При обмене электронными документами по сети связи существенно снижаются затраты на обработку и хранение документов, убыстряется их поиск.
Целью аутентификации электронных документов является их защита от возможных видов злоумышленных действий, к которым относятся:
активный перехват - нарушитель, подключившийся к сети, перехватывает документы (файлы) и изменяет их;
маскарад - абонент С посылает документ абоненту В от имени абонента А;
ренегатство - абонент А заявляет, что не посылал сообщения абоненту В, хотя на самом деле послал;
подмена - абонент В изменяет или формирует новый документ и заявляет, что получил его от абонента А;
повтор - абонент С повторяет ранее переданный документ, который абонент А посылал абоненту В.
Электронная цифровая подпись используется для аутентификации текстов, передаваемых по телекоммуникационным каналам. Функционально она аналогична обычной рукописной подписи и обладает ее основными достоинствами:
удостоверяет, что подписанный текст исходит от лица, поставившего подпись;
не дает самому этому лицу возможности отказаться от обязательств, связанных с подписанным текстом;
гарантирует целостность подписанного текста.
Цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной цифровой информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом.
Система ЭЦП. включает две процедуры:
Процедуру постановки подписи;
Процедуру проверки подписи.
В процедуре постановки подписи используется секретный ключ отправителя сообщения, в процедуре проверки подписи - открытый ключ отправителя.
При формировании ЭЦП отправитель прежде всего вычисляет хеш-функцию h(М) подписываемого текста М. Вычисленное значение хеш-функции h(М) представляет собой один короткий блок информации m, характеризующий весь текст М в целом. Затем число m шифруется секретным ключом отправителя. Получаемая при этом пара чисел представляет собой ЭЦП для данного текста М.
При проверке ЭЦП получатель сообщения снова вычисляет хеш-функцию m = h(М) принятого по каналу текста М, после чего при помощи открытого ключа отправителя проверяет, соответствует ли полученная подпись вычисленному значению m хеш-функции.
Принципиальным моментом в системе ЭЦП является невозможность подделки ЭЦП пользователя без знания его секретного ключа подписывания.
В качестве подписываемого документа может быть использован любой файл. Подписанный файл создается из неподписанного путем добавления в него одной или более электронных подписей.
Каждая подпись содержит следующую информацию:
Дату подписи;
Срок окончания действия ключа данной подписи;
Информацию о лице, подписавшем файл (Ф.И.О., должность, краткое наименование фирмы);
Идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);
Собственно цифровую подпись.
4.1 Однонаправленные хеш-функции
Хеш-функция предназначена для сжатия
подписываемого документа
до нескольких десятков или сотен бит.
Хеш-функция h(-) принимает в качестве
аргумента сообщение (документ)
произвольной длины и возвращает
хеш-значение
фиксированной длины. Обычно хешированная
информация является сжатым двоичным
представлением основного сообщения
произвольной длины. Следует отметить,
что значение хеш-функции
сложным образом зависит от документа
и не позволяет восстановить сам документ
.
Хеш-функция должна удовлетворять целому ряду условий:
хеш-функция должна быть чувствительна к всевозможным изменениям в тексте , таким как вставки, выбросы, перестановки и т.п.;
хеш-функция должна обладать свойством необратимости, то есть задача подбора документа
,
который обладал бы требуемым значением
хеш-функции, должна быть вычислительно
неразрешима;
вероятность того, что значения хеш-функции двух различных документов (вне зависимости от их длин) совпадут, должна быть ничтожно мала.
Большинство хеш-функции строится на
основе однонаправленной функции f(-),
которая образует выходное значение
длиной n при задании двух входных значений
длиной n. Этими входами являются блок
исходного текста m и хеш-значение
предыдущего блока текста (рис.8):
Рис. 8. Построение однонаправленной хеш-функции.
Хеш-значение, вычисляемое при вводе последнего блока текста, становится хеш-значением всего сообщения М.
В результате однонаправленная хеш-функция всегда формирует выход фиксированной длины n (независимо от длины входного текста).
4.2 Однонаправленные хеш-функции на основе симметричных блочных алгоритмов
Однонаправленную хеш-функцию можно построить, используя симметричный блочный алгоритм. Наиболее очевидный подход состоит в том, чтобы шифровать сообщение М посредством блочного алгоритма в режиме СВС или СFВ с помощью фиксированного ключа и некоторого вектора инициализации, Последний блок шифртекста можно рассматривать в качестве хеш-значения сообщения М. При таком подходе не всегда возможно построить безопасную однонаправленную хеш-функцию, но всегда можно получить код аутентификации сообщения MAC (Message Authentication Code).
Более безопасный вариант хеш-функции можно получить, используя блок сообщения в качестве ключа, предыдущее хеш-значение-в качестве входа, а текущее хеш-значение-в качестве выхода. Реальные хеш-функции проектируются еще более сложными. Длина блока обычно определяется длиной ключа, а длина хеш-значения совпадает с длиной блока. Поскольку большинство блочных алгоритмов являются 64-битовыми, некоторые схемы хеширования проектируют так, чтобы хеш-значение имело длину, равную двойной длине блока.
Литература:
Защита информации в персональных ЭВМ/ А.В. Спесивцев, В.А. Вернер, А.Ю. Крутяков и др..- М.:Радио и связь, 1993 г.
Теоретические основы компьютерной безопасности. Уч. Пособие для вузов по спец. "Компьютерная безопасность", "Компьютерное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем"/ П.Н. Девытин, О.О. Михальский, Д.И. Правиков, А.Ю. Щербатов. – М.:Радио и связь.2000 – 190 с.
Основы информационной безопасности. Учебное пособие для вузов/Е.Б. Белов, В.П. Лось, Р.В. Мещеряков, А.А. Шелупанов – М.:Горячая линия – Телеком, 2006-544 с.
Введение в защиту информации в автоматизированных системах: Учебное пособие для вузов. – 2-е издание. – М.:Горяцая линия – Телеком, 2004-147 с.