4.2 Подсознательный канал

Алиса и Боб были арестованы и отправлены в тюрьму, он - в мужскую, а она - в женскую. Уолтер, надзиратель, разрешает Алисе и Бобу обмениваться сообщениями, но он не разрешает шифровать сообщения. Уолтер считает, что они планируют бегство, поэтому он хочет читать все, что они пишут.

Уолтер надеется также суметь обмануть Алису или Боба. Он хочет, чтобы один из них посчитал принятое им ложное сообщение настоящим. Алиса и Боб мирятся с риском возможного обмана, иначе они вообще не смогут общаться, но им нужно согласовать свои планы. Для этого им необходимо обмануть надзирателя и найти способ передавать секретную информацию. Им нужно создать подсознательный канал, скрытый канал связи в открытых сообщениях, хотя сообщения сами по себе не содержат секретной информации. С помощью обмена совершенно безобидными подписанными сообщениями они обменяются секретной информацией и одурачат Уолтера, даже если он просматривает все сообщения.

Простым подсознательным каналом может быть число слов в предложении. Нечетное число слов в предложении может соответствовать "1", а четное число слов -"0". Так, пока вы читаете этот самый обычный абзац, я передал вам сообщение "110". Проблематичность этого метода в том, что он является обычной стеганографией (см. раздел 1.2), ключ не используется и безопасность зависит от секретности алгоритма.

Густавус Симмонс придумал идею организации подсознательного канала с помощью обычного алгоритма цифровой подписи [1458, 1473]. Так как подсознательные сообщения спрятаны в том, что выглядит нормальными цифровыми подписями, это форма маскировки. Уолтер видит, как подписанные безобидные сообщения передаются туда и обратно, но реальная передаваемая информация проходит незаметно для него по подсознательному каналу. В действительности, алгоритм подсознательного канала в подписях не отличим от нормального алгоритма в подписях, по крайней мере для Уолтера. Ер не только не может прочитать сообщение, передаваемое по подсознательному каналу, но у него вообще нет ни малейшего представления о существовании такого сообщения. В общем случае протокол выглядит примерно так:

1. Алиса создает безобидное сообщение, все равно какое.

2. Используя общий с Бобом ключ, Алиса подписывает безобидное сообщение, пряча свое подсознательное сообщение в подписи. (Это суть подсознательного протокола, см. раздел 23.3).

3. Алиса посылает подписанное сообщение Бобу через Уолтера.

4. Уолтер читает безобидное сообщение и проверяет подпись. Не обнаружив ничего подозрительного, он передает подписанное сообщение Бобу.

5. Боб проверяет подпись под безобидным сообщением, убеждаясь, что сообщение получено от Алисы.

6. Боб игнорирует безобидное сообщение и, используя общий с Алисой секретный ключ, извлекает подсознательное сообщение.

А мошенничество? Уолтер не верит никому, и никто не верит Уолтеру. Он всегда может помешать передаче сообщений, но у него нет возможности подделать сообщение. Так как Уолтер не может создать правильной подписи, Боб обнаружит подделку на этапе (5). Уолтер не может читать подсознательные сообщения - у него нет нужного ключа. Что еще важнее, у него нет ни малейшего представления, что подсознательные сообщения существуют. Подписанные сообщения, использующие алгоритм цифровой подписи на вид ничем не отличаются от подписанных сообщений, содержащих подсознательные сообщения в подписи.

Более проблематичен обман своего партнера Алисой или Бобом. В некоторых реализациях подсознательного канала секретная информация, нужная Бобу для чтения подсознательного сообщения, совпадает с информацией, нужной Алисе для подписи безобидного сообщения. Если это так, Боб может выдать себя за Алису. Он может подписать сообщения, выдав их за посланные Алисой, и Алиса ничего не сможет с этим поделать. Если ей необходимо отправить ему подсознательное сообщение, она должна верить, что он не будет мошенничать с ее закрытым ключом.

В других реализациях подсознательного канала такой проблемы нет. Секретный ключ, общий для Алисы и Боба, позволяет Алисе отправлять Бобу подсознательные сообщения, но закрытый ключ Алисы не передается, и Боб не может подписывать сообщения ее подписью. Алисе не нужно верить, что Боб не будет мошенничать с ее закрытым ключом.

Применения подсознательного канала

Наиболее очевидным применением подсознательного канала является шпионская сеть. Если кто-то посылает и принимает сообщения, то передача сообщений по подсознательному каналу в подписанных документах не будет вызывать подозрений. Конечно же, вражеские шпионы могут делать то же самое.

Используя подсознательный канал, Алиса может, даже если ей угрожают, безопасно подписать документ. Подписывая документ, она может вставить подсознательное сообщение, написав: "Я арестована". Иные применения не так бросаются в глаза. Компания может подписать документы и вставить подсознательные сообщения для отслеживания времени действия документов. Правительство может "пометить" электронные деньги. Мошенническая программа для подписи документов может использовать подсознательные сообщения в создаваемых подписях для организации утечки секретной информации. Возможности бесконечны.

Подписи, свободные от подсознательного канала

Алиса и Боб обмениваются подписанными сообщениями, обговаривая сроки контракта. Они используют протокол цифровой подписи. Однако, эти переговоры на самом деле маскируют шпионскую деятельность Алисы и Боба. Используя алгоритм цифровой подписи, они не волнуются о подписываемых ими сообщениях. Для обмена секретной информацией они используют подсознательный канал в подписях под документами. Контрразведка, однако, не знает, что переговоры о контракте и используемые подписанные сообщения являются только прикрытием. Для противодействия подобной схеме были разработаны схемы подписи, свободной от подсознательного канала. Используемые в этих схемах цифровые подписи невозможно изменить для организации подсознательного канала. Подробности см. в [480, 481].