4. Методы оби: Стохастические методы защиты.

Стохастическими методами защиты в широком смысле принято называть методы защиты компьютерных систем, прямо или косвенно основанные на использовании генераторов псевдослучайных чисел (ПСЧ) и хеш-генераторов, при этом эффективность защиты в значительной степени определяется качеством используемых алгоритмов генерации ПСЧ и алгоритмов хеширования. Криптографические методы защиты, таким образом, являются всего лишь частным случаем стохастических методов.

Генераторы ПСЧ и хеш-генераторы успешно решают практически все упомянутые выше задачи, стоящие перед разработчиками систем ОБИ. При реализации большинства методов защиты используются генераторы ПСЧ и (или) хеш-генераторы. Иначе говоря, эти методы являются стохастическими. Более того, наиболее перспективный метод защиты, а именно: метод внесения неопределенности в работу программных систем (реализация которого в принципе невозможна без использования генераторов ПСЧ), является универсальным. Он может использоваться совместно с любым другим методом защиты, автоматически повышая его качество.

**

В книге обосновывается утверждение об универсальности стохастических методов (которые имеют двойное назначение, поскольку используются как при атаках, так и при организации защиты КС) и определяющей роли генераторов ПСЧ в системах ОБИ. После обоснования утверждения о том, что роль генераторов ПСЧ при построении системы ОБИ является решающей, возникает возможность подойти к решению задач защиты КС с единых исходных позиций. Ранее научные дисциплины, в той или иной степени связанные с решением задач ОБИ, развивались обособленно друг друга. Речь в первую очередь идет о технической диагностике, теории помехоустойчивого кодирования, крипто- и стеганографии, информационной безопасности, технологии безопасного программирования.

2. Функции генераторов псевдослучайных чисел (гпсч) в системах оби

Функции генераторов ПСЧ в системах ОБИ:

• формирование тестовых воздействий на входы проверяемых компонентов системы при автономном или встроенном диагностировании;

• реализация счетчиков команд или адреса (в том числе самопроверяемых) компьютерных систем;

• определение соответствия между адресом порта ввода-вывода и запрашиваемой функцией при реализации плавающих протоколов взаимодействия ПО и устройств ввода-вывода (УВВ), механизма скрытых функций УВВ;

• формирование элементов вероятностного пространства при внесении неопределенности в результат работы алгоритмов защиты информации (вероятностное шифрования, технология OAEP);

• задание последовательности выполнения при внесении неопределенности в последовательность выполнения отдельных шагов алгоритма;

• задание длительности выполнения при внесении неопределенности в длительность выполнения отдельных шагов алгоритма для защиты от утечки по побочным каналам;

• формирование элементов вероятностного пространства при внесении неопределенности в механизм работы программных средств (полиморфизм, метаморфизм, запутывание программ (obfuscating));

• формирование гаммы при шифровании информации в режимах гаммирования и гаммирования с обратной связью;

• формирование ключей и паролей пользователей;

• формирование случайных запросов при аутентификации удаленных абонентов по принципу «запрос–ответ»;

• формирование долей секрета в протоколах разделения секрета;

• формирование затемняющих множителей при слепом шифровании (например, для скрытия содержимого электронного документа при формировании слепой подписи);

• формирование прекурсоров для защиты прав собственников информации (протокол слепой подписи).

ГПСЧ использует единственное начальное значение, откуда и следует его псевдослучайность, а ГСЧ всегда формирует случайное число, имея в начале высококачественную случайную величину, предоставленную различными источниками энтропии. Энтропия – это мера беспорядка. Информационная энтропия — мера неопределённости или непредсказуемости информации. Можно сказать, что ГСЧ = ГПСЧ + источник энтропии.

Примеры ГПСЧ:

1. Последовательность цифры в числе Пи считается случайной. Пусть генератор основывается на выводе бит представления числа Пи, начиная с какой-то неизвестной точки. Такой генератор, возможно и пройдет «тест на следующий бит», так как ПИ, видимо, является случайной последовательностью. Однако этот подход не является критографически надежным — если криптоаналитик определит, какой бит числа Пи используется в данный момент, он сможет вычислить и все предшествующие и последующие биты. Данный пример накладывает ещё одно ограничение на генераторы случайных чисел. Криптоаналитик не должен иметь возможности предсказать работу генератора случайных чисел.