Криптографические методы защиты информации

Как только данные будут зашифрованы, сессионный ключ зашифровывается с помощью открытого ключа получателя сообщения, который отправляется к получателю вместе с зашифрованным текстом.

Расшифровка происходит в обратной последовательности. Программа PGP получателя сообщения использует закрытый ключ получателя для извлечения временного сессионного ключа, с помощью которого программа ^атем дешифрует текст.

Тем не менее при работе с программой PGP возникает проблема: при шифровании исходящих сообщений открытым ключом своего корреспондента, отправитель сообщений не может их потом прочитать, ввиду того, что исходящее сообщение шифруется с помощью закрытого ключа отправителя и открытого ключа его корреспондента. Чтобы этого избежать, в настройках программы PGP есть опция, позволяющая зашифровывать свои исходящие сообщения таким образом, чтобы их можно было потом взять из архива и прочитать.

Ключи, используемые программой, хранятся на жестком диске компьютера в зашифрованном состоянии в виде двух файлов, называемых кольцами (keyrings): одного для открытых ключей, а другого — для закрытых. В течение работы с программой PGP открытые ключи корреспондентов вносятся в открытые кольца. Закрытые ключи хранятся в закрытом кольце. Если вы потеряли закрытое кольцо, то не сможете расшифровать информацию, зашифрованную с помощью ключей, находящихся в этом кольце.

Хотя открытый и закрытый ключи взаимосвязаны, чрезвычайно сложно получить закрытый ключ, исходя из наличия только открытого ключа, однако это возможно, если вы имеете мощный компьютер. Поэтому крайне важно выбирать ключи подходящего размера: достаточно большого для обеспечения безопасности и достаточно малого для обеспечения быстрого режима работы. Кроме этого, необходимо учитывать личность того, кто намеревается прочитать ваши зашифрованные сообщения, насколько он заинтересован в их расшифровке, каким временем он располагает и какие у него имеются ресурсы.

Более длинные ключи будут более надежными в течение длительного срока. Поэтому, если вам необходимо так зашифровать информацию, чтобы она хранилась в течение нескольких лет, следует применить мощный ключ.

Открытые ключи для шифрования можно разместить на одном из PGP-серверов. С этого момента каждый, кто хочет, может послать вам электронную почту в зашифрованном виде. Если вы используете преимущественно одну и ту же почтовую программу, шифрование и дешифровка будут не сложнее простого нажатия кнопки. Если же вы используете разные программы, то достаточно поместить письмо в буфер и дать команду шифровать в буфере. После этого можно вернуть письмо в почтовую программу и отослать. Существуют три основных способа шифрования информации:

      напрямую в почтовой программе (самый удобный);

      через копирование текста в буфер обмена Windows;

      через шифрование всего файла, который затем прикрепляется к сообщению.

Программа PGP предназначена, в первую очередь, для защиты электронной почты, хотя ее можно использовать и для защиты файлов на жестком диске. Особенно привлекательными чертами PGP являются многочисленные plug-ins для таких популярных почтовых программ, как Eudora, Netscape и Outlook. Plug-ins настраивают PGP для этих программ и дополняют их некоторыми приятными мелочами, например, дополнительными кнопками на панели инструментов. Пиктограмма в правом нижнем углу (tray), всплывающая панель инструментов (floating toolbox) и меню правой кнопки мыши (right-click menu) в PGP очень логичны и удобны, поэтому она проста в управлении.

Можно столкнуться с системой защиты PGP в программе Nuts & Bolts фирмы Helix Software. Это та же программа, только PGP — более новой версии. Компания Network Associates поглотила Helix и завладела правами на продукт. Новая версия PGP for Personal Privacy совместима с предыдущими версиями, в том числе Nuts & Bolts.

Рекомендуется использовать связку популярной почтовой программы The Bat! (заодно поддержав производителей отечественного программного обеспечения) и PGP. Безусловным достоинством этой программы является то, что она позволяет использовать как внешнюю программу PGP (то есть оригинальную, непосредственно от разработчиков), так и установить специальное дополнение к программе, дающее возможность работать с PGP (основанное на популярной библиотеке SSLeay). Все основные возможности PGP поддерживаются в полной мере и достаточно просты в употреблении.

Заметим, что PGP позволяет шифровать сообщение и составлять электронную подпись (ее еще часто называют сигнатурой или PGP-сигнатурой). Если с шифрованием все достаточно понятно, то сигнатура нуждается в дополнительном пояснении. Все дело в том, что сообщение может быть не только прочтено, но и модифицировано. Для установки факта целостности сообщения вычисляется дайджест сообщения — аналог контрольной суммы, но более надежный в силу его уникальности.

Программа PGP применяет так называемую хэш-функцию. Ее работа заключается в следующем. Если произошло какое-либо изменение информации, пусть даже на один бит, результат хэш-функции будет совершенно иным. Дайджест шифруется при помощи закрытого ключа и прилагается к самому сообщению. Теперь получатель может при помощи открытого ключа расшифровать дайджест отправителя, затем, вычислив заново дайджест для полученного сообщения, сравнить результаты. Полное совпадение дайджестов говорит о том, что сообщение не изменилось при пересылке.

Шифрование и электронную подпись можно использовать и одновременно. В этом случае отправитель при помощи открытого ключа получателя шифрует сообщение, а потом подписывает его при помощи своего закрытого ключа. В свою очередь получатель сначала проверяет целостность сообщения, применяя открытый ключ отправителя, а потом расшифровывает сообщение, используя уже собственный закрытый ключ. Все это кажется достаточно сложным, однако на практике усваивается быстро. Достаточно обменяться с кем-нибудь парой писем с помощью PGP.

В настоящий момент программа доступна на платформах UNIX, DOS, Macintosh и VAX. Пакет программ PGP свободно распространяется по Internet для некоммерческих пользователей вместе с 75-страничным справочным руководством.

Однако следует сразу предупредить пользователей, что система PGP не сертифицирована для применения в Российской Федерации. Поэтому следует избегать ее использования в государственных организациях, коммерческих банках и т. п. Но для личного пользования граждан она является великолепным средством защиты от посягательств на свою частную жизнь.

Глава 3. Электронная цифровая подпись.

В чем же состоит определение подлинности (аутентификация) информации? Прежде всего в установке того факта, что полученная информация была передана подписавшим ее отправителем, и что она при этом не искажена.

Сегодня нетрудно констатировать, что электронные технологии идут вперед с головокружительной скоростью. Словосочетание «электронная цифровая подпись» стало уже привычным. А еще сравнительно недавно пользователи с большим недоверием относились к электронным документам, считая, что подделать их проще, чем документы на бумажном носителе.

Собственноручная подпись под документом с давних пор используется людьми в качестве доказательства, что человек, подписавший данный документ, ознакомился с ним и согласен с его содержанием. Почему же подпись заслужила такое доверие?

Основные причины этого заключаются в следующем:

      подлинность подписи можно проверить (ее присутствие в документе позволяет убедиться, действительно ли он был подписан человеком, который обладает правом ставить эту подпись);

      подпись нельзя подделать (подлинная подпись является доказательством того, что именно тот человек, которому она принадлежит, поставил эту подпись под документом);

      подпись, которая уже стоит под одним документом, не может быть использована еще раз для подписания второго документа (подпись — неотъемлемая часть документа и ее нельзя перенести в другой документ);

      подписанный документ не подлежит никаким изменениям;

      от подписи невозможно отречься (тот, кто поставил подпись, не может впоследствии заявить, что он не подписывал этот документ).

На самом деле, ни одно из перечисленных свойств подписи полностью, на все 100%, не выполняется. В нашем современном криминальном обществе подписи подделывают и копируют, от них отрекаются, а в уже подписанные документы вносят произвольные изменения. Однако люди вынуждены мириться с недостатками, присущими подписи, поскольку мошеннические трюки с подписями проделывать не просто и шансы быть пойманными у мошенников достаточно велики.

Проблему электронной подписи можно было бы решить путем создания сложных считывающих устройств, разлагающих подпись на бумаге на элементы, переводящих эти элементы в цифровой код и на приемном конце производить операцию проверки подлинности, сверяя полученный цифровой код с хранящимся образцом. Такие технические средства уже используются, но, в основном, для защиты от несанкционированного доступа, где пользователь ставит свою подпись и в его присутствии происходит сверка. Совсем иначе обстоят дела, если документ послан по почте. При этом возникает трудная проблема: подписанный документ можно перехватить и изменить или полностью заменить, и к поддельному документу «приклеить» подпись, «отрезанную» от подлинного.

Попытка использовать подпись в компьютерных файлах сопряжена с еще большими трудностями по тем причинам, что:

      любой файл можно скопировать вместе с имеющейся в нем подписью;

      после подписания в файл можно внести любые изменения, которые в принципе не поддаются обнаружению.

Эти недостатки устраняются при использовании электронной цифровой подписи, позволяющей заменить при безбумажном электронном документообороте традиционные печать и подпись. Она не имеет ничего общего с последовательностью символов, соответствующих печати или подписи, приписанной к документу. При построении цифровой подписи вместо обычной связи между печатью или рукописной подписью и листом бумаги выступает сложная зависимость между документом, секретным и общедоступным (открытым) ключами, а также цифровой подписью. Невозможность подделки электронной цифровой подписи обусловлена очень большим объемом математических вычислений.

Эта подпись может иметь вполне читаемый, «буквенный» вид, но чаще она представлена в виде последовательности произвольных символов. Цифровая подпись может храниться вместе с документом, например, стоять в его начале или конце, либо в отдельном файле. Естественно, что в последнем случае при проверке подписи необходимо располагать как самим документом, так и файлом, содержащим подпись.

Чего мы хотим от электронной цифровой подписи, и чем она лучше обычной? Электронная цифровая подпись — это средство, позволяющее на основе использования криптографических методов определить авторство и подлинность документа. При этом электронная цифровая подпись имеет следующие преимущества:

      возможность идентификации принадлежности подписи на основе объективных показателей;

      высокая защищенность от подделки;

      жесткая связь с подписываемым документом.

Если первые два условия еще можно как-то реализовать для традиционной подписи, то третье выполняется только в случае применения электронной цифровой подписи. Ведь она представляет собой специальный зашифрованный код, присоединяемый к электронному сообщению. Это еще и один из самых перспективных способов аутентификации и установления доверительных связей на рынке электронной коммерции.

Но до сих пор не существует единого мнения о том, какой способ шифрования наилучший и как организовать сети, где используются цифровые подписи. Но и в случае применения цифровой подписи существуют «подводные камни», угрожающие электронным документам.

Рассмотрим возможные угрозы (виды злоумышленных действий), которые наносят существенный ущерб развитию электронного документооборота. Они подрывают доверие к компьютерной технологии визирования документов. При обмене электронными документами (рис. 4.34) существуют следующие виды злоумышленных действий:

      отказ от авторства или от факта получения документа;

      модификация документа;

      подмена документа;

      активный перехват;

      подмена имени («маскарад»);

      повторная рассылка документов.

В случае отказа от авторства пользователь А заявляет, что не посылал документ пользователю В, хотя на самом деле послал. При модификации документа пользователь А сам изменяет полученный документ и утверждает, что именно таким получил его от пользователя В. Когда пользователь В формирует документ и заявляет, что получил его от пользователя А, имеет место подмена документа.

Если злоумышленник подключился к сети, он активно перехватывает информацию и вносит в нее изменения. В ситуации, когда пользователь С посылает документ не от своего имени, а от имени пользователя А, имеет место подмена имени или так называемый «маскарад». При повторной рассылке документов пользователь С повторяет посылку документа, который пользователь А ранее послал пользователю В. Для этого, чтобы исключить возможность подобных злоумышленных действий, и придумали электронную цифровую подпись.