Электронная цифровая подпись и особенности ее применения

И в суму его пустую

суют грамоту другую

А.С. Пушкин

С давних времен от человека к человеку пересылались различные послания. Иногда это были подложные письма от подставного адресата. Чтобы этого избежать, ставились на бумаге признаки подлинности: подписи, печати и пр., что в полной мере не гарантировало от несанкционированного доступа к содержанию письма. В настоящее время пользователь, получив послание в электронном виде, должен быть уверен, что:

· достоверно установлен автор сообщения;

· послание не было искажено;

· обеспечена его конфиденциальность, т.е. с ним не знакомились посторонние лица.

Для обеспечения авторства и исключения возможности внесения искажений в текст документа используются различные механизмы шифрования (криптографии). Криптография – это наука об обеспеченности секретности и/или аутентичности (подлинности) передаваемых сообщений. Шифрование производится программными и аппаратными средствами.

Защита информации методом криптографического преобразования заключается в приведении ее к неявному виду путем преобразования составных частей информации с помощью специальных алгоритмов либо аппаратных средств и кодов ключей. Ключ – это изменяемая часть криптографической системы, хранящаяся в тайне и определяющая, какое шифрующее преобразование из возможных выполняется в данном случае. Для преобразования используется некоторый алгоритм или устройство, реализующее заданный алгоритм. Само же управление процессом шифрования осуществляется с помощью периодически меняющегося кода ключа.

Шифрование может быть симметричным и ассиметричным. Первое основывается на использовании одного и того же секретного ключа для шифрования и дешифрования. Второе характеризуется тем, что для шифрования используется один общедоступный ключ, а для дешифрования – другой, являющийся секретным, при этом знание общедоступного ключа не позволяет определить секретный ключ.

При использовании симметричного шифрования порядок работы следующий.^* Исходный текст документа кодируется с применением специальных алгоритмов и некоего секретного (закрытого) ключа, превращаясь в строку символов, которая фактически и представляет собой цифровую подпись под документом. Электронная цифровая подпись (ЭЦП) добавляется к исходному тексту документа, и сформированный файл пересылается получателю. Для этого владелец ЭЦП вставляет дискету с закрытым ключом в дисковод и нажимает указателем мыши на соответствующую кнопку, что и означает подписание документа электронной подписью. Процесс проверки кода аутентификации у получателя, т.е. правильности ЭЦП, выполняется аналогичным образом. При этом проверяется не только подпись, но и текст, т.к. кодирование производилось с использованием всех символов исходного текста документа. Как видим, при симметричной ЭЦП и у отправителя, и у получателя имеется один и тот же ключ и одинаковые права подписываться цифровой подписью и проверять полученные сообщения. Преимущества этой системы заключаются в ее простоте и относительно невысокой стоимости. Условиями применения симметричной ЭЦП является взаимное доверие владельцев закрытого ключа, исключающее отказ от своей подписи под документом, изготовление подложны данных и пр., т.е. ЭЦП должна быть неотрекаемой. К тому же при рассылке неопределенному кругу лиц получать принципиально не может иметь заранее ключ. Если у Вас 50 корреспондентов, то Вам придется хранить 50 секретных ключей, по одному для каждого.

Названные проблемы позволяет решить криптография с открытым ключом, использующая ассиметричные алгоритмы шифрования.^*

Криптография с открытым ключом основана на концепции ключевой пары. Каждая половина пары (один ключ) шифрует информацию таким образом, что ее может расшифровать только другая половина (второй ключ). Одна часть ключевой пары – личный ключ, известна только ее владельцу. Другая половина – открытый ключ, распространяется среди всех его корреспондентов, но связана только с этим владельцем. Ключевые пары обладают уникальной особенностью: данные, зашифрованные любым из ключей пары, могут быть расшифрованы только другим ключом из этой пары. Другими словами, нет никакой разницы, личный или открытый ключ используется для шифрования послания; получатель сможет применить для расшифровки вторую половину пары.

Ключи можно использовать и для обеспечения конфиденциальности послания, и для аутентификации его автора. В первом случае для шифрования послания отправитель использует открытый ключ получателя, и таким образом оно останется зашифрованным, пока получатель не расшифрует его личным ключом. Во втором случае, отправитель шифрует послание личным ключом, к которому только он сам имеет доступ.

Шифрование посланий открытым ключом принципиально не слишком отличается от симметричного шифрования с использованием секретного ключа, но все же имеет ряд преимуществ. Например, открытая часть ключевой пары может свободно распространяться без опасений, что это помешает использовать личный ключ. Не нужно рассылать копию своего открытого ключа всем корреспондентам; они смогут получить его на сервере вашей компании или у вашего провайдера.

Другое преимущество криптографии с открытым ключом в том, что она позволяет аутентифицировать отправителя послания. Поскольку вы – единственный, кто имеет возможность зашифровать какую-либо информацию вашим личным ключом, всякий, кто использует ваш открытый ключ для расшифровки послания, может быть уверен, что оно от вас. Таким образом, шифрование электронного документа вашим личным ключом схоже с подписью на бумажном документе. Но не забывайте: нет никаких гарантий, что помимо получателя ваше послание не прочтет кто-то еще. Использование криптографических алгоритмов с открытым ключом для шифрования посланий – это достаточно медленный вычислительный процесс, поэтому специалисты по криптографии придумали способ быстро генерировать короткое, уникальное представление вашего послания, называемое дайджестом послания. Дайджест можно зашифровать, а затем использовать как вашу цифровую подпись.

Чтобы использовать систему криптографии с открытым ключом, необходимо сгенерировать открытый и личный ключи. Обычно это делается программой, которая будет использовать ключ (такой, как ваш Web-браузер или программа электронной почты). После того, как ключевая пара сгенерирована, вы должны хранить свой личный ключ в тайне от посторонних. Затем вам нужно распространить открытый ключ среди своих корреспондентов. Можете использовать для этого электронную почту, но вдруг вы забудете внести кого-то в список или у вас появятся новые корреспонденты: Кроме того, такой подход не обеспечит аутентификации: кто-то может сгенерировать ключевую пару и, назвавшись вами, разослать открытый ключ корреспондентам. После этого ничто не помешает ему отправлять сообщения от вашего имени.

Самый лучший и надежный способ распространения открытых ключей – воспользоваться услугами сертификационных центров. Сертификационный центр выступает как хранилище цифровых сертификатов. Он принимает ваш открытый ключ вместе с доказательствами вашей личности (какими – зависит от класса сертификата). После этого ваши корреспонденты могут обращаться в сертификационный центр за подтверждением вашего открытого ключа. Цифровые сертификаты выступают в роли электронного варианта удостоверения личности и, будучи общепринятым методом распространения открытых ключей, позволяют вашим корреспондентам убедиться, что вы на самом деле тот. За кого себя выдаете.

Нет системы шифрования, идеально подходящей для всех ситуаций. В таблице 5 проведено сравнение преимуществ и недостатков каждого типа шифрования.^*

Таблица 5