Электронная цифровая подпись

Собственноручная подпись под документом с давних пор используется людьми в качестве доказательства того факта, что человек, подписавший данный документ, ознакомился и согласен с его содержанием. При передаче электронных документов по каналам связи возникает проблема аутентификации автора документа и самого текста, т.е. установления подлинности автора и отсутствия изменений в полученном документе. Целью аутентификации электронных документов является их защита от возможных видов злоумышленных действий, 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 - дополнительная информация, соответствующая данному электронному документу, которая могла быть сформирована только владельцем некоторого секрета - закрытого ключа и которая позволяет с использованием специального алгоритма установить факт соответствия подписи закрытому ключу подписывающего.

После подписывания сообщения М к нему дописывается цифровая подпись размером 512 бит и текстовое поле. В текстовом поле могут содержаться: дата и время отправки или различные данные об отправителе.

Сообщение М + { Цифровая подпись Текст}

Для формирования цифровой подписи документа обычно создается так называемый дайджест сообщения (message digest), который представляет собой свертку исходного сообщения с помощью специальной хэш-функции (hash - мелко измельчать и перемешивать). Длина дайджеста с одной стороны намного меньше, чем возможные исходные сообщения, а с другой стороны такова, что полный перебор возможных значений является практически невыполнимым. Длина дайджеста, порождаемого алгоритмами Ривеста - MD2,MD4,MD5 равняется 128 битам, а алгоритмом SHA-1 - 160 битам.(Secure Hash Algorithm 1 - алгоритм криптографического хеширования. Для входного сообщения произвольной длины алгоритм генерирует 160-битное хеш-значение. Рекомендован в качестве основного для государственных учреждений в США).

Разрядность в 128 или 160 бит гарантирует, что на сегодняшнее время в мире не существует двух разных документов, имеющих одинаковую свертку.

В системах ЭЦП подписывается не сам документ, а только его свертка. Если на приемной стороне вычисленное получателем самостоятельно хэш-сумма документа совпадает с присланным, то и весь документ признается аутентичным - внести в него изменения, не изменив значение хэш-суммы, невозможно.

Хэширование произхводится с помощью промежуточной вспомогательной переменной разрядностью в n бит. В качестве ее начального значения выбирается произвольное известное всем сторонам значение, например, 0. Входные данные разбиваются на блоки по (k-n) бит. На каждой итерации хэширования со значением промежуточной величины, полученной на предыдущей итерации, объединяется очередная (k-n) - битная порция входных данных, и над получившимся k-битным блоком производится базовое преобразование. В результате весь входной текст оказывается "перемешанным" с начальным значением вспомогательной функции. Из-за характера преобразования базовую функцию еще часто называют сжимающей. Значение вспомогательной величины после финальной итерации поступает на выход хэш-функции.

Система RSA может использоваться для цифровой подписи.

Предположим, что стороне нужно отправить стороне ответ , подтверждённый цифровой подписью.

Алгоритм: Взять открытый текст Создать цифровую подпись с помощью своего секретного ключа Передать пару , состоящую из сообщения и подписи.

Алгоритм: Принять пару Взять открытый ключ стороны Проверить подлинность подписи: подпись верная

Наибольшее распространение получили два алгоритма криптостойкого хэширования: алгоритм MD5 (Message digest № 5) (Рональдом Ривестом (Ronald Rivest)) и алгоритм SHA-1 (Sequre Hash Algorithm) (Институт Стандартизации США NIST). Размер значения хэш-функции, вычисленной по алгоритма MD5 равен 128 битам, а значение хэш-функции, вычисленной по алгоритму SHA-1 равен 160 битам.

Использование однонаправленных хэш-функций для подписания документов

На практике криптосистемы с открытым ключом не всегда эффективны при подписании документов значительного объема. В целях экономии времени можно подписывать не сам документ, а хэш-значение, вычисленное для этого документа при помощи однонаправленной хэш-функции. Участники протокола должны только заранее условиться о том, какой алгоритм шифрования с открытым ключом и какую однонаправленную хэш-функцию они будут использовать для подписания документов.

Криптографы придумали множество алгоритмов цифровой подписи. Все они основаны на криптосистемах с открытым ключом. При этом секретная информация используется для того, чтобы поставить подпись под документом, а общедоступная - чтобы проверить подлинность этой подписи. Поэтому часто процесс подписания документа называют шифрованием на тайном клю че, а процесс проверки подлинности подписи — расшифрованием на открытом ключе. Однако это справедливо только для одного алгоритма шифрования с открытым ключом - RSA, а подавляющее большинство остальных алгоритмов цифровой подписи совершенно непригодны для шифрования сообщений.

Битовая строка, которая присоединяется к документу при его подписании (например, хэш-значение файла, зашифрованное на тайном ключе) будет именоваться цифровой подписью.

Дата добавления: 2014-01-20