Криптографический метод защиты информации

12.2.1.Потребность в криптографии

Для упрощения технической стороны вопроса мы перейдем от использования поня­тий договор и документ к понятию сообщение. Это позволяет формально подойти к содержательной стороне документов и рассматривать только содержание сообще­ния. Такой методологический прием характерен для информатики. Далее мы будем рассматривать документы как уникальные последовательности символов. Требова­ние уникальности связано с тем, что, если хотя бы один символ в последовательности будет как-то изменен, это будет уже совсем иной документ, не адекватный исход­ному.

Еще одно допущение, которое мы сделаем, относится к способу транспортировки сообщения. Любые виды транспортировки, будь то обычная почта, курьерская, электронная или иная, мы заменим термином канал связи.

Чтобы последовательность символов, представляющих сообщение, могла одно­значно идентифицировать ее автора, необходимо, чтобы она обладала уникальными признаками, известными только отправителю и получателю сообщения. С незапа­мятных времен это достигается применением средств шифрования (более общий термин — криптография). Если обе стороны используют один и тот же метод шиф­рования сообщений, известный только им, то мы можем говорить о том, что они общаются в защищенном канале. В защищенном канале каждая из сторон получает относительную уверенность в том, что:

• автором сообщения действительно является партнер (идентификация парт­нера);

• сообщение не было изменено в канале связи (аутентификация сообщения).

Эта уверенность относительна, так как посторонним лицам могут стать известны и метод шифрования, и его ключ.

12.2.2. Метод и ключ шифрования

Метод шифрования — это формальный алгоритм, описывающий порядок преоб­разования исходного сообщения в результирующее. Ключ шифрования — это набор параметров (данных), необходимых для применения метода.

Существует бесконечное множество методов (алгоритмов) шифрования. Как сооб­щают, Юлий Цезарь для связи со своими военачальниками использовал метод подстановки с ключом, равным 3. В исходном сообщении каждый символ заме­щался другим символом, отстоящим от него в алфавите на 3 позиции.

A = D B = E С = Р и т. д.

Разумеется, в данном случае как метод, так и ключ шифрования настолько про­сты, что на их защищенность можно рассчитывать только в том случае, если канал обслуживают лица (посыльные), не имеющие элементарной грамотности. Незна­чительно повысить защиту можно, если использовать более длинный ключ шиф­рования, например: 3—5—7. В этом случае первый символ сообщения смещается на три позиции, второй — на пять, третий — на семь позиций, после чего процесс циклически повторяется. В данном случае последовательность символов ключа можно рассматривать как ключевое слово. Если ключ содержит несколько ключе­вых слов, его называют ключевой фразой.

Если один и тот же ключ используется многократно для работы с различными сооб­щениями, его называют статическим. Если для каждого сообщения используется новый ключ, его называют динамическим. В этом случае сообщение должно нести в себе зашифрованную информацию о том, какой ключ из известного набора был в нем использован.

12.2.3.Симметричные и несимметричные методы шифрования

Рассмотренный выше метод подстановки является классическим примером сим­метричного шифрования, известного с глубокой древности. Симметричность заклю­чается в том, что обе стороны используют один и тот же ключ. Каким ключом сооб­щение шифровалось, тем же ключом оно и дешифруется (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Защита сообщения симметричным ключом

Современные алгоритмы симметричного шифрования обладают очень высокой стойкостью и могут использоваться для уверенной аутентификации сообщений, но у них есть заметный недостаток, препятствующий их применению в электрон­ной коммерции. Дело в том, что для использования симметричного алгоритма сто­роны должны предварительно обменяться ключами, а для этого опять-таки нужно либо прямое физическое общение, либо защищенный канал связи. То есть, для создания защищенного канала связи нужно предварительно иметь защищенный канал связи (пусть даже и с малой пропускной способностью). Как видите, про­блема не разрешается, а лишь переходит на другой уровень.

Алгоритмы симметричного шифрования трудно напрямую использовать в элект­ронной коммерции. Так, например, если некая компания, осуществляющая тор­говлю в Интернете, производит расчеты с покупателями с помощью кредитных или дебетовых карт, то ее клиенты должны передавать сведения о своей карте в виде зашифрованного сообщения. Если у компании тысячи клиентов, то ей при­дется столкнуться с чисто техническими проблемами:

• каждому покупателю надо создать по ключу и где-то все эти ключи хранить, что само по себе небезопасно;

• эти ключи пришлось бы передавать по незащищенным каналам связи, а это практически ничем не лучше, чем сразу открыто передавать по ним данные о платежном средстве;

• как-то надо было бы связывать покупателей с их ключами, чтобы не приме­нить к заказу Джона Буля ключ, выданный Ивану Петрову, то есть, возникает все та же проблема идентификации удаленного и незнакомого партнера.

Таким образом, для электронной коммерции традиционные методы шифрования, основанные на симметричных ключах, не годятся. Лишь в последние три десяти­летия появились и получили развитие новые методы, получившие название методов несимметричной криптографии. Именно на них и основана электронная ком­мерция вообще и средства ЭЦП в частности. Впрочем, как мы увидим в следующей главе, у симметричной криптографии тоже есть определенные преимущества, и она тоже используется в электронной коммерции, например, в гибридных систе­мах, сочетающих несимметричную и симметричную криптографию.

12.2.4.Основы несимметричной криптографии

Несимметричная криптография использует специальные математические методы, выработанные в результате развития новых отраслей математики в последние деся­тилетия. На основе этих методов были созданы программные средства, называе­мые средствами ЭЦП. После применения одного из таких средств образуется пара взаимосвязанных ключей, обладающая уникальным свойством: то, что зашифро­вано одним ключом, может быть дешифровано только другим, и наоборот. Владе­лец пары ключей может оставить один ключ себе, а другой ключ распространить (опубликовать). Публикация открытого ключа может происходить прямой рас­сылкой через незащищенный канал, например по электронной почте. Еще удобнее выставить открытый ключ на своем (или арендованном) Web-сервере, где его смо­жет получить каждый желающий.

Ключ, оставленный для себя, называется закрытым, или личным, ключом (private). Опубликованный ключ называется открытым, или публичным (public).

Сообщения (заказы, договоры и т. п.), направляемые владельцу ключевой пары, шифруются его открытым ключом. Они дешифруются с помощью закрытого ключа. Если же владелец ключевой пары захочет обратиться с сообщением к своим кли­ентам, он зашифрует его закрытым ключом, а получатели прочитают его с помо­щью соответствующих открытых ключей.

Рис. 9.2. Защита сообщения несимметричными ключами

При этом важно обратить внимание на следующие обстоятельства.

Дата добавления: 2014-01-14