Для изучения схемы работы цифровой подписи рассмотрим пример передачи подписанного сообщения от ресурса Источник к субъекту Приёмник с использованием алгоритма RSA (см. рисунок 7.2.1).
Рисунок 7.2.1 — Статическая модель для изучения ЭЦП
При определении динамической модели субъект Приёмник представляется в виде процесса R, ресурс Источник — в виде процесса S (см. рисунок 7.2.2).
Рисунок 7.2.2 — Динамическая модель для изучения ЭЦП
При реализации схемы ЭЦП присутствуют следующие потоки данных:
· процесс S передаёт открытый ключ (E,N) процессу R;
· процесс S передаёт ЭЦП процессу R;
· процесс S передаёт сообщение процессу R.
Переменные в области данных процессов приведены в таблице 7.2.1.
Таблица 7.2.1 — Определение переменных процессов
Процесс | Определение области данных |
S | RSA rsa = new RSA(); |
R | RSA rsa=new RSA(); long digest=-1; String message; |
Для получения дайджеста сообщения используется алгоритм MD5. В качестве дайджеста выбираются первые 16 бит результата применения алгоритма хэширования MD5.
|
|
Формирование и отправка открытого ключа процессу приемнику выполняется в методе exchangeKeys:
long x = 25000;
long y = 30000;
long fi;
long p,q,e;
for (p = x;!Numerical.isPrime(p); p++);
for (q = y + 2;!Numerical.isPrime(q); q++);
rsa.setSecureKey(p,q);
logDataMessage("Секретный ключ","p=" + p +" q="+q);
fi=rsa.getFi();
for (e = fi / 10; Numerical.gcd(e, fi)!= 1; e++);
rsa.setOpenKey(e,rsa.getN());
logDataMessage("Открытый ключ", "e=" + e+" n="+rsa.getN());
long open_key[]=new long[2];
open_key[0]=e;
open_key[1]=rsa.getN();
send("key_out",open_key);
Подпись и отправка сообщения с ЭЦП выполняется в методе sendSignedMessage процесса S:
String message="Тестовое сообщение";
byte digest[]=MD5.digest(message);
long calcDigest=0;
for (int i=0;i<16;i++)
{
calcDigest<<=1;
calcDigest|=digest[i];
}
logDataMessage("Cообщение",message);
logDataMessage("Дайджест сообщения",calcDigest);
long code = rsa.decode(calcDigest);
logDataMessage("Сформирована ЭЦП",code);
send("hash_out",new Long(code));
send("msg_out",message);
Получение и обработка данных процессом R определены в обработчике события onRecieve:
if (hasMoreData("key_in"))
{
long key[]=(long [])recv("key_in");
rsa.setOpenKey(key[0],key[1]);
logDataMessage("Получен открытый ключ","e="+key[0]+" n="+key[1]);
} else if (hasMoreData("hash_in"))
{
Long lcode=(Long)recv("hash_in");
long code=lcode.longValue();
logDataMessage("Получена ЭЦП",code);
digest = rsa.encode(code);
logDataMessage("Дайджест сообщения",digest);
} else if (hasMoreData("msg_in"))
{
message=(String)recv("msg_in");
logDataMessage("Сообщение",message);
}
Проверка ЭЦП реализована в методе checkSign процесса R:
if (digest>=0 && message!=null)
{
byte calcByteDigest[]=MD5.digest(message);
long calcDigest=0;
for (int i=0;i<16;i++)
{
calcDigest<<=1;
calcDigest|=calcByteDigest[i];
}
if (calcDigest==digest)
logMessage("Сообщение подлинное");
else
logMessage("Сообщение ложное");
|
|
} else
logMessage("Не получены все данные");
В результате моделирования выполнена проверка целостности отправляемого сообщения.
Протокол моделирования процесса S имеет следующий вид:
1. Регистрация клиента
2. Процесс создан
3. Событие onCreate
4. Запуск метода exchangeKeys
5. Секретный ключ p=25013 q=30011
6. Открытый ключ e=75061013 n=750665143
7. Отправка данных с узла S.key_out / out 75061013, 750665143
8. Запуск метода sendSignedMessage
9. Cообщение Тестовое сообщение
10. Дайджест сообщения 42700
11. Сформирована ЭЦП 705409300
12. Отправка данных с узла S.hash_out / out 705409300
13. Отправка данных с узла S.msg_out / out Тестовое сообщение
Протокол моделирования процесса R:
1. Регистрация клиента
2. Процесс создан
3. Событие onCreate
4. Событие onRecieve в узле key_in
5. Получены данные в узле R.key_in / in 75061013, 750665143
6. Получен открытый ключ e=75061013 n=750665143
7. Событие onRecieve в узле hash_in
8. Получены данные в узле R.hash_in / in 705409300
9. Получена ЭЦП 705409300
10. Дайджест сообщения 42700
11. Событие onRecieve в узле msg_in
12. Получены данные в узле R.msg_in / in Тестовое сообщение
13. Сообщение Тестовое сообщение
14. Запуск метода checkSign
15. Сообщение подлинное
Выполнение работы
1. Определить модель схемы ЭЦП, описанную в разделе 7.2.
2. Выполнить моделирование схемы ЭЦП. Зафиксировать результат ЭЦП.
3. Изменить метод sendSignedMessage таким образом, что процессу R будет посылаться ложное сообщение. Провести повторное моделирование и зафиксировать результат.
4. Расширить модель с целью обеспечения конфиденциальности при передаче исходного сообщения.
5. Проанализировать передаваемые по каналам данные на предмет конфиденциальности исходного сообщения.
Содержание отчета
Отчет выполняется один на бригаду и должен включать:
1. Наименование и цель работы.
2. Краткие теоретические сведения.
3. Статическую модель согласно варианта.
4. Окна редактирования ресурсов, субъектов, угроз, уязвимостей, средств защиты.
5. Анализ защищенности
6. Выводы.