Цифровая подпись

Для решения задачи аутентификации информации Диффи и Хеллманом в 1976 г. предложена концепция аутентификации на основе «цифровой подписи». Она заключается в том, что каждый пользователь сети имеет свой секретный ключ, необходимый для формирования подписи, соответствующий этому секретному ключу открытый ключ, предназначенный для проверки подписи, известен всем другим пользователям сети. В предложенной схеме цифровая подпись вычисляется на основе защищаемого сообщения и секретного ключа конкретного пользователя, являющегося отправителем этого сообщения. Каждый пользователь, имеющий соответствующий открытый ключ, может аутентифицировать сообщение по подписи. Кроме того, знание открытого ключа не позволяет подделать подпись. Такие схемы аутентификации называются асимметричными.

Вне зависимости от используемого алгоритма схема цифровой подписи включает две процедуры: процедуру формирования подписи и процедуру проверки, существенной особенностью которых является следующее. При выполнении процедуры формирования подписи используется секретный ключ, известный только лицу, осуществляющему эту процедуру. При выполнении процедуры проверки используется открытый ключ. Только в этом случае арбитр, разрешая возникший спор, может убедиться, что именно тот, кто владеет соответствующим ключом, произвел данную подпись.

Основная область применения цифровой подписи - это информационные системы, в которых отсутствует взаимное доверие сторон (финансовые системы, системы контроля за соблюдением международных договоров, например договора о контроле за ядерными испытаниями и т.д.). Возможно применение схем цифровой подписи для создания «электронного нотариуса» с целью обеспечения охраны авторских прав на программные изделия. Что же касается цифровой подписи, то:

1. Каждый человек использует для подписи документов свой секретный уникальный ключ.

2. Любая попытка подписать документ без знания соответствующего секретного ключа практически не имеет успеха.

3. Цифровая подпись документа есть функция содержания этого документа и секретного ключа. Цифровая подпись может передаваться отдельно от документа.

4. Копия подписанного цифровым способом документа не отличается от его оригинала (нет проблемы подписи каждой копии).

Методы построения цифровой подписи

Наиболее часто для построения схемы цифровой подписи используется алгоритм RSA. Схема цифровой подписи, основанная на алгоритме RSA, заключается в следующем. Допустим, пользователь А желает передать несекретное сообщение Х пользователю В, предварительно его подписав. Для этого он, используя секретный ключ d, вычисляет подпись у

Y= x (mod n)

И посылает (Х.у). Получатель В имеющий соответствующий открытый ключе, получив (Х.у) проверяет равенство

Х = y (mod n)

И сравнивает результат этого вычисления с X. В случае совпадения полученное сообщение считается подлинным. Длина подписи в этом случае равна длине сообщения, что не всегда удобно.

Другие методы основаны на формировании соответствующей сообщению контрольной комбинации с помощью классических криптоалгоритмов или так называемых «односторонних функций сжатия».

Примером таких методов являются:

1. Метод MAC (Message Authentication Codes). В нем формируется контрольная комбинация от документа (сообщения или файла) в виде свертки данного документа с секретным ключом на основе классического алгоритма типа DES.

2. Метод MDS (Manipulation Detection Codes). Метод основан на использовании кодов, обнаруживающих обман. Производится вычисление контрольной комбинации от документа на основе использования односторонней (полислучайной) функции сжатия.

Какой метод считать лучшим, определяется из конкретных условий работы. Для коротких сообщений типа платежных поручений или квитанций подтверждения приема, наверное лучше использовать алгоритм RSA. Для контроля целостности больших объемов информации предпочтительней методы аутентификации на основе блочных алгоритмов.

Сравним цифровую подпись с обычной подписью. С помощью обычной подписи всегда можно доказать авторство, потому, что:

1. У каждого человека свой только ему присущий почерк, который характеризуется определенным написанием букв, давлением на ручку и т.д.

2. Попытка подделки подписи обнаруживается с помощью графологического анализа

3. Подпись и подписываемый документ передаются только вместе на одном листе бумаги. Ситуаций, когда подпись передается отдельно от документа, не существует. При этом подпись не зависит от содержания документа, на котором она поставлена.

4. Копии подписанного документа недействительны, если они не имеют своей настоящей (а не скопированной) подписи.

Пароли

Пароли, как правило, рассматриваются в качестве ключей для входа в систему, но они используются и для других целей: блокирование записи на дисковод, в командах на шифрование данных, то есть во всех тех случаях, когда требуется твердая уверенность в том, что соответствующие действия будут производиться только законными владельцами или пользователями программного обеспечения.

Используемые пароли можно подразделить на семь основных групп:

• Пароли, устанавливаемые пользователем

• Пароли, генерируемые системой

• Случайные коды доступа, генерируемые системой

• Полуслова

• Ключевые фразы

• Интерактивные последовательности типа «вопрос - ответ»;

• «Строгие» пароли.

Первая группа является наиболее распространенной. Большинство таких паролей относятся к типу «выбери сам». Для лучшей защиты от несанкционированного доступа необходимо использовать достаточно длинный пароль, поэтому обычно система запрашивает пароль, содержащий не менее четырех-пяти букв. Существуют также и другие меры, не позволяющие пользователю создать неудачный пароль. Например, система может настаивать на том, чтобы пароль включал в себя строчные и заглавные буквы вперемешку с цифрами; заведомо очевидные пароли, например, internet, ею отвергаются. В разных операционных системах существует немало программ, которые просматривают файлы, содержащие пароли, анализируют пароли пользователей и опре­деляют, насколько они секретны. Неподходящие пароли заменяются.

Когда человек впервые загружает компьютер, и тот запрашивает у него пароль, этот пароль наверняка окажется вариантом одной из общих и акту­альных для всех тем - особенно если у пользователя не хватает времени. Представьте себе состояние человека, когда его просят придумать собственный секретный пароль. Как бы то ни было, стоит запросу появиться на экра­не монитора, и человека посещает мысль о том, что надо немедленно что-то предпринимать. Не считая гениев и безнадежных тупиц, все люди, когда надо принимать быстрые решения, мыслят и действуют примерно одинаково. Им требуется время, чтобы начать мыслить творчески, поэтому начальные пред­положения и первые умозаключения в определенных группах людей оказы­ваются одинаковыми. И пользователи выдают первое, что приходит им в го­лову. А в голову приходит то, что они видят или слышат в данный момент, либо то, что собираются сделать сразу же после загрузки. В такой ситуации пароль создается в спешке, а последующая его замена на более надежный происходит достаточно редко. Таким образом, многие пароли, созданные пользователями, могут быть раскрыты достаточно быстро.

Случайные пароли и коды, устанавливаемые системой, могут быть не­скольких разновидностей. Системное программное обеспечение может ис­пользовать полностью случайную последовательность символов — вплоть до случайного выбора регистров, цифр, пунктуации длины; или же исполь­зовать в генерирующих процедурах ограничения. Создаваемые компьюте­ром пароли могут также случайным образом извлекаться из списка обыч­ных или ничего не значащих слов, созданных авторами программы, кото­рые образуют пароли вроде onah.foopn, или ocar-back-treen.

Полуслова частично создаются пользователем, а частично - каким-либо случайным процессом. Это значит, что если даже пользователь придумает легкоугадываемый пароль, например, «абзац», компьютер дополнит его ка­кой-нибудь неразберихой, образовав более сложный пароль типа «абзац,3ю37».

Ключевые фразы хороши тем, что они длинные и их трудно угадать, зато легко запомнить. Фразы могут быть осмысленными, типа «мы были обеспокоены этим», или не иметь смысла - «ловящий рыбу нос». Следу­ет заметить, что в программировании постепенно намечается тенденция к переходу на более широкое применение ключевых фраз. К концепции клю­чевых фраз близка концепция кодового акронима, который эксперты по защите оценивают как короткую, но идеально безопасную форму пароля. В акрониме пользователь берет легко запоминающееся предложение, фразу, строчку из стихотворения и т. п., и использует первые буквы каждого слова в качестве пароля. Например, акронимами двух приведенных выше фраз являются «мбоэ» и «лрн». Подобные нововведения в теории паролей значительно затрудняют занятия электронным шпионажем.

Интерактивные последовательности «вопрос - ответ», предлагают пользователю ответить на несколько вопросов, как правило, личного пла­на: «Девичья фамилия вашей матери?», «Ваш любимый цвет?», и т. д. В компьютере хранятся ответы на множество таких вопросов. При входе пользователя в систему компьютер сравнивает полученные ответы с «пра­вильными». Системы с использованием «вопросов - ответов» склонны прерывать работу пользователя каждые десять минут, предлагая отвечать на вопросы, чтобы подтвердить его право пользоваться системой. В настоящее время такие пароли почти не используются. Когда их придумали, идея казалась неплохой, но раздражающий фактор прерывания привел к тому, что данный метод практически исчез из обихода.

«Строгие» пароли обычно используются совместно с каким-нибудь внешним электронным или механическим устройством. В этом случае компьютер обыч­но с простодушным коварством предлагает несколько вариантов приглашений, а пользователь должен дать на них подходящие ответы. Этот вид паролей часто встречается в системах с одноразовыми кодами. Одноразовые коды - это паро­ли, которые срабатывают только один раз. К ним иногда прибегают, создавая временную копию для гостей, чтобы продемонстрировать потенциальным кли­ентам возможности системы. Они также порой применяются при первом вхож­дении пользователя в систему. Во время первого сеанса пользователь вводит свой собственный пароль и в дальнейшем входит в систему лишь через него. Одноразовые коды могут также применяться в системе, когда действительный пользователь входит в нее в первый раз; затем пользователю следует поменять свой пароль на более секретный персональный код. В случаях, когда системой пользуется группа людей, но при этом нельзя нарушать секретность, прибегают к списку одноразовых кодов. Тот или иной пользователь вводит код, соответствующий времени, дате или дню недели.

Итак, для того, чтобы пароль был действительно надежен, он должен отвечать определенным требованиям:

• Быть определенной длины

• Включать в себя как прописные, так и строчные буквы

• Включать в себя одну и более цифр,

• Включать в себя один нецифровой и один неалфавитный символ.