Эцп описание. Электронная (цифровая) подпись: история, использование и применение. Виды электронно-цифровой подписи

Тема «Электронная цифровая подпись»

1. Понятие электронной цифровой подписи и ее техническое обеспечение

2. Организационное и правовое обеспечение электронной цифровой подписи.

1.Понятие электронной цифровой подписи и ее техническое

обеспечение

В мире электронных документов подписание файла с помощью графических символов теряет смысл, так как подделать и скопировать графический символ можно бесконечное количество раз. Электронная Цифровая Подпись (ЭЦП) является полным электронным аналогом обычной подписи на бумаге, но реализуется не с помощью графических изображений, а с помощью математических преобразований над содержимым документа.

Особенности математического алгоритма создания и проверки ЭЦП гарантируют невозможность подделки такой подписи посторонними лицами,

ЭЦП – реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа ЭЦП и позволяющий идентифицировать владельца ключа, а

также установить отсутствие искажения информации в электронном документе.

ЭЦП представляет собой определенную последовательность символов,

которая формируется в результате преобразования исходного документа (или любой другой информации) при помощи специального программного обеспечения. ЭЦП добавляется к исходному документу при пересылке. ЭЦП является уникальной для каждого документа и не может быть перенесена на другой документ. Невозможность подделки ЭЦП обеспечивается значительным количеством математических вычислений, необходимых для

её подбора. Таким образом, при получении документа, подписанного ЭЦП,

Применение ЭЦП обеспечивает: простое разрешение спорных ситуаций (регистрация всех действий участника системы во времени),

невозможность изменения заявки участника до даты окончания закупки.

Кроме того, ЭЦП способствует: снижению затрат на пересылку документов, быстрому доступу к торгам, проходящим в любой точке России.

Пользоваться электронной подписью достаточно просто. Никаких специальных знаний, навыков и умений для этого не потребуется. Каждому пользователю ЭЦП, участвующему в обмене электронными документами,

генерируются уникальные открытый и закрытый (секретный)

криптографические ключи.

Закрытый ключ – это закрытый уникальный набор информации объемом 256 бит, хранится в недоступном другим лицам месте на дискете,

смарт-карте, ru-token. Работает закрытый ключ только в паре с открытым

Открытый ключ - используется для проверки ЭЦП получаемых документов/файлов. Технически это набор информации объемом 1024 бита.

Открытый ключ передается вместе с Вашим письмом, подписанным ЭЦП.

Дубликат открытого ключа направляется в Удостоверяющий Центр, где создана библиотека открытых ключей ЭЦП. В библиотеке Удостоверяющего Центра обеспечивается регистрация и надежное хранение открытых ключей во избежание попыток подделки или внесения искажений.

Вы устанавливает под электронным документом свою электронную цифровую подпись. При этом на основе секретного закрытого ключа ЭЦП и содержимого документа путем криптографического преобразования вырабатывается некоторое большое число, которое и является электронно-

цифровой подписью данного пользователя под данным конкретным документом. Это число добавляется в конец электронного документа или сохраняется в отдельном файле.

В подпись, в том числе, записывается следующая информация: имя

файла открытого ключа подписи, информация о лице, сформировавшем подпись, дата формирования подписи.

Пользователь, получивший подписанный документ и имеющий открытый ключ ЭЦП отправителя на основании текста документа и открытого ключа отправителя выполняет обратное криптографическое преобразование, обеспечивающее проверку электронной цифровой подписи отправителя. Если ЭЦП под документом верна, то это значит, что документ действительно подписан отправителем и в текст документа не внесено никаких изменений. В противном случае будет выдаваться сообщение, что сертификат отправителя не является действительным.

Термины и Определения: Электронный документ - документ, в

котором информация представлена в электронно-цифровой форме.

Владелец сертификата ключа подписи - физическое лицо, на имя которого удостоверяющим центром выдан сертификат ключа подписи и которое владеет соответствующим закрытым ключом электронной цифровой подписи, позволяющим с помощью средств электронной цифровой подписи создавать свою электронную цифровую подпись в электронных документах

(подписывать электронные документы).

Средства электронной цифровой подписи - аппаратные и (или)

программные средства, обеспечивающие реализацию хотя бы одной из следующих функций - создание электронной цифровой подписи в электронном документе с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи, подтверждение с использованием открытого ключа электронной цифровой подписи подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе, создание закрытых и открытых ключей электронных цифровых подписей.

Сертификат средств электронной цифровой подписи - документ на бумажном носителе, выданный в соответствии с правилами системы сертификации для подтверждения соответствия средств электронной цифровой подписи установленным требованиям.

Сертификат ключа подписи - документ на бумажном носителе или электронный документ с электронной цифровой подписью уполномоченного лица удостоверяющего центра, которые включают в себя открытый ключ электронной цифровой подписи и которые выдаются удостоверяющим центром участнику информационной системы для подтверждения подлинности электронной цифровой подписи и идентификации владельца сертификата ключа подписи.

Пользователь сертификата ключа подписи - физическое лицо,

использующее полученные в удостоверяющем центре сведения о сертификате ключа подписи для проверки принадлежности электронной цифровой подписи владельцу сертификата ключа подписи.

Информационная система общего пользования - информационная система, которая открыта для использования всеми физическими и юридическими лицами и в услугах которой этим лицам не может быть отказано.

Корпоративная информационная система - информационная система, участниками которой может быть ограниченный круг лиц,

определенный ее владельцем или соглашением участников этой

информационной системы.

Удостоверяющий центр - юридическое лицо, выполняющее функции по: изготовлению сертификатов ключей подписей, созданию ключей электронных цифровых подписей по обращению участников информационной системы с гарантией сохранения в тайне закрытого ключа электронной цифровой подписи, приостановлению и возобновлению действие сертификатов ключей подписей, а также аннулированию их,

ведению реестра сертификатов ключей подписей, обеспечению его актуальности и возможности свободного доступа к нему участников информационных систем, проверке уникальности открытых ключей электронных цифровых подписей в реестре сертификатов ключей подписей и архиве удостоверяющего центра, выдаче сертификатов ключей подписей в форме документов на бумажных носителях и (или) в форме электронных

документов с информацией об их действии, осуществлению по обращениям пользователей сертификатов ключей подписей подтверждения подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе в отношении выданных им сертификатов ключей подписей, предоставлению участникам информационных систем иных связанных с использованием электронных цифровых подписей услуг.

При этом удостоверяющий центр должен обладать необходимыми материальными и финансовыми возможностями, позволяющими ему нести гражданскую ответственность перед пользователями сертификатов ключей подписей за убытки, которые могут быть понесены ими вследствие недостоверности сведений, содержащихся в сертификатах ключей подписей.

2. Организационное и правовое обеспечение электронной

цифровой подписи.

Правовое обеспечение электронной цифровой подписи следует понимать не только как совокупность нормативно-правовых актов,

обеспечивающих правовой режим ЭЦП и средств ЭЦП. Это гораздо более широкое понятие. Оно лишь начинается с государственного закона об электронной цифровой подписи, но развивается далее и впоследствии охватывает все теоретические и практические вопросы, связанные с электронной коммерцией вообще.

Первый в мире закон об электронной цифровой подписи был принят в марте 1995 г. Законодательным собранием штата Юта (США) и утвержден Губернатором штата.

Закон получил название Utah Digital Signature Act. Ближайшими последователями штата Юта стали штаты Калифорния, Флорида, Вашингтон,

где вскоре тоже были приняты соответствующие законодательные акты.

В качестве основных целей первого закона об электронной подписи были провозглашены:

Минимизация ущерба от событий незаконного использования и подделки электронной цифровой подписи;

обеспечение правовой базы для деятельности систем и органов сертификации и верификации документов, имеющих электронную природу;

правовая поддержка электронной коммерции (коммерческих операций, совершаемых с использованием средств вычислительной техники);

придание правового характера некоторым техническим стандартам,

ранее введенным Международным союзом связи (ITU - International Telecommunication Union) и Национальным институтом стандартизации США (ANSI - American National Standards Institute), а также рекомендациям Наблюдательного совета Интернета (IAB - Internet Activity Board),

выраженным в документах RFC 1421 - RFC 1424.

Закон состоит из пяти частей:

В первой части вводятся основные понятия и определения, связанные с использованием ЭЦП и функционированием средств ЭЦП. Здесь же рассматриваются формальные требования к содержательной части электронного сертификата, удостоверяющего принадлежность открытого ключа юридическому или физическому лицу.

Вторая часть закона посвящена лицензированию и правовому регулированию деятельности центров сертификации.

Прежде всего, здесь оговорены условия, которым должны удовлетворять физические и юридические лица для получения соответствующей лицензии, порядок ее получения, ограничения лицензии и условия ее отзыва. Важным моментом данного раздела являются условия признания действительности сертификатов, выданных нелицензированными удостоверителями, если участники электронной сделки выразили им совместное доверие и отразили его в своем договоре. Фактически здесь закрепляется правовой режим сетевой модели сертификации, рассмотренной нами выше.

В третьей части закона сформулированы обязанности центров сертификации и владельцев ключей. В частности, здесь рассмотрены:

порядок выдачи сертификата;

порядок предъявления сертификата и открытого ключа;

условия хранения закрытого ключа;

действия владельца сертификата при компрометации закрытого

порядок отзыва сертификата;

срок действия сертификата;

условия освобождения центра сертификации от ответственности за неправомерное использование сертификата и средств ЭЦП;

порядок создания и использования страховых фондов,

предназначенных для компенсации ущерба третьим лицам, возникшего в результате неправомочного применения ЭЦП.

Четвертая часть закона посвящена непосредственно цифровой подписи.

Ее основное положение заключается в том, что документ, подписанный цифровой подписью, имеет ту же силу, что и обычный документ,

подписанный рукописной подписью.

В пятой части закона рассмотрены вопросы взаимодействия центров сертификации с административными органами власти, а также порядок функционирования так называемых репозитариев - электронных баз данных, в которых хранятся сведения об изданных и отозванных сертификатах.

В целом закон об ЭЦП штата Юта отличается от других аналогичных правовых актов высокой подробностью.

Германский закон об электронной подписи (Signaturgesetz) был введен в действие в 1997 г. и стал первым европейским законодательным актом такого рода. Целью закона объявлено создание общих условий для такого применения электронной подписи, при котором ее подделка или фальсификация подписанных данных могут быть надежно установлены.

В Законе прослеживаются следующие основные направления:

установление четких понятий и определений;

подробное регулирование процедуры лицензирования органов сертификации и процедуры сертификации открытых ключей пользователей средств ЭЦП (правовой статус, порядок функционирования центров

сертификации, их взаимодействие с государственными органами и другими центрами сертификации, требования к сертификату открытого ключа электронной подписи);

Рассмотрение вопросов защищенности цифровой подписи и данных,

подписанных с ее помощью, от фальсификации;

Порядок признания действительности сертификатов открытых ключей.

По своему духу германский Закон об электронной подписи является регулирующим.

В отличие от аналогичного закона Германии, Федеральный Закон об электронной подписи США является координирующим правовым актом. Это связано с тем, что ко времени его принятия соответствующее регулирующее законодательство уже сложилось в большинстве отдельных штатов.

Как видно из названия Закона (Electronic Signatures in Global and National Commerce Act), его основное назначение состоит в обеспечении правового режима цифровой электронной подписи в электронной коммерции. Подписание Закона Президентом США состоялось в день национального праздника - 4 июля 2000 г. (День независимости), что должно придать этому законодательному акту особое значение. По мнению обозревателей принятие данного закона символизирует вступление человечества в новую эру - эру электронной коммерции.

ответственных за функционирование ее инфраструктуры. Не сосредоточиваясь на конкретных правах и обязанностях центров сертификации, которым уделяется особое внимание в законодательствах других стран, Федеральный Закон США относит их к понятию инфраструктура ЭЦП и в самых общих чертах оговаривает взаимодействие элементов этой структуры с правительственными органами.

В России с основными положениями Федерального Закона об

электронной подписи можно познакомиться на примере проекта. Согласно проекту, Закон состоит из пяти глав и содержит более двадцати статей.

В первой главе рассмотрены общие положения, относящиеся к Закону.

Как и аналогичные законы других государств, российский законопроект опирается на несимметричную криптографию. Основной целью Закона провозглашается обеспечение правовых условий для применения ЭЦП в электронном документообороте и реализации услуг по удостоверению ЭЦП участников договорных отношений.

Во второй главе рассмотрены принципы и условия использования электронной подписи. Здесь, во-первых, выражена возможность, а во-вторых,

приведены условия равнозначности рукописной и электронной подписи.

Кроме того, особо акцентировано внимание на характерных преимуществах ЭЦП:

лицо может иметь неограниченное количество закрытых ключей ЭЦП, то есть, создать себе разные электронные подписи и использовать их в разных условиях;

все экземпляры документа, подписанные ЭЦП, имеют силу оригинала.

Проект российского Закона предусматривает возможность ограничения сферы применения ЭЦП. Эти ограничения могут накладываться федеральными законами, а также вводиться самими участниками электронных сделок и отражаться в договорах между ними.

Интересно положение статьи о средствах ЭЦП, в которой закрепляется утверждение о том, что «средства ЭЦП не относятся к средствам,

обеспечивающим конфиденциальность информации». На самом деле это не совсем так. По своей природе средства ЭЦП, основанные на механизмах несимметричной криптографии, конечно же, могут использоваться для защиты информации. Возможно, это положение включено для того, чтобы избежать коллизий с другими нормативными актами, ограничивающими применение средств криптографии в обществе.

Важным отличием от аналогичных законов других государств является

положение российского законопроекта о том, что владелец закрытого ключа несет ответственность перед пользователем соответствующего открытого ключа за убытки, возникающие в случае ненадлежащим образом организованной охраны закрытого ключа.

Еще одной отличительной чертой российского законопроекта является список требований к формату электронного сертификата. Наряду с общепринятыми полями, рассмотренными нами выше, российский законодатель требует обязательного включения в состав сертификата наименования средств ЭЦП, с которыми можно использовать данный открытый ключ, номер сертификата на это средство и срок его действия,

наименование и юридический адрес центра сертификации, выдавшего данный сертификат, номер лицензии этого центра и дату ее выдачи. В

зарубежном законодательстве и в международных стандартах мы не находим требований столь подробного описания программного средства ЭЦП, с

помощью которого генерировался открытый ключ. По-видимому, это требование российского законопроекта продиктовано интересами безопасности страны.

Массовое применение программного обеспечения, исходный код которого не опубликован и потому не может быть исследован специалистами, представляет общественную угрозу. Это относится не только к программным средствам ЭЦП, но и вообще к любому программному обеспечению, начиная с операционных систем и заканчивая прикладными программами.

В третьей главе рассмотрен правовой статус центров сертификации (в

терминологии законопроекта - удостоверяющих центров открытых ключей электротой подписи). В России оказание услуг по сертификации электронной подписи является лицензируемым видом деятельности, которым могут заниматься только юридические лица. Удостоверение электронной подписи государственных учреждений могут осуществлять только государственные удостоверяющие центры.

По своему характеру структура органов сертификации -

Процедура формирования цифровой подписи

На подготовительном этапе этой процедуры абонент А − отправитель сообщения − генерирует пару ключей: секретный ключ k A и открытый ключ K A . Открытый ключ K A вычисляется из парного ему секретного ключа k A . Открытый ключ K A рассылается остальным абонентам сети (или делается доступным, например, на разделяемом ресурсе) для использования при проверке подписи.

Для формирования цифровой подписи отправитель А прежде всего вычисляет значение хэш-функции h(М) подписываемого текста М (рис. 1). Хэш-функция служит для сжатия исходного подписываемого текста М в дайджест m − относительно короткое число, состоящее из фиксированного небольшого числа битов и характеризующее весь текст М в целом. Далее отправитель А шифрует дайджест m своим секретным ключом k A . Получаемая при этом пара чисел представляет собой цифровую подпись для данного текста М . Сообщение М вместе с цифровой подписью отправляется в адрес получателя.

Рис.1. Схема формирования электронной цифровой подписи

Абоненты сети могут проверить цифровую подпись полученного сообщения М с помощью открытого ключа отправителя K A этого сообщения (рис. 2).

При проверке ЭЦП абонент В − получатель сообщения М − расшифровывает принятый дайджест m открытым ключом K A отправителя А . Кроме того, получатель сам вычисляет с помощью хэш-функции h(М) дайджест m’ принятого сообщения М и сравнивает его с расшифрованным. Если эти два дайджеста − m и m’ − совпадают, то цифровая подпись является подлинной. В противном случае либо подпись подделана, либо изменено содержание сообщения.

Рис.2. Схема проверки электронной цифровой подписи

Принципиальным моментом в системе ЭЦП является невозможность подделки ЭЦП пользователя без знания его секретного ключа подписывания. Поэтому необходимо защитить секретный ключ подписывания от несанкционированного доступа. Секретный ключ ЭЦП, аналогично ключу симметричного шифрования, рекомендуется хранить на персональном ключевом носителе в защищенном виде.

Электронная цифровая подпись представляет собой уникальное число, зависящее от подписываемого документа и секретного ключа абонента. В качестве подписываемого документа может быть использован любой файл. Подписанный файл создается из неподписанного путем добавления в него одной или более электронных подписей.

Помещаемая в подписываемый файл (или в отдельный файл электронной подписи) структура ЭЦП обычно содержит дополнительную информацию, однозначно идентифицирующую автора подписанного документа. Эта информация добавляется к документу до вычисления ЭЦП, что обеспечивает и ее целостность. Каждая подпись содержит следующую информацию:

· дату подписи;

· срок окончания действия ключа данной подписи;

· информацию о лице, подписавшем файл (Ф.И.О., должность, краткое наименование фирмы);

· идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);

· собственно цифровую подпись.

Важно отметить, что, с точки зрения конечного пользователя, процесс формирования и проверки цифровой подписи отличается от процесса криптографического закрытия передаваемых данных следующими особенностями.

При формировании цифровой подписи используется закрытый ключ отправителя, тогда как при зашифровании применяется открытый ключ получателя. При проверке цифровой подписи используется открытый ключ отправителя, а при расшифровывании − закрытый ключ получателя.

Проверить сформированную подпись может любое лицо, так как ключ проверки подписи является открытым. При положительном результате проверки подписи делается заключение о подлинности и целостности полученного сообщения, то есть о том, что это сообщение действительно отправлено тем или иным отправителем и не было модифицировано при передаче по сети. Однако, если пользователя интересует, не является ли полученное сообщение повторением ранее отправленного или не было ли оно задержано на пути следования, то он должен проверить дату и время его отправки, а при наличии − порядковый номер.

Сегодня существует большое количество алгоритмов ЭЦП.

Как и все люди, абоненты сети передачи данных могут не доверять друг другу или вести себя нечестно. Они могут подделывать чужие сообщения, отрицать свое авторство или выдавать себя за другое лицо. Особенно актуальными становятся эти проблемы в связи с развитием электронной коммерции и возможностью оплаты услуг через Интернет . Поэтому во многих системах связи получатель корреспонденции должен иметь возможность удостовериться в подлинности документа, а создатель электронного послания должен быть в состоянии доказать свое авторство получателю или третьей стороне. Следовательно, электронные документы должны иметь аналог обычной физической подписи. При этом подпись должна обладать следующими свойствами:

подпись воспроизводится только одним лицом, а подлинность ее может быть удостоверена многими;
подпись неразрывно связывается с данным сообщением и не может быть перенесена на другой документ;
после того, как документ подписан, его невозможно изменить;
от поставленной подписи невозможно отказаться, то есть лицо, подписавшее документ, не сможет потом утверждать, что не ставило подпись.

Асимметричные алгоритмы шифрования могут быть использованы для формирования цифровой (электронной) подписи ( digital signature ) – уникального числового дополнения к передаваемой информации, позволяющего проверить ее авторство. Электронная (цифровая) подпись ( ЭЦП ) представляет собой последовательность бит фиксированной длины, которая вычисляется определенным образом с помощью содержимого подписываемой информации и секретного ключа.

При формировании цифровой подписи специальным образом шифруется или все сообщение целиком, или результат вычисления хеш-функции от сообщения. Последний способ обычно оказывается предпочтительнее, так как подписываемое сообщение может иметь разный размер, иногда довольно большой, а хеш-код всегда имеет постоянную не очень большую длину. Рассмотрим подробнее оба варианта формирования ЭЦП .

Самый простой способ основывается, так же как и при открытом шифровании, на использовании пары связанных между собой ключей (открытого и закрытого). Однако роли закрытого и открытого ключей меняются – ключ подписывания становится секретным, а ключ проверки – открытым. Если при этом сохраняется свойство, что по открытому ключу нельзя практически найти закрытый ключ , то в качестве подписи может выступать само сообщение, зашифрованное секретным ключом. Таким образом подписать сообщение может только владелец закрытого ключа, но каждый, кто имеет его открытый ключ , может проверить подпись.

Пусть, например, пользователь А хочет отправить пользователю Б подписанное сообщение. Процедура создания и проверки подписи состоит из следующих шагов:

Пользователь А шифрует сообщение М своим закрытым ключом R и получает зашифрованное сообщение С .
Зашифрованное сообщение пересылается пользователю Б.
Пользователь Б расшифровывает полученное сообщение С , используя открытый ключ пользователя А. Если сообщение расшифровалось, значит, оно подписано пользователем А.

рис. 9.2 .

Рис. 9.2.

До тех пор, пока пользователь А надежно хранит свой закрытый ключ , его подписи достоверны. Кроме того, невозможно изменить сообщение, не имея доступа к закрытому ключу абонента А; тем самым обеспечивается аутентичность и целостность данных.

Физическое представление пары ключей зависит от конкретной системы, поддерживающей использование ЭЦП . Чаще всего ключ записывается в файл , который, в дополнение к самому ключу, может содержать, например, информацию о пользователе - владельце ключа, о сроке действия ключа, а также некий набор данных, необходимых для работы конкретной системы (подробнее об этом см. "Электронная цифровая подпись"). Данные о владельце ключа позволяют реализовать другую важную функцию ЭЦП - установление авторства, поскольку при проверке подписи сразу же становится ясно, кто подписал то или иное сообщение. Обычно программные продукты, осуществляющие проверку ЭЦП , настраиваются так, чтобы результат исполнения появлялся на экране в удобном для восприятия виде с указанием поставившего подпись пользователя, например, так:

"Подпись файла приказ.doc верна (

На рис. 9.2 представлена схема формирования так называемой цифровой подписи с восстановлением документа . Цифровые подписи с восстановлением документа как бы содержат в себе подписываемый документ: в процессе проверки подписи автоматически вычисляется и тело документа . Если при расшифровывании сообщение восстановилось правильно, значит, подпись была верной. Цифровая подпись с восстановлением документа может быть реализована, например, с помощью одного из самых популярных алгоритмов формирования ЭЦП – RSA .

В случае использования цифровой подписи с восстановлением документа все сообщение целиком подписывается, то есть шифруется. В настоящее время на практике так обычно не делается. Алгоритмы шифрования с открытым ключом достаточно медленные, кроме того, для подтверждения целостности сообщения требуется много памяти. К тому же практически все применяемые алгоритмы вычисления ЭЦП используют для расчета сообщения заранее заданной стандартной длины. Например, в российском алгоритме формирования цифровой подписи ГОСТ Р34.10-94 этот размер определен равным 32 байтам. Поэтому для экономии времени и вычислительных ресурсов, а также для удобства работы асимметричный алгоритм обычно используется вместе с какой-нибудь однонаправленной хеш-функцией. В этом случае вначале с помощью хеш-функции из сообщения произвольной длины вычисляется хеш-код нужного размера, а затем для вычисления ЭЦП производится шифрование полученного на предыдущем этапе хеш-кода от сообщения.

ЭЦП , вычисленные по хеш-коду документа, называют присоединяемыми цифровыми подписями . Такие цифровые подписи представляют собой некоторый числовой код, который необходимо пристыковывать к подписываемому документу. Само сообщение при этом не шифруется и передается в открытом виде вместе с цифровой подписью отправителя.

Если пользователь А хочет отправить пользователю Б сообщение М , дополненное присоединенной цифровой подписью, то процедура создания и проверки подписи должна состоять из следующих шагов:

Пользователь А посылает пользователю Б свой открытый ключ U по любому каналу связи, например, по электронной почте.
Пользователь А с помощью некоторой надежной хеш-функции Н вычисляет хеш-код своего сообщения h = H(M) .
Затем пользователь А шифрует хеш-код сообщения h своим закрытым ключом R и получает цифровую подпись С .
Исходное сообщение М вместе с цифровой подписью С пересылаются пользователю Б.
Пользователь Б вычисляет хеш-код h полученного сообщения М , а затем проверяет цифровую подпись С , используя открытый ключ пользователя А.

Этот протокол можно изобразить в виде схемы, как на

Цифровая подпись

Электро́нная цифрова́я по́дпись (ЭЦП )- реквизит электронного документа , предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяющий идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе, а также обеспечивает неотказуемость подписавшегося.

Общая схема

Схема электронной подписи обычно включает в себя:

алгоритм генерации ключевых пар пользователя;
функцию вычисления подписи;
функцию проверки подписи.

Функция вычисления подписи на основе документа и секретного ключа пользователя вычисляет собственно подпись. В зависимости от алгоритма функция вычисления подписи может быть детерминированной или вероятностной. Детерминированные функции всегда вычисляют одинаковую подпись по одинаковым входным данным. Вероятностные функции вносят в подпись элемент случайности, что усиливает криптостойкость алгоритмов ЭЦП. Однако, для вероятностных схем необходим надёжный источник случайности (либо аппаратный генератор шума, либо криптографически надёжный генератор псевдослучайных бит), что усложняет реализацию.
В настоящее время детерминированные схемы практически не используются. Даже в изначально детерминированные алгоритмы сейчас внесены модификации, превращающие их в вероятностные (так, в алгоритм подписи PKCS#1 добавила предварительное преобразование данных (OAEP), включающее в себя, среди прочего, зашумление).

Функция проверки подписи проверяет, соответствует ли данная подпись данному документу и открытому ключу пользователя. Открытый ключ пользователя доступен всем, так что любой может проверить подпись под данным документом.

Поскольку подписываемые документы - переменной (и достаточно большой) длины, в схемах ЭЦП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хэш . Для вычисления хэша используются криптографические хэш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хэш-функции не являются частью алгоритма ЭЦП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хэш-функция.

Алгоритмы ЭЦП делятся на два больших класса: обычные цифровые подписи и цифровые подписи с восстановлением документа. Обычные цифровые подписи необходимо пристыковывать к подписываемому документу. К этому классу относятся, например, алгоритмы, основанные на эллиптических кривых (ГОСТ Р 34.10-2001, ДСТУ 4145-2002). Цифровые подписи с восстановлением документа содержат в себе подписываемый документ: в процессе проверки подписи автоматически вычисляется и тело документа. К этому классу относится один из самых популярных алгоритмов - код аутентичности сообщения, несмотря на схожесть решаемых задач (обеспечение целостности документа и неотказуемости авторства). Алгоритмы ЭЦП относятся к классу асимметричных алгоритмов, в то время как коды аутентичности вычисляются по симметричным схемам.

Защищённость

Цифровая подпись обеспечивает:

Удостоверение источника документа. В зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т. д.
Защиту от изменений документа. При любом случайном или преднамеренном изменении документа (или подписи) изменится хэш, следовательно, подпись станет недействительной.
Невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, то владелец не может отказаться от своей подписи под документом.
Предприятиям и коммерческим организациям сдачу финансовой отчетности в государственные учреждения в электронном виде;
Организацию юридически значимого электронного документооборота.

Возможные атаки на ЭЦП таковы…

Подделка подписи

Получение фальшивой подписи, не имея секретного ключа - задача практически нерешаемая даже для очень слабых шифров и хэшей.

Подделка документа (коллизия первого рода)

Злоумышленник может попытаться подобрать документ к данной подписи, чтобы подпись к нему подходила. Однако в подавляющем большинстве случаев такой документ может быть только один. Причина в следующем:

Документ представляет из себя осмысленный текст.
Текст документа оформлен по установленной форме.
Документы редко оформляют в виде Plain Text - файла, чаще всего в формате DOC или HTML.

Если у фальшивого набора байт и произойдет коллизия с хешем исходного документа, то должны выполниться 3 следующих условия:

Случайный набор байт должен подойти под сложно структурированный формат файла.
То, что текстовый редактор прочитает в случайном наборе байт, должно образовывать текст, оформленный по установленной форме.
Текст должен быть осмысленным, грамотным и соответствующий теме документа.

Впрочем, во многих структурированных наборах данных можно вставить произвольные данные в некоторые служебные поля, не изменив вид документа для пользователя. Именно этим пользуются злоумышленники, подделывая документы.

Вероятность подобного происшествия также ничтожно мала. Можно считать, что на практике такого случиться не может даже с ненадёжными хеш-функциями, так как документы обычно большого объёма - килобайты.

Получение двух документов с одинаковой подписью (коллизия второго рода)

Куда более вероятна атака второго рода. В этом случае злоумышленник фабрикует два документа с одинаковой подписью, и в нужный момент подменяет один другим. При использовании надёжной хэш-функции такая атака должна быть также вычислительно сложной. Однако эти угрозы могут реализоваться из-за слабостей конкретных алгоритмов хэширования, подписи, или ошибок в их реализациях. В частности, таким образом можно провести атаку на SSL-сертификаты и алгоритм хеширования

Социальные атаки

Социальные атаки направлены на «слабое звено» криптосистемы - человека.

Злоумышленник, укравший закрытый ключ, может подписать любой документ от имени владельца ключа.
Злоумышленник может обманом заставить владельца подписать какой-либо документ, например используя протокол слепой подписи.
Злоумышленник может подменить открытый ключ владельца (см. управление ключами) на свой собственный, выдавая себя за него.

Алгоритмы ЭЦП

Американские стандарты электронной цифровой подписи: ECDSA
Российские стандарты электронной цифровой подписи: ГОСТ Р 34.10-94 (в настоящее время не действует), ГОСТ Р 34.10-2001
Украинский стандарт электронной цифровой подписи: ДСТУ 4145-2002
Стандарт RSA
схема Шнорра

Управление ключами

Юридические аспекты

В России юридически значимый сертификат электронной подписи выдаёт удостоверяющий центр . Правовые условия использования электронной цифровой подписи в электронных документах регламентирует ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН ОТ 10.01.2002 N 1-ФЗ «ОБ ЭЛЕКТРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ПОДПИСИ»

Использование ЭЦП в России

После становления ЭЦП при использовании в электронном документообороте между кредитными организациями и кредитными бюро в 2005 году активно стала развиваться инфраструктура электронного ДОУ между налоговыми органами и налогоплательщиками. Начал работать приказ Министерства по налогам и сборам Российской Федерации от 2 апреля 2002 г. N БГ-3-32/169 «Порядок представления налоговой декларации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи» . Порядок представления налоговой декларации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи определяет общие принципы организации информационного обмена при представлении налогоплательщиками налоговой декларации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи.

В Законе РФ от 10.01.2002 № 1-ФЗ «ОБ ЭЛЕКТРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ПОДПИСИ» прописаны условия использования электронной цифровой подписи, особенности ее использования в сферах государственоого управления и в корпоративной информационной системе. Благодаря электронной цифровой подписи теперь, в частности, многие российские компании осуществляют свою торгово-закупочную деятельность в Интернете, через «Системы электронной торговли» , обмениваясь с контрагентами необходимыми документами в электронном виде, подписанными ЭЦП. Это значительно упрощает и ускоряет проведение конкурсных торговых процедур.

В Москве в рамках реализации ГЦП (Городской целевой программы) "Электронная Москва" был образован Уполномоченный удостоверяющий Центр ОАО "Электронная Москва" (http://www.uc-em.ru) для решения задач координации работ и привлечения инвестиций при выполнении Городской целевой программы.

Использование ЭЦП в других странах

Система электронных подписей широко используется в Эстонской Республике , где введена программа ID-карт, которыми снабжены 3/4 населения страны. При помощи электронной подписи в марте 2007 года были проведены выборы в местный парламент - Рийгикогу. При голосовании электронную подпись использовали 400 000 человек. Кроме того, при помощи электронной подписи можно отправить налоговую декларацию, таможенную декларацию, различные анкеты как в местные самоуправления, так и в государственные органы. В крупных городах при помощи ID-карты возможна покупка месячных автобусных билетов. Все это осуществляется через центральный гражданский портал Eesti.ee . Эстонская ID-карта является обязательной для всех жителей с 15 лет, проживающих временно или постоянно на территории Эстонии.

Примечания

Федеральный закон №149 - ФЗ от 27 июля 2006г. "Об информации, информационных технологиях и о защите информации" - http://uc-em.ru/download/02.doc

Федеральный закон № 126 - ФЗ от 07 июля 2003г. "О связи" - http://uc-em.ru/download/03.doc

Постановление Правительства РФ №319 от 30 июня 2004г. "Об утверждении Положения о Федеральном агентстве по информационным технологиям" - http://uc-em.ru/download/05.doc

Постановление Правительства Москвы №495 - ПП от 19 июня 2007г. "Об утверждении Положения о Головном удостоверяющем центре города Москвы" - http://uc-em.ru/download/06.doc

Постановление Правительства Москвы №249 - ПП от 10 апреля 2007г. "Об утверждении порядка работы органов исполнительной власти города Москвы, государственных учреждений и государственных унитарных предприятий города Москвы с электронными документами, подписанными электронной цифровой подписью" - http://uc-em.ru/download/07.doc

Постановление Правительства Москвы №997 - ПП от 19 декабря 2006г. "Об утверждении порядка использования электронной цифровой подписи органами исполнительной власти города Москвы и государственными заказчиками при размещении государственного заказа города Москвы" - http://uc-em.ru/download/08.doc

Постановление Правительства Москвы №544 - ПП "Об утверждении Положения о Системе уполномоченных удостоверяющих центров органов исполнительной власти города Москвы" - http://uc-em.ru/download/09.doc

Постановление Правительства Москвы №450 - ПП от 6 июля 2004г. "О дополнительных мерах по обеспечению эффективного использования бюджетных средств при формировании, размещении и исполнении городского государственного заказа и создании Единого реестра контрактов и торгов города Москвы" - http://uc-em.ru/download/10.doc

Постановление Правительства Москвы №299-ПП от 11 мая 2004г. "Об утверждении Положения о порядке организации выдачи и отзыва сертификатов ключей электронных цифровых подписей уполномоченных лиц органов исполнительной власти города Москвы" - http://uc-em.ru/download/11.doc

Постановление Правительства Москвы №1079-ПП от 30 декабря 2003г. "Об уполномоченном органе в области использования электронной цифровой подписи в информационных системах органов исполнительной власти города Москвы" - http://uc-em.ru/download/12.doc

Об определении уполномоченных удостоверяющих центров - http://uc-em.ru/download/14.doc

Ссылки

www.ECM-Journal.ru - Блоги и статьи. Просто об электронном документообороте

См. также

Обычная подпись
Быстрая цифровая подпись

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Цифровая подпись" в других словарях:

цифровая подпись - ЦПД Данные, добавленные к блоку данных, или криптографическое преобразование блока данных, которое позволяет получателю данных удостовериться в происхождении и целостности блока данных и обеспечить защиту от мошенничества, например, получателем.… … Справочник технического переводчика

цифровая подпись - 3.25 цифровая подпись (digital signature): Криптографическое преобразование, которое, будучи связано с элементом данных, обеспечивает услуги по аутентификации источника, целостности данных и неотказуемости подписавшей стороны. … … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации - числовое значение, вычисляемое по тексту сообщения с помощью секретного ключа отправителя, а проверяемое открытым ключом, соответствующим секретному ключу отправителя. Удостоверяет, что документ исходит от того лица, чья цифровая подпись… … Толковый словарь по информационному обществу и новой экономике

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Электронная подпись (ЭП) информация в электронной форме, присоединенная к другой информации в электронной… … Википедия

- (ЭЦП, цифровая подпись, электронная подпись, англ. digital signature), криптографическое средство, аналог подписи, позволяющий подтвердить подлинность электронного документа, созданного с помощью компьютера (см. КОМПЬЮТЕР). ЭЦП представляет… … Энциклопедический словарь, О. Н. Герман, Ю. В. Нестеренко. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлениям подготовки `Информационная безопасность` и `Математика` (квалификация `бакалавр`). В…

Директор информационной службы №07/2017 , Открытые системы. «Директор информационной службы» (CIO.ru) – журнал для менеджеров, отвечающих за идеологию, стратегию и реализацию информационной поддержки бизнеса, руководителей ИТ-подразделений предприятий… электронная книга

Электронная цифровая подпись (ЭЦП), пожалуй, является самым интересным применением криптографии с открытыми ключами. Основой электронной цифровой подписи является математическое преобразование подписываемых данных с использованием личного (секретного) ключа автора. Электронную цифровую подпись, как и любые другие данные, можно передавать вместе с подписанными, то есть защищенными ею данными. То есть, к примеру, вы можете написать электронное письмо, подписать его при помощи секретного ключа и переслать другу по открытым коммуникациям (через Интернет). ЭЦП обладает такими свойствами, что если всего один бит информации будет (нарочно или случайно) изменен, то подпись будет недостоверна (недействительна). В случае достоверности ЭЦП, ваш приятель может быть уверен: письмо не искажено и, более того, автор письма - именно вы, а не кто-нибудь.

10 января 2002 года Президент Российской Федераций утвердил Федеральный закон "Об электронной цифровой подписи". Принятие закона обеспечило правовые условия использования электронно-цифровой подписи в электронных документах, при соблюдении которых электронная цифровая подпись в электронном документе признается равнозначной собственноручной подписи в документе на бумажном носителе и заложило основы для создания юридически значимого электронного документооборота.

В конце бумажного письма или документа исполнитель или ответственное лицо обычно ставит свою подпись. Подобное действие пpеследует две цели. Во-пеpвых, получатель имеет возможность убедиться в истинности письма, сличив подпись с имеющимся у него обpазцом. Во-втоpых, личная подпись является юpидическим гаpантом автоpства документа. Последний аспект особенно важен пpи заключении pазного pода тоpговых сделок, составлении довеpенностей, обязательств и т.д. Те же самые цели преследует и ЭЦП (электронно-цифровая подпись), только документы (письма) и сама подпись в данном случае предполагаются в электронном виде.

Преследуемые цели

Итак, пусть имеются два пользователя "А" и "Б". От каких наpушений и действий злоумышленника должна защищать система аутентификации.

Отказ

"А" заявляет, что он не посылал сообщение "Б", хотя на самом деле он все-таки посылал. Для исключения этого наpушения используется электpонная (или цифpовая) подпись.

Модификация

"Б" изменяет сообщение и утвеpждает, что данное (измененное) сообщение послал ему "А".

Подделка

"Б" фоpмиpует сообщение и утвеpждает, что данное (измененное) сообщение послал ему "А".

Активный пеpехват

"В" пеpехватывает сообщения между "А" и "Б" с целью их скpытой модификации.

Для защиты от модификации, подделки и маскиpовки используются цифpовые сигнатуpы.

Маскиpовка (имитация)

"В" посылает "Б" сообщение от имени "А". В этом случае для защиты также используется электpонная подпись.

Повтоp

"В" повтоpяет pанее пеpеданное сообщение, котоpое "А" посылал pанее "Б". Несмотpя на то что пpинимаются всевозможные меpы защиты от повтоpов, именно на этот метод пpиходится большинство случаев незаконного снятия и тpаты денег в системах электpонных платежей.

Сущность цифровой подписи

Общеизвестно, что цифровая подпись файлов или электронных почтовых сообщений выполняется с использованием криптографических алгоритмов, использующих несимметричные ключи: собственно для подписи используется "секретный ключ", а для проверки чужой подписи - "открытый". Ключи представляют собой числа достаточно большой длины (от 512 до 4096 бит), математически связанные между собой.

Цифровая подпись сообщения (файла, электронного письма, сетевых пакетов) - это последовательность бит фиксированной длины, формирующаяся по тексту сообщения с использованием секретного ключа его создателя. Корректность подписи проверяется с помощью открытого ключа (см. рисунок "Формирование и проверка ЭЦП"). Обычно вместе с сообщением подписываются и некоторые его "реквизиты": дата и время создания сообщения, (возможно) номер версии сообщения, время "жизни" сообщения. Можно придумать и другие "критичные для приложений" параметры сообщения. Цифровая подпись отправляется вместе с сообщением, и, обычно, становится неотъемлемой его частью. Получатель сообщения должен располагать копией открытого ключа отправителя. Схемы распространения открытых ключей могут быть разными: от простого личного обмена ключами до сложной многоуровневой "инфраструктуры открытых ключей" (public key infrastructure - PKI). Если при проверке цифровой подписи получатель устанавливает ее корректность, то может быть уверен не только в неизменности и "актуальности" сообщения, но - что самое важное - и в том, что сообщение "подписал" действительно его автор или отправитель. Сообщение может нести на себе несколько подписей, служащих для разных целей. При этом каждая следующая подпись "накладывается" на сообщение вместе со всеми предыдущими подписями. Скажем, в некоторых системах "клиент-банк" платежное поручение подписывается "автором" (бухгалтером, клиентом или другим лицом, уполномоченным провести платеж) и "отправителем" (операционистом, дежурным оператором или другим лицом, выполняющим техническую работу по пересылке).

Центр сертификации

Выше прозвучали слова "секретный ключ" и "открытый ключ". Откуда же они взялись? Их должен формировать центр сертификации. Центр сертификации - это некоторая структура (организация), которая занимается управлением сертификатами. Сертификат открытого / закрытого ключа представляет собой следующую совокупность данных:

Имени субъекта или объекта системы, однозначно идентифицирующей его в системе;

Открытого / закрытого ключа субъекта или объекта системы;

Дополнительных атрибутов, определяемых требованиями использования сертификата в системе;

Электронной цифровой подписи Издателя (Центра сертификации), заверяющей совокупность этих данных.

Таким образом, к примеру, сертификат закрытого ключа содержит в себе сам закрытый ключ и еще дополнительные сведения.

Каждому зарегистрированному пользователю информационной системы центр сертификации формирует два сертификата - сертификат закрытого ключа и сертификат открытого ключа. Причем, первый сертификат ЦС выдает лично в руки только зарегистрированному пользователю (например, на дискете) и никому другому - это и есть "подпись". Второй сертификат - открытый, ЦС публикует в общедоступном хранилище так, чтобы любой заинтересованный пользователь мог его найти без особых трудностей.

Формирование и проверка ЭЦП

Отправитель информации с помощью секретного ключа и заранее выбранного по договоренности между абонентами асимметричного алгоритма (алгоритма ЭЦП) шифрует передаваемую информацию, представленную в цифровом виде, и таким образом получает цифровую подпись данных. Далее отправитель информации по открытому каналу связи посылает незашифрованную информацию и полученную описанным выше способом цифровую подпись получателю.

Получатель сообщения с помощью открытого ключа (который общедоступен) и выбранного по договоренности между абонентами алгоритма ЭЦП рассекречивает цифровую подпись. Далее он сравнивает принятую им незашифрованную информацию и информацию, полученную при расшифровании цифровой подписи. Если цифровая подпись не была подделана и не искажена передаваемая открытая информация, то эти две информации должны полностью совпасть. Если подпись подделана, то принятая открытая информация и информация, полученная при расшифровании, будут резко различаться.

Такой вывод может быть гарантировано сделан лишь в том случае, если выбранный для ЭЦП криптографический алгоритм обладает высокой стойкостью, то есть по знанию переданного сообщения и знанию открытого ключа никакими способами невозможно восстановить секретный ключ (ключ, которым пользуется подписывающее лицо).

В наиболее развитых странах существует практика задания алгоритма ЭЦП в виде государственных стандартов. Такие стандарты существуют и в Российской Федерации. Выбранный в них алгоритм шифрования есть результат большой работы криптографов различных организаций.

Эллиптические кривые

Алгоритм на эллиптических кривых - это усовершенствование схемы Эль Гамаля, часто используемой ранее для работы с ЭЦП. Новый вариант схемы Эль Гамаля использует аппарат эллиптических кривых над конечным полем из р- элементов, которые определяются как множество пар чисел (х,у) (каждое из которых лежит в интервале от 0 до p-1), удовлетворяющих сравнению (числа а и b фиксированы и удовлетворяют некоторому дополнительному условию): y^2 = x^3 + ax + b mod p.

Новый закон РФ "Об электронной цифровой подписи" как раз и основывается на процедурах выработки и проверки подписи на основе математического аппарата эллиптических кривых. Предварительно были подтверждены высокие криптографические качества, гарантирующие при сохранении в тайне закрытого ключа подписи невозможность её подделки в течение нескольких десятков лет даже с учётом развития вычислительной техники и соответствующих математических алгоритмов.

Секретные и открытые ключи

Свои функции ЭЦП может выполнить только при наличии у подписывающего лица некоторой информации, недоступной посторонним людям. Эта информация аналогична ключу при шифровании и поэтому получила название "закрытый ключ электронной цифровой подписи". Задача сохранения закрытого ключа в тайне по своей сути аналогична сохранению в тайне ключа шифрования, так как знание закрытого ключа подписи соответствует чистому листу бумаги с подписью владельца закрытого ключа, на котором нарушитель может написать любой текст, который будет приписан владельцу закрытого ключа. Владельцу ключа подписи нужно хранить в тайне закрытый ключ и немедленно требовать приостановления действия сертификата ключа подписи при наличии оснований полагать, что тайна закрытого ключа подписи нарушена.

Как и любой шифр, ключ, секретный ключ должен удовлетворять принятым в криптографии требованиям. В частности, должна быть исключена возможность подбора ключа. В современной криптографии для изготовления ключей используется специальное оборудование, позволяющее изготовить ключи, вероятность случайного подбора которых составляет величину порядка 10-70-10-80, то есть практически подбор исключен.

Каждому "секретному ключу" соответствует свой "открытый ключ", которым пользуются лица, принимающие сообщения. Открытый ключ, соответствующий конкретному секретному ключу, формируется отправителем сообщения с помощью специального программного обеспечения, заложенного в средства ЭЦП, и либо заранее рассылается другим абонентам сети, либо включается в подписанное сообщение, либо доступен на некотором сервере.

Пользователь, использующий открытые ключи ЭЦП для проверки подписей других абонентов сети, должен уметь четко определять, какой из открытых ключей какому пользователю принадлежит. В случае ошибок на этом этапе функционирования ЭЦП возможно неправильное определение источника сообщения со всеми вытекающими отсюда последствиями. Важно, чтобы информация о принадлежности открытого ключа определенному пользователю была документально оформлена, и это оформление должно быть выполнено специально назначенным ответственным органом.

Документ, удостоверяющий подпись, получил название сертификата открытого ключа ЭЦП (сертификат подписи). Он подтверждает принадлежность открытого ключа ЭЦП владельцу секретного ключа подписи. Такой документ должен выдаваться удостоверяющим центром открытых ключей подписи.

Наличие такого документа важно при разрешении споров о создании того или иного документа конкретным лицом. С целью исключения возможности внесения изменений в сертификаты ключей со стороны пользователей при передаче их по каналам связи, сертификат в виде электронных данных подписывается ЭЦП удостоверяющего центра. Таким образом, удостоверяющий центр выполняет функции электронного нотариуса, он должен подтверждать легитимность подписанного электронного документа. Поэтому такой нотариус, как и обычный государственный нотариус, должен исполнять свои функции на основании лицензии, выданной государственным органом.

Хороший алгоритм ЭЦП

В первую очередь, алгоритм ЭЦП должен быть "сильным" с точки зрения уровня защиты от подделки подписи. По сравнению с шифрованием информации, при котором "слабые" алгоритмы приводят к чтению информации, "слабые" алгоритмы ЭЦП приводят к подделке подписи. Подделка ЭЦП по своим последствиям может быть эквивалентна подделке собственноручной подписи.

Итак, чтобы алгоритм ЭЦП был хорошим, необходимо, чтобы он был сильным. К "сильным" алгоритмам, безусловно, относятся алгоритмы, принятые как государственные стандарты. Они наиболее полно удовлетворяют самым различным требованиям, включая требование обеспечения с их помощью высокого уровня защиты от подделки подписи.

Первый российский стандарт ЭЦП был утвержден Госстандартом России и введен в действие в 1994 году.

Сравнивая алгоритмы ЭЦП в стандартах России и США, можно отметить их совпадение с точки зрения идей, положенных в основу этих алгоритмов. Это относится как к старым стандартам подписи, так и к новым. Это обстоятельство можно рассматривать как косвенное подтверждение высоких специальных качеств выбранных отечественных алгоритмов ЭЦП и невозможности подделки подписи за реальное время.

Для того чтобы алгоритм ЭЦП был хорошим, необходимо также, чтобы он был удобно реализуем на вычислительной технике. Сама процедура подписи должна занимать минимальное время и не задерживать процесс обработки документов при электронном документообороте. Алгоритмы, принятые как государственные стандарты, в целом удовлетворяют этому требованию.

Средства ЭЦП

Несколько слов о технических средствах, реализующих ЭЦП. Выполнение сложных математических преобразований, о которых говорилось выше (шифрование информации, её хеширование, подтверждение подлинности ЭЦП, изготовление ключей ЭЦП), должно осуществляться за сравнительно короткое время и, как правило, реализуется программными либо программно-аппаратными средствами, которые получили название средства ЭЦП.

Защита от имитации

Как уже было указано выше, при помощи цифровой подписи решается проблема имитации. Под имитозащитой данных в системах обработки понимают защиту от навязывания ложных данных. Практически всегда на некоторых этапах своего жизненного цикла информация оказывается вне зоны непосредственного контроля за ней. Это случается, например, при передаче данных по каналам связи или при их хранении на магнитных носителях ЭВМ, физический доступ к которым посторонних лиц исключить почти никогда не представляется возможным.

Таким образом, физически предотвратить внесение несанкционированных изменений в данные в подавляющем большинстве реальных систем их обработки, передачи и хранения не представляется возможным. Поэтому крайне важно своевременно обнаружить сам факт таких изменений - если подобные случайные или преднамеренные искажения будут вовремя выявлены, потери пользователей системы будут минимальны и ограничатся лишь стоимостью "пустой" передачи или хранения ложных данных, что, конечно, во всех реальных ситуациях неизмеримо меньше возможного ущерба от их использования. Целью злоумышленника, навязывающего системе ложную информацию, является выдача ее за подлинную, а это возможно только в том случае, если сам факт такого навязывания не будет вовремя обнаружен, поэтому простая фиксация этого факта сводит на нет все усилия злоумышленника.

Криптографические хэш-функции

Криптографические хэш-функции используются обычно для генерации дайджеста сообщения при создании цифровой подписи. Хэш-функции отображают сообщение в имеющее фиксированный размер хэш-значение (hash value) таким образом, что все множество возможных сообщений распределяется равномерно по множеству хэш-значений. При этом криптографическая хэш-функция делает это таким образом, что практически невозможно подогнать документ к заданному хэш-значению. Много хороших криптографических хэш-функций придумано на сегодняшний день, например MD5 и SHA.

Используемая хэш-функция должна "уметь" преобразовывать сообщение любой длины в бинарную последовательность фиксированной длины. Кроме того, от нее требуются свойства:

Сообщение после применения хэш-функции должно зависеть от каждого бита исходного сообщения и от порядка их следования;

По хэшированной версии сообщения нельзя никакими способами восстановить само сообщение.

Комплексная защита сообщений

Поскольку шифрование защищает сообщения от ознакомления, а ЭЦП - от подмены, то было бы логично для обеспечения более полной безопасности совместно применять ЭЦП и комбинированное шифрование. Для этого нужно выполнить следующее.

На подготовительном этапе двое друзей, например, создают две пары ключей: секретный и открытый для асимметричного шифрования, а также секретный и открытый ключи ЭЦП. Открытыми ключами они обмениваются, а затем один посылает другому сообщение, подписанное своим секретным ключом.

Затем первый друг генерирует случайный ключ симметричного шифрования K, которым шифрует отправляемое письмо, причем только это.

Далее, чтобы можно было сообщение расшифровать, он зашифровывает ключ K (а в открытом виде посылать ключ симметричного шифрования ни в коем случае недопустимо) на открытом ключе асимметричного шифрования своего друга и добавляет его к зашифрованному письму.

Второй друг, получив зашифрованное сообщение, расшифровывает своим секретным ключом асимметричного шифрования ключ K, которым затем расшифровывает и само письмо.

И наконец, он проверяет с помощью открытого ключа друга его ЭЦП в данном письме и убеждается, что оно пришло именно от его друга и в неизмененном виде.

Может показаться неудобным то, что приходится делать слишком много ключей. Для решения этой задачи предусмотрен алгоритм Диффи-Хеллмана (названный так от имен его авторов Diffie и Hellman), позволяющий, в частности, применять одну и ту же пару ключей ЭЦП как для собственно ЭЦП, так и для симметричного шифрования.

Формат XML и ЭЦП

В настоящее время XML, или расширяемый язык разметки (eXtensible Markup Language), становится стандартным способом "транспортировки" информации в Web. Основным назначением XML является описание структуры и семантики документа. В нем описание внешнего представления документа отделено от его структуры и содержания. XML является гибким языком, может использоваться для различных целей, при этом он способен обеспечить взаимодействие со многими системами и базами данных. Но у этого формата существуют и проблемы - связаны они с вопросами безопасности.

Для полноценного использования XML нужно обеспечить защиту информации от непроизвольных или намеренных искажений как со стороны пользователей информационных систем, так и при передаче по каналам связи. Защита должна быть основана на выполнении следующих функций:

Аутентификация взаимодействующих сторон;

Подтверждение подлинности и целостности информации;

Криптографическое закрытие передаваемых данных.

Для обеспечения указанной защиты информации целесообразно применять методы электронной цифровой подписи (ЭЦП) и шифрования данных. Причем, как правило, ЭЦП обеспечивает аутентификацию, подтверждение подлинности и целостности, а закрытие данных обеспечивает шифрование. Нас же больше интересует именно ЭЦП XML-документов.

Консорциум W3C сейчас разрабатывает спецификацию XML - Signature Syntax and Processing (синтаксис и обработка подписи XML) и другие, связанные с этим документы. Сейчас она имеет статус рекомендации (http://www.w3.org/TR/xmldsig-core/). Этот документ предусматривает подпись как всего XML-документа, так и его части. Другие, связанные с подписанием XML документы, доступны по адресу: http://www.w3.org/Signature/.

XML Security (Apache)

XML Security (Phaos): http://phaos.com/products/category/xml.html

Заключение

В заключение хотелось бы отметить, что на сегодняшний день сложились благоприятные условия для комплексного решения проблем внедрения и использования систем на базе ЭЦП. Важно подчеркнуть, что корректно реализованный алгоритм электронно-цифровой подписи является мощным средством защиты электронных документов от подделки, а при использовании дополнительных криптографических механизмов - и от несанкционированного уничтожения этих документов.

Литература

М. Э. Смид, Д. К. Бранстед. Стандарт шифрования данных: прошлое и будущее. /Пер. с англ./ М., Мир, ТИИЭР. - 1988. - Т.76. - N5.

Б. В. Березин, П. В. Дорошкевич. Цифровая подпись на основе традиционной криптографии//Защита информации, вып.2.,М.: МП "Ирбис-II",1992.

У. Диффи. Первые десять лет криптографии с открытым ключом. /Пер. с англ./ М., Мир, ТИИЭР. - 1988. - Т.76. - N5.