Современные симметричные и асимметричные криптосистемы (стр. 4 из 4)

При проверке ЭЦП получатель сообщения снова вычисляет хеш-функцию m = h(М) принятого по каналу текста М, после чего при помощи открытого ключа отправителя проверяет, соответствует ли полученная подпись вычисленному значению m хеш-функции.

Принципиальным моментом в системе ЭЦП является невозможность подделки ЭЦП пользователя без знания его секретного ключа подписи.

В качестве подписываемого документа может быть использован любой файл. Подписанный файл создается из неподписанного путем добавления в него одной или более электронных подписей.

Каждая подпись содержит следующую информацию:

1. Дату подписи;

2. Срок окончания действия ключа данной подписи;

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

4. Идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);

5. Собственно цифровую подпись.

1.10 Однонаправленные хеш-функции

Хеш-функция предназначена для сжатия подписываемого документа

до нескольких десятков или сотен бит. Хеш-функция h(-) принимает в качестве аргумента сообщение (документ) М произвольной длины и возвращает хеш-значение фиксированной длины. Обычно хешированная информация является сжатым двоичным представлением основного сообщения произвольной длины. Следует отметить, что значение хеш-функции сложным образом зависит от документа и не позволяет восстановить сам документ .

Хеш-функция должна удовлетворять целому ряду условий:

· хеш-функция должна быть чувствительна к всевозможным изменениям в тексте М, таким как вставки, выбросы, перестановки и т.п.;

· хеш-функция должна обладать свойством необратимости, то есть задача подбора документа

, который обладал бы требуемым значением хеш-функции, должна быть вычислительно неразрешима;

· вероятность того, что значения хеш-функции двух различных документов (вне зависимости от их длин) совпадут, должна быть ничтожно мала.

Большинство хеш-функции строится на основе однонаправленной функции f(-), которая образует выходное значение длиной n при задании двух входных значений длиной n. Этими входами являются блок исходного текста m и хеш-значение

предыдущего блока текста (рис.8):

Рис. 8. Построение однонаправленной хеш-функции.

Хеш-значение, вычисляемое при вводе последнего блока текста, становится хеш-значением всего сообщения М.

В результате однонаправленная хеш-функция всегда формирует выход фиксированной длины n (независимо от длины входного текста).

1.11 Однонаправленные хеш-функции

на основе симметричных блочных алгоритмов

Однонаправленную хеш-функцию можно построить, используя симметричный блочный алгоритм. Наиболее очевидный подход состоит в том, чтобы шифровать сообщение М посредством блочного алгоритма в режиме СВС или СFВ с помощью фиксированного ключа и некоторого вектора инициализации, Последний блок шифр текста можно рассматривать в качестве хеш-значения сообщения М. При таком подходе не всегда возможно построить безопасную однонаправленную хеш-функцию, но всегда можно получить код аутентификации сообщения MAC (Message Authentication Code).

Более безопасный вариант хеш-функции можно получить, используя блок сообщения в качестве ключа, предыдущее хеш-значение - в качестве входа, а текущее хеш-значение - в качестве выхода. Реальные хеш-функции проектируются еще более сложными. Длина блока обычно определяется длиной ключа, а длина хеш-значения совпадает с длиной блока. Поскольку большинство блочных алгоритмов являются 64-битовыми, некоторые схемы хеширования проектируют так, чтобы хеш-значение имело длину, равную двойной длине блока.

Табл. 1. Схема безопасного хеширования, у которых длина хеш-значения равна длине блока

Первые четыре схемы хеширования, являющиеся безопасными при всех атаках, приведены на рис. 9.

Рис. 9. Четыре схемы безопасного хеширования.

2. ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования являются алгоритмы шифрования, алгоритмы электронной цифровой подписи и соответствующие стандарты.

2.1 Результаты работы

Отчет должен содержать:

1) постановку задачи;

2) описание работы алгоритма, системы;

3) структурную схему работы алгоритма, системы;

4) листинг;

5) тестовые примеры (входные и выходные данные).

2.2 Варианты заданий для выполнения лабораторной работы

1.	Реализация алгоритма Ривеста.
2.	Реализация алгоритма DES – общий.
3.	Реализация алгоритма DES – режим сцепления блоков в СВС шифре.
4.	Реализация алгоритма DES – режим работы ECB (электронный блокнот).
5.	Реализация алгоритма DES – режим работы CFB – обратная связь по шифротексту.
6.	Реализация алгоритма DES – OFB – обратная связь по выходу.
7.	Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES.
8.	Алгоритм федерального стандарта х9.9.
9.	Алгоритм криптографического преобразования – общий.
10.	Алгоритм криптографического преобразования в режиме простой замены.
11.	Алгоритм криптографического преобразования в режиме гаммирования.
12.	Алгоритм криптографического преобразования в режиме гаммирования с обратной связью
13.	Алгоритм криптографического преобразования в режиме имитовставки.
14.	Алгоритм RSA – общий.
15.	Алгоритм, основанный на схеме шифрования Эль Гамаля.
16.	Алгоритм, основанный на комбинированном методе шифрования
17.	Алгоритм, основанный на комбинированном методе шифрования (симметричные системы с секретном ключом + ассиметричные системы с открытым ключом) – общий.
18.	Алгоритм открытого распределения ключей Диффи-Хеллмана
19.	Алгоритм на основе протокола Kerberos (Цербер) с применением алгоритма DES и других.
20.	Алгоритм цифровой подписи RSA.
21.	Алгоритм цифровой подписи DSA.
22.	Отечественный стандарт цифровой подписи ГОСТ Р34.10-94 (близок к алгоритму DSA).
23.	Алгоритм цифровой подписи с дополнительными функциями по схеме «слепой подписи».
24.	Алгоритм цифровой подписи с дополнительными функциями по схеме «неоспоримой подписи».
25.	Реализация модели защиты ОС – Харрисона-Руззо-Ульмана (модель доступа к данным).
26.	Реализация матричной модели доступа.

2.3 Контрольные вопросы

1. Концепция криптосистем с открытым ключом. Однонаправленные функции.

2. Особенности симметричных криптосистем.

3. Модель доступа к данным при защите ОС.

4. Электронная цифровая подпись

5. Алгоритмы электронной цифровой подписи

6. Проблемы аутентификации данных и электронная цифровая подпись.

7. Управление криптографическими ключами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Защита информации в персональных ЭВМ/ А.В. Спесивцев, В.А. Вернер, А.Ю. Крутяков и др..- М.: Радио и связь, 1993 г.

2. Теоретические основы компьютерной безопасности. Уч. Пособие для вузов по спец. "Компьютерная безопасность", "Компьютерное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем"/ П.Н. Девытин, О.О. Михальский, Д.И. Правиков, А.Ю. Щербатов. – М.: Радио и связь.2000 – 190 с.

3. Основы информационной безопасности. Учебное пособие для вузов/Е.Б. Белов, В.П. Лось, Р.В. Мещеряков, А.А. Шелупанов – М.: Горячая линия – Телеком, 2006-544 с.

4. Введение в защиту информации в автоматизированных системах: Учебное пособие для вузов. – 2-е издание. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004-147 с.