Використаннявідкритогоісекретногоключів.Електроннийцифровийпідпис
Захарактеромвикористанняключаалгоритмишифруваннярозподіляютьсянадватипи:симетричні(зодним-секретнимключем)інесиметричні(здвомаключами,абозвідкритимключем)(рис.5.1,5.2).Несиметричніалгоритмишифруванняідешифруванняінколиназиваютьасиметричними.
Присиметричномутипівшифраторівідправникаідешифраторіодержувачавикористовуютьсяодинітойжеключ.Шифраторутворюєшифрограму,якаєфункцієювідкритоготексту.Конкретнийвидфункціїперетворення(шифрування)визначаєтьсясекретнимключем.Дешифратородержувачаповідомленнявиконуєзворотнеперетворенняповідношеннюдоперетворення,зробленоговшифраторі.Секретнийключзберігаєтьсявтаємницііпередаєтьсявідправникомповідомленняодержувачучерезканал,якийусуваєможливостіперехопленняключакриптоаналітикомсупротивникаабокомерційнимконкурентом.
Ключ1(секретний)
Ключ1(секретний)
Текст
>•Шифратор
Відправник
(передавач)
Шифрограма | Текст | ||
-> | Дешифратор | ». | |
Каналзв'язку | |||
Одержувач (приймач) |
Рис.5.2.Схемасиметричногошифрування
Привикористанніасиметричногоалгоритмуодержувачспочаткуповідкритомуканалупередаєвідправникувідкритийключ,задопомогоюякоговідправникшифруєінформацію.Отримавшиінформаціюодержувачдешиф-:руєїїзадопомогоюдругого,секретного,ключа.Перехопленнявідкритогоключакриптоаналітикомсупротивниканедозволяєдешифруватизакритеповідомлення,оскількивонорозсекречуєтьсялишедругим,секретним,ключем.Дотогожсекретнийключпрактичнонеможливознайтизадопомогоювідкритогоключа.
Ключ1(відкритий)
Ключ2(секретний)
Текст
Шифратор
Шифрограма
Дешифратор
Текст
Відправник
(передавач)
Каналзв'язку
Одержувач
(приймач)
Рис.5.3.Схемаасиметричногошифрування
Криптографічнусистемузвідкритимключемрозробилив1976р.американціУїтфілдДіффітаМартінХеллман.
Опишемоприкладвикористаннятакоїсистеми.
ХайабонентА(наприклад,банкір)іабонентВ(наприклад,вкладник)вирішиливстановитиміжсобоюсекретнупередачушифрованоїінформаціїзвідкритимключем.
Незалежноодинвідодноговонистворюютьключітак,якцепоказановтабл.5.4(Длянаочностівибраніневеликічисла/?іq.Напрактиціжцічислає100-розряднимидесятковимичислами).
Операціюотриманнязалишкувідцілочисельногоділеннялегковиконатизадопомогоюстандартногокалькулятора,щовходитьдоскладуопераційноїсистемиMSWindows.
ФункціяЕйлера-арифметичнафункція(р(г),значенняякоїдорівнюєкількостіпозитивнихчисел,якінеперевершуютьгівзаємнопростихзг.Таблиця5.4.Створеннясекретногоівідкритогоключів
Дії | АбонентА(банкір) | АбонентВ(вкладник) |
1.Вибірдвохпростихчиселріq | р»7,4-13, | p=ll,q=23 |
1.Обчисленнядобуткуr=p-q | г=7-13=91 | r=11-23=253 |
3.РозрахунокфункціїЕйлераф(г)=r-p-q+1 | Ф(Г)=72 | ф(г)=220 |
4.Вибірвипадковогочислаs,взаємнопростогозф(і)зінтервалом0<s<<р(х) | s=5 | s=31 |
5.Розрахуноксекретногоключа/ізспіввідношеннямs-t=1(тосіф(г)) | 5-t=1(mod(72))t=29 | 31«t=l(mod(220))t=71 |
6.Публікаціявідкритогоключаs,г | s=5,r=91 | s=31,r=253 |
Наприклад,абонентАвирішивпослатиповідомленняабонентуВ.Спочаткуметодомзаміникоженсимволповідомленнязамінюється(шифрується)числом.Припустимо,щовимагаєтьсяпереслатипершубуквуповідомлення,яказашифрованаметодомзаміничислом2.
АбонентАшифруєчисло2відкритим(опублікованим)ключемабонентаВ.Дляшифруваннячисло2підноситьсядоступеняs=31:
w=231=2147483648.
Потімзнаходятьзалишоквідрозділеннячислатнавеличинуг=253,урезультатіякогоодержуютьчисло167:
231=167(mod(253)).
Нагадаємо,щочислаsireвідкритимключемабонентаВ.
Улініюпередастьсячисло167,якеєшифромпочатковогочисла2.
Одержавшишифрограму,абонентВвикористовуєсвійсекретнийключt=71.Длядешифраціївінзводитьодержанечисло167вступінь71ізнаходитьзалишоквідрозподілуодержаногорезультатуначисло253.Математичноцезаписуєтьсятак:
1677Is2(mod(253)).
Уданомувипадкузалишоквідрозділеннярівний2,отже,шифруванняідешифруваннявідбулисяправильно.Булопереданочисло2,іцежчислобулоприйнятопіслявсіхперетворень.
Мирозглянулипорядокпередачіодногосимволу.Зрозуміло,щотакимчиномпослідовнопередастьсяцілеповідомлення,алеперетвореннякожногосимволувідбуваєтьсязарозглянутоюсхемою.Зазначимо,щодлявикористанняцьогометодунеобхідноповідомленнязаздалегідьперетворитивнабірчисел,наприклад,задопомогоюкодовоїтаблиці.
АбонентВпосилаєсвоєповідомленняаналогічно.
Перевагоюшифруваннязвідкритимключемєвиключеннянеобхідностіпередачісекретногоключачереззакритіканализв'язку,наприкладзадопомогоюкур'єра.
Протецейметодмаєістотнийнедолік.Використовуючиопублікованийключ,повідомленняможеприслатибудь-якийабонент,видаючисебезаіншогоабонента.
Уподібнихвипадкахпотрібнааутентифікація-підтвердженняавторстваприсланогодокумента.Дляцихцілейрозробленоспосібшифрування,якийназиваєтьсяелектроннимпідписом.
Сутьцьогометодушифруванняполягаєвтому,щоповідомленняшифруєтьсянетількиопублікованимвідкритимключем,алеівласнимсекрет-
нимключемабонента,щовідправляєповідомлення.
Розглянемоприклад.
Припустимо,щоабонентВ(вкладник)вирішивпослатиповідомлення,щоєчислом41,абонентуА(банкіру).Спочаткувкладникшифруєповідомленнявідкритимключембанкіра:
415s6(mod(91).
Урезультатішифруваннявиходитьчисло6.
Далівкладникповторношифруєцеповідомленнясвоїмсекретнимключем71:
б71=94(mod(253)).
Шифрограма94відправляєтьсябанкіру,якийодержавшисекретнеповідомлення,використовуєспочаткувідкритийключвкладника:
9431=6(mod(253)).
Потімбанкірвикористовуєсвійсекретнийключ:
629s41(mod(91)).
УрезультатіабонентА(банкір)одержуєповідомлення-число41.
Привикористанніелектронногопідписуніхтоіншийнезможеприслатибанкіруповідомлення(наприклад,дорученняперевестигроші)відіменіабонентаВ,оскількипідчаспередачіпотрібнообов'язкововикористовуватисекретнийключвкладника,якийвідомийтількиабонентуВ[1,17].
Цифровийпідписвикористовуєтьсянетількидлязавіреннятекстовихабофінансовихдокументів.Цяжінформаційнатехнологіязастосовуєтьсядлявказівкиавторстварозробленоїпрограми.АктивніелементиActiveX,якіоживляютьweb-сторінки,завіряютьсяцифровимпідписом.Цимпідвищуєтьсябезпекавикористанняновихпрограмнихпродуктів(зменшуєтьсявірогідністьнесанкціонованоїустановки«троянськихконей»).
Широкерозповсюдженняметодівзабезпеченняавтентичностіповідомлення:
-додаваннядоповідомленнякодуавтентичностіповідомлення(Messageauthentificationcode-МАС-код)абозашифрованоїконтрольноїсуми;124
-введенняцифровихпідписів.Хеш—функціяєфункціяh(x),якаякмінімум,маєнаступнівластивості:
а)стиснення-функціяhвідображаєвхіднийрядокдекінцевої,довіль
ноїдовжиниувихіднийрядоку=Іі(х)фіксованоїдовжинил;
б)легкістьобчислення-придовільнійЛівхідномурядкухлегкооб
числитиh(x).
Безключовіхеш-функції,навхідякихподаєтьсяповідомлення;
Ключовіхеш-функції,навхідякихподаєтьсяповідомленняісекретнийключ.
Добезключовиххеш-функційвідносятьсякодивиявленнязміниповідомлення(МДС-коди,modificationdetectioncode)длявиявленняманіпуляційнадповідомленням.
Доключовиххеш-функційвідносятьсяМАС-коди-длязабезпеченняцілісностіданихіаутентифікаціїповідомленьнаосновісиметричноїкриптографії.
Цифровийпідпис(ЦП)єрядкомданих,якийзалежитьвіддеякогосекретногопараметра(ключа),відомоготількиособі,щопідписує,івідзміступовідомлення,щопідписане,представленоговцифровомувигляді.
АлгоритмгенераціїЦП-методформуванняЦП.
Алгоритмперевірки(верифікації)ЦП-методперевіркитого,щопідписєавтентичним.
Схема(механізм)ЦП-сукупністьвзаємопов'язанихалгоритмівгенераціїіверифікаціїЦП(рис.5.4).
Процес(процедура)накладенняЦП-сукупністьматематичногоалгоритмугенераціїЦПіметодівпредставлення(форматування)даних,щопідписані.
Процедура(процес)зняттяЦП-сукупністьалгоритмівверифікаціїЦПіметодіввідновленняданих.
Алгоритмверифікаціїдоступнийдлявсіходержувачівпідписанихповідомлень,аалгоритмгенераціїЦПвідомийтількиособі,щопідписує,якадлядеякогоповідомленнятєМвизначаєвідповіднийпідпистєS.Верифікатор,одержавшипару(m,S)ідеякувідкритуінформаціюпроособу,щопідписує,застосовуєвідповідниймеханізмверифікаціїЦП.Данийалгоритмвидає
подвійнийрезультат:"так",колипідписвірний,і"ні"віншомувипадку.
УсхемахЦПзвідновленнямповідомленнявсеабочастинапідписаногоповідомленняможебутивідновленабезпосередньозЦП-навхідалгоритмуверифікаціїпоступаєтількиЦПS.
УсхемахздодаваннямЦПприєднуєтьсядоповідомленняіутакомувиглядівідправляєтьсяіадресату.ДляверифікаціїтакоїЦПнеобхідноматиіпідписS,івідповіднеповідомленнят.
Схеми
ЦП
![]() |
СхемиЦПзвідновленнямповідомлення
СхемиЦПздодаванням
Одноразові | Багаторазові |
Рис.5.4.КласифікаціясхемЦП
Детермінованасхема-ЦПодногоітогожвхідногорядкаданихприводитьдоформуванняоднаковихЦП.
Урандомізованійсхемієвипадковийпараметр,якийдаєможливістьформуватирізніпідписидляоднаковихвхіднихрядків(використовуючиодніітіжеключі)[6,17,20,24].