Современные симметричные и асимметричные криптосистемы
Информацию о лице, подписавшем файл (Ф.И.О., должность, краткое наименование фирмы);
Идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);
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
|
Реализация алгоритма Ривеста. |
|
Реализация алгоритма DES – общий. |
|
Реализация алгоритма DES – режим сцепления блоков в СВС шифре. |
|
Реализация алгоритма DES – режим работы ECB (электронный блокнот). |
|
Реализация алгоритма DES – режим работы CFB – обратная связь по шифротексту. |
|
Реализация алгоритма DES – OFB – обратная связь по выходу. |
|
Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES. |
|
Алгоритм федерального стандарта х9.9. |
|
Алгоритм криптографического преобразования – общий. |
|
Алгоритм криптографического преобразования в режиме простой замены. |
|
Алгоритм криптографического преобразования в режиме гаммирования. |
|
Алгоритм криптографического преобразования в режиме гаммирования с обратной связью |
|
Алгоритм криптографического преобразования в режиме имитовставки. |
|
Алгоритм RSA – общий. |
|
Алгоритм, основанный на схеме шифрования Эль Гамаля. |
|
Алгоритм, основанный на комбинированном методе шифрования |
|
Алгоритм, основанный на комбинированном методе шифрования (симметричные системы с секретном ключом + ассиметричные системы с открытым ключом) – общий. |
|
Алгоритм открытого распределения ключей Диффи-Хеллмана |
|
Алгоритм на основе протокола Kerberos (Цербер) с применением алгоритма DES и других. |
|
Алгоритм цифровой подписи RSA. |
|
Алгоритм цифровой подписи DSA. |
|
Отечественный стандарт цифровой подписи ГОСТ Р34.10-94 (близок к алгоритму DSA). |
|
Алгоритм цифровой подписи с дополнительными функциями по схеме «слепой подписи». |
|
Алгоритм цифровой подписи с дополнительными функциями по схеме «неоспоримой подписи». |
|
Реализация модели защиты ОС – Харрисона-Руззо-Ульмана (модель доступа к данным). |
|
Реализация матричной модели доступа. |
2.3 Контрольные вопросы
Концепция криптосистем с открытым ключом. Однонаправленные функции.
Особенности симметричных криптосистем.
Модель доступа к данным при защите ОС.
Электронная цифровая подпись
Алгоритмы электронной цифровой подписи
Проблемы аутентификации данных и электронная цифровая подпись.
Управление криптографическими ключами.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Защита информации в персональных ЭВМ/ А.В. Спесивцев, В.А. Вернер, А.Ю. Крутяков и др..- М.: Радио и связь, 1993 г.
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.
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.
Введение в защиту информации в автоматизированных системах: Учебное пособие для вузов. – 2-е издание. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004-147 с.