Что надо знать для применения эцп и шифрования. Схемы электронной подписи могут быть одноразовыми и многоразовыми. В одноразовых схемах после проверки подлинности подписи необходимо провести замену ключей, в многоразовых схемах это делать не требуется. Се

Министерство образования и науки РФ

Уральский Государственный Лесотехнический Университет

Факультет экономики и управления

Заочное отделение

Курсовая работа

дисциплина: Технологии интернета

на тему: Цифровая подпись

Екатеринбург 2011

Введение

Информационные технологии шагают по планете. Сейчас сложно найти организацию, предприятие или фирму, офис которой не освещали бы экраны мониторов. Печатные машинки ушли в прошлое, уступив место компьютерам. Секретари хранят подготовленные шаблоны документов и перед распечаткой лишь подставляют нужные данные вместо того, чтобы всякий раз «отстукивать» полный текст. В то же самое время исследования, которые были проведены в странах с развитой информационной инфраструктурой, показали не уменьшение, а, наоборот, увеличение расхода бумаги. И дело не только в том, что современные принтеры в случае небольшой опечатки, допущенной сотрудником в тексте договора или платежного документа, позволяют производить макулатуру со скоростью от 12 листов в минуту. Ведь документ можно было бы вообще не распечатывать, ошибку исправить прямо в файле и передать партнерам или банку файл с конкретным документом - и никакой бумаги. Прочитать документ можно и с экрана монитора. Однако, ведя дела таким образом, можно попасть в ситуацию, когда недобросовестный партнер исправит в подготовленном договоре сумму сделки и предъявит этот файл как исходный со всеми печатями и подписями.

Говорят, что в старые времена разрубали монету и давали по одной половинке двум гонцам. Даже если они не были знакомы между собой, при встрече они могли сложить имеющиеся у них части монеты и убедиться, что служат общему делу. Предположим, что кто-то хочет передать вам конфиденциальное сообщение таким образом, чтобы прочесть его мог только адресат. В этом случае ему достаточно узнать ваш открытый ключ, а потом выполнить шифрование сообщения с его помощью. Полученный шифротекст может быть передан вам по открытым каналам связи. В соответствии со свойствами криптографии по открытому ключу исходное сообщение может быть восстановлено из такого шифротекста только обладателем секретного ключа. Предположим, что файл имеет достаточно большой размер. Конечно, его можно расшифровать с помощью открытого ключа (заодно проверив целостность), но удобнее все-таки иметь перед глазами открытый текст. Для этих целей используются так называемые шифрующие преобразования, которые из текста произвольной длины позволяют получить текст фиксированной длины существенно меньше исходного текста. А основным свойством таких преобразований является то, что при небольших изменениях исходного текста результаты преобразования меняются очень сильно, так что практически невозможно для двух различных осмысленных исходных текстов получить одинаковые шифр - преобразования. Как этим воспользоваться? Выполняется шифрование исходного текста, а уже результат шифруется асимметричным алгоритмом с использованием секретного ключа. Для проверки подлинности предъявляются шифротекст, открытый ключ и исходный текст. Во-первых, по исходному тексту тем же самым способом вычисляется шифр - преобразование, во-вторых, шифротекст расшифровывается с помощью открытого ключа. Если оба результата идентичны - значит, текст не претерпел изменений. Никто, кроме владельца секретного ключа, не сможет создать такой шифротекст. Этот факт позволяет использовать его в качестве личной подписи владельца секретного ключа под файлом с текстом документа - электронной цифровой подписи.

Электронно-цифровая подпись

Электронно-цифровая подпись (ЭЦП ) - электронный аналог собственноручной подписи - используемый в системах электронного документооборота для придания электронному документу юридической силы, равной бумажному документу, подписанного собственноручной подписью правомочного лица и/или скрепленного печатью. Документ (файл), подписанный ЭЦП, гарантированно защищен от изменений - проверка подписи мгновенно выявит расхождение. ЭЦП обеспечивает проверку целостности документов, конфиденциальность, установление лица, отправившего документ. Это позволяет усовершенствовать процедуру подготовки, доставки, учета и хранения документов, гарантировать их достоверность. Главное преимущество использование ЭЦП - значительное сокращение временных и финансовых затрат на оформление и обмен документацией. Таким образом, по функциональности ЭЦП даже превосходит обычную подпись. Предположим, что две стороны (назовем их условно «А» и «Б») решили организовать между собой обмен документами на машинных носителях. Как должен выстраиваться документооборот между этими сторонами? В первую очередь, стороны должны договориться об использовании средств ЭЦП. Лучше, если это будет программный или программно-аппаратный комплекс, сертифицированный в нашей стране. После того, как средство ЭЦП выбрано, стороны должны выполнить генерирование ключей - по открытому и секретному (личному) ключу ЭЦП для каждой стороны.

Чтобы каждая сторона могла удостовериться в подлинности ЭЦП, поставленной под документом другой стороной, они должны обменяться открытыми ключами. Однако этот процесс не так прост, как может показаться. Ведь в случае конфликтной ситуации одна из сторон может заявить, что тот открытый ключ, который был использован при проверке ЭЦП под документом, не ее, а неизвестно чей. Сначала для документа должна быть выработана ЭЦП с использованием соответствующих технических средств и секретного ключа стороны «А».

Из исходного текста документа и его ЭЦП формируется электронный документ. Здесь нужно понимать, что электронный документ - это не просто файл на магнитном носителе с текстом документа, а файл, состоящий из двух частей: общей (в которой содержится текст) и особенной, содержащей все необходимые ЭЦП (рис. 3). Текст документа без ЭЦП - это не более чем обычный текст, который не имеет юридической силы. Его можно распечатать, передать по электронной почте, отредактировать, но нельзя установить его подлинность. ЭЦП без текста документа вообще представляет собой непереводимую игру букв. Восстановить документ по ЭЦП невозможно точно так же, как невозможно восстановить дворец по найденному кирпичу. ЭЦП сама по себе не имеет ни ценности, ни смысла.

Рис. 3. Текст документа + ЭЦП = электронный документ

Чтобы обеспечить конфиденциальность при передаче по открытым каналам, он может быть зашифрован с использованием открытого ключа корреспондента - стороны «Б» (рис. 4).

Рис. 4. Шифрование электронного документа с использованием открытого ключа получателя

Получившийся зашифрованный текст может быть безопасно передан стороне «Б», например, по электронной почте через Интернет. Сторона «Б», в свою очередь, должна сначала расшифровать полученный документ, используя свой секретный ключ (рис. 5).

Рис. 5. Расшифровка электронного документа с использованием секретного ключа получателя

Рис. 6. Проверка ЭЦП с использованием открытого ключа отправителя.

Так выглядит схема передачи файла из пункта «А» в пункт «Б». Если осуществляется передача в обратном направлении, в описанных шагах нужно поменять местами ключи отправителя и получателя. Но это не единственное приложение криптографии с открытым ключом. Например, две стороны хотят составить договор в электронном виде и защитить его от внесения изменений. Поскольку стороны равны перед законом, каждая из них должна подписать один и тот же документ (файл) с использованием своего личного (секретного) ключа, после чего обменяться полученными цифровыми подписями. В этом случае (при наличии заверенных карточек открытых ключей каждой из сторон) проверить подлинность файла не составит труда. Выполняется проверка ЭЦП точно так же, как было описано в примере с передачей сообщений. Итак, чтобы установить доверительные отношения в электронном документообороте, стороны должны: 1. Заключить соглашение об использовании электронных документов. 2. Сгенерировать ключи в соответствии с документацией на выбранный комплекс средств ЭЦП. 3. Принять меры к защите личного (секретного) ключа ЭЦП от компрометации (разглашения). Носитель, на котором хранится личный ключ, определяется используемыми средствами ЭЦП и может представлять жесткий диск компьютера, гибкий диск (дискету) или устройство хранения на базе энергонезависимой памяти. Как правило, личный ключ дополнительно шифруется, и для его использования нужно ввести пароль или PIN-код. В любом случае, если ключ хранится на несъемном диске, нужно ограничить доступ к компьютеру со средствами ЭЦП. Если же ключ хранится на съемном носителе, это устройство следует хранить, например, в сейфе вместе с печатью организации. 4. Обменяться открытыми ключами ЭЦП и заверенными карточками открытого ключа ЭЦП.

Общая схема электронной подписи

Схема электронной подписи обычно включает в себя:

1) Алгоритм генерации ключевых пар пользователя;

2) Функцию вычисления подписи;

3) 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 (точной) 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 (точные) алгоритмы сейчас внесены модификации, превращающие их в вероятностные (так, в алгоритм подписи RSA вторая версия стандарта PKCS#1 добавила предварительное преобразование данных (OAEP), включающее в себя, среди прочего, зашумление). RSA стал первым алгоритмом такого типа, пригодным и для шифрования и для цифровой подписи. Алгоритм используется в большом числе криптографических приложений.

История RSA

Описание RSA было опубликовано в 1977 году Рональдом Райвестом (Ronald Linn Rivest), Ади Шамиром (Adi Shamir) и Леонардом Адлеманом (Leonard Adleman) из Массачусетского Технологического Института (MIT).Британский математик Клиффорд Кокс (Clifford Cocks), работавший в центре правительственной связи (GCHQ) Великобритании, описал аналогичную систему в 1973 году во внутренних документах центра, но эта работа не была раскрыта до 1977 года и Райвест, Шамир и Адлеман разработали RSA независимо от работы Кокса.

Описание алгоритма: Безопасность алгоритма электронной подписи RSA основана на трудности задачи разложения на множители. Алгоритм использует два ключа - открытый (public) и секретный (private), вместе открытый и соответствующий ему секретный ключи образуют пару ключей (keypair). Открытый ключ не требуется сохранять в тайне, он используется для зашифровывания данных. Если сообщение было зашифровано открытым ключом, то расшифровать его можно только соответствующим секретным ключом.

Применение RSA

Система RSA используется для защиты программного обеспечения и в схемах цифровой подписи. Также она используется в открытой системе шифрования PGP.

Из-за низкой скорости шифрования (около 30 кбит/с при 512 битном ключе на процессоре 2 ГГц), сообщения обычно шифруют с помощью более производительных симметричных алгоритмов со случайным ключом (сеансовый ключ), а с помощью RSA шифруют лишь сам ключ.

Алгоритм DSA (Digital Signature Algorithm ):

Алгоритм с использованием открытого ключа для создания электронной подписи, но не для шифрования. Секретное создание шифр - значения и публичная проверка ее означает, что только один человек может создать шифр - значение сообщения, но любой может проверить ее корректность. Основан алгоритм на вычислительной сложности взятия логарифмов в конечных полях.

История DSA :

Алгоритм был предложен Национальным Институтом Стандартов и Технологий (США) в августе 1991 и является запатентованным U.S. Patent 5231668 (англ.), но институт сделал этот патент доступным для использования без лицензионных отчислений.

Симметричные криптосистемы

Симметричные криптосистемы (также симметричное шифрование, симметричные шифры) - способ шифрования, в котором для зашифровывания и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ. До изобретения схемы асимметричного шифрования единственным существовавшим способом являлось симметричное шифрование. Ключ алгоритма должен сохраняться в секрете обеими сторонами. Ключ алгоритма выбирается сторонами до начала обмена сообщениями.

В настоящее время симметричные шифры - это:

1. Блочные шифры - обрабатывают информацию блоками определенной длины (обычно 64, 128 бит), применяя к блоку ключ в установленном порядке, как правило, несколькими циклами перемешивания и подстановки, называемыми раундами. Результатом повторения раундов является лавинный эффект - нарастающая потеря соответствия битов между блоками открытых и зашифрованных данных.

2. Поточные шифры - в которых шифрование проводится над каждым битом либо байтом исходного (открытого) текста с использованием гаммирования. Поточный шифр может быть легко создан на основе блочного (например, ГОСТ 28147-89 в режиме гаммирования), запущенного в специальном режиме.

Криптографическая система с открытым ключом

Криптографическая система с открытым ключом (или Асимметричное шифрование, Асимметричный шифр) - система шифрования информации, при которой ключ, которым зашифровывается сообщение и само зашифрованное сообщение передаётся по открытому, (то есть незащищённому, доступному для наблюдения) каналу. Для генерации открытого ключа и для прочтения зашифрованного сообщения получатель использует секретный ключ. Криптографические системы с открытым ключом в настоящее время широко применяются в различных сетевых протоколах, в частности, в протоколе SSL и основанных на нём протоколах прикладного уровня HTTPS, SSH и т. д.

Рис. 7. Этапы шифровки с открытым ключом.

Этапы шифровки с открытым ключом

1. Получатель генерирует ключ. Ключ разбивается на открытую и закрытую часть. При этом открытый ключ не должен передаваться по открытому каналу. Либо его подлинность должна быть гарантирована некоторым сертифицирующим органом.

2.Отправитель с помощью открытого ключа шифрует сообщение.

3.Получатель с помощью закрытого ключа дешифрует сообщение.

Недостаток метода: хотя сообщение надежно шифруется, но «засвечиваются» получатель и отправитель самим фактом пересылки шифрованного сообщения.

Общая идея криптографической системы с открытым ключом заключается в использовании при зашифровке сообщения такой функции от открытого ключа и сообщения (шифр -функции), которую алгоритмически очень трудно обратить, то есть вычислить по значению функции её аргумент, даже зная значение ключа.

Особенности системы

Преимущество асимметричных шифров перед симметричными шифрами состоит в отсутствии необходимости передачи секретного ключа. Сторона, желающая принимать зашифрованные тексты, в соответствии с используемым алгоритмом вырабатывает пару «открытый ключ - закрытый ключ». Значения ключей связаны между собой, однако вычисление одного значения из другого должно быть невозможным с практической точки зрения. Открытый ключ публикуется в открытых справочниках и используется для шифрования информации контрагентом. Закрытый ключ держится в секрете и используется для расшифровывания сообщения, переданного владельцу пары ключей. Начало асимметричным шифрам было положено в 1976 году в работе Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана «Новые направления в современной криптографии». Они предложили систему обмена общим секретным ключом на основе проблемы дискретного логарифма. Вообще, в основу известных асимметричных криптосистем кладётся одна из сложных математических проблем, которая позволяет строить односторонние функции и функции-ловушки. Например, криптосистема Ривеста-Шамира-Адельмана использует проблему факторизации больших чисел, а криптосистемы Меркля-Хеллмана и Хора-Ривеста опираются на так называемую задачу об укладке рюкзака.

Недостатки - асимметричные криптосистемы требуют существенно больших вычислительных ресурсов. Кроме того, необходимо обеспечить аутентичность (подлинность) самих публичных ключей, для чего обычно используют сертификаты.

Гибридная (или комбинированная) криптосистема - это система шифрования, обладающая всеми достоинствами криптосистемы с открытым ключом, но лишенная ее основного недостатка - низкой скорости шифрования.

Принцип: Криптографические системы используют преимущества двух основных криптосистем: симметричной и асимметричной криптографии. На этом принципе построены такие программы, как PGP и GnuPG.

Основной недостаток асимметричной криптографии состоит в низкой скорости из-за сложных вычислений, требуемых ее алгоритмами, в то время как симметричная криптография традиционно показывает блестящую скорость работы. Однако симметричные криптосистемы имеет один существенный недостаток - её использование предполагает наличие защищенного канала для передачи ключей. Для преодоления этого недостатка прибегают к асимметричным криптосистемам, которые используют пару ключей: открытый и закрытый.

Шифрование: Большинство шифровальных систем работают следующим образом. Для симметричного алгоритма (3DES, IDEA, AES или любого другого) генерируется случайный ключ. Такой ключ, как правило, имеет размер от 128 до 512 бит (в зависимости от алгоритма). Затем используется симметричный алгоритм для шифрования сообщения. В случае блочного шифрования необходимо использовать режим шифрования (например, CBC), что позволит шифровать сообщение с длиной, превышающей длину блока. Что касается самого случайного ключа, он должен быть зашифрован с помощью открытого ключа получателя сообщения, и именно на этом этапе применяется криптосистема с открытым ключом (RSA или Алгоритм Диффи - Хеллмана). Поскольку случайный ключ короткий, его шифрование занимает немного времени. Шифрование набора сообщений с помощью асимметричного алгоритма - это задача вычислительно более сложная, поэтому здесь предпочтительнее использовать симметричное шифрование. Затем достаточно отправить сообщение, зашифрованное симметричным алгоритмом, а также соответствующий ключ в зашифрованном виде. Получатель сначала расшифровывает ключ с помощью своего секретного ключа, а затем с помощью полученного ключа получает и всё сообщение.

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 шифр, следовательно, подпись станет недействительной.

Возможны следующие угрозы цифровой подписи:

*Злоумышленник может попытаться подделать подпись для выбранного им документа.

*Злоумышленник может попытаться подобрать документ к данной подписи, чтобы подпись к нему подходила.

При использовании надёжной шифр - функции, вычислительно сложно создать поддельный документ с таким же шифром, как у подлинного. Однако, эти угрозы могут реализоваться из-за слабостей конкретных алгоритмов кэширования, подписи, или ошибок в их реализациях. Тем не менее, возможны ещё такие угрозы системам цифровой подписи:

*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 на свой собственный, выдавая себя за него.

Управление ключами от ЭЦП

Важной проблемой всей криптографии с открытым ключом, в том числе и систем ЭЦП, является управление открытыми ключами. Необходимо обеспечить доступ любого пользователя к подлинному открытому ключу любого другого пользователя, защитить эти ключи от подмены злоумышленником, а также организовать отзыв ключа в случае его компрометации.

Задача защиты ключей от подмены решается с помощью сертификатов. Сертификат позволяет удостоверить заключённые в нём данные о владельце и его открытый ключ подписью какого-либо доверенного лица. В централизованных системах сертификатов используются центры сертификации, поддерживаемые доверенными организациями. В децентрализованных системах путём перекрёстного подписывания сертификатов знакомых и доверенных людей каждым пользователем строится сеть доверия.

Управлением ключами занимаются центры распространения сертификатов. Обратившись к такому центру, пользователь может получить сертификат какого-либо пользователя, а также проверить, не отозван ли ещё тот или иной открытый ключ.

Использование ЭЦП в России

После становления ЭЦП при использовании в электронном документообороте между кредитными организациями и кредитными бюро в 2005-м году активно стала развиваться инфраструктура электронного документооборота между налоговыми органами и налогоплательщиками. Начали 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.

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 этого 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.

Заключение

электронный цифровой подпись криптографический шифр

В России юридически значимый сертификат электронной подписи выдаёт удостоверяющий центр на основании государственной лицензии. Правовые условия использования электронной цифровой подписи в электронных документах регламентирует Федеральный закон от 10.01.2002 N 1-ФЗ «Об электронной цифровой подписи» Еще до вступления в силу этого закона термин "электронная цифровая подпись" содержится более чем в полусотне нормативных актов, но лишь этот закон содержит комплексную правовую базу для широкого ее использования в предпринимательской деятельности и развития электронной коммерции в нашей стране. В соответствии с Законом владельцем может быть только физическое лицо. Такой подход принят и в европейском законодательстве. Естественно, как и в случае с собственноручной подписью, физическое лицо может действовать от имени юридического лица, но на такое полномочие обязательно должно быть указано в сертификате ключа подписи. В законодательстве других стран, например США, допускается принадлежность электронной подписи не только физическим, но и юридическим лицам. "Американский" подход неудачен, поскольку при этом возрастает вероятность несанкционированного использования электронной подписи юридического лица, при котором сложно установить конкретное физическое лицо, осуществившее подписание электронного документа.

Список литературы

1. Петров А.А Компьютерная безопасность. Криптографические методы защиты.

2. "Методы и средства защиты информации" (курс лекций) Авторские права: Беляев А.В.

3. Криптография

4. Александр Володин «Кто заверит ЭЦП» - журнал «Банковские системы» - ноябрь 2000

5. Теоретические основы - Безопасность информационных систем – Криптографические системы

6. Криптографические алгоритмы с открытым ключом

7. Современные кpиптогpафические методы защиты информации.

История развития электронно-цифровой подписи:

1970 год Впервые термин "электронные деньги" был использован Дэвидом Чоумом в связи с появлением первых электронных документов и электронно-цифровой подписи.

1976 год Американские математики У. Диффи и М.Э. Хеллмэн опубликовали работу под названием "Новые направления в криптографии", которая существенно повлияла на дальнейшее развитие криптографии и, в частности, привела к появлению такого понятия, как "цифровая подпись".

1977 год Был разработан первый криптографический алгоритм – RSA.

1981 год Был разработан алгоритм DSA в 1981 г. и с тех пор используется как стандарт США для электронной цифровой подписи.

1984 год Разработана криптосистема - Схема Эль-Гамаля, лежит в основе стандартов электронной цифровой подписи в США и России.

1984 год Ш. Гольдвассер, С. Микали и Р. Ривест первыми строго определили требования безопасности к алгоритмам цифровой подписи. Ими были описаны модели атак на алгоритмы ЭЦП, а также предложена схема GMR, отвечающая описанным требованиям.

1991 год Национальный институт стандартизации и технологий (NIST) США опубликовал стандарт на ЭЦП DSS (Digital Signature Standard).

1993 год Метод RSA был обнародован и принят в качестве стандарта (PKCS #1: RSA En-cryption standart). RSA можно применять как для шифрования/расшифрования, так и для генерации/проверки электронно-цифровой подписи.

1993 год Разработка отечественного закона об электронной цифровой подписи (ЭЦП).

1994 год Был принят первый отечественный стандарт в области ЭЦП - ГОСТ Р34.10 - 94 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма.

1997 год В Германии был принят Закон "Об электронной цифровой подписи".

1999 год Министерство Российской Федерации по связи и информатизации организовало разработку проекта федерального закона «Об электронной цифровой подписи», который создает правовые основы формирования надежной инфраструктуры, включающей удостоверяющие центры.

2001 год Правительство одобрило законопроект "Об электронной цифровой подписи".

2002 год Принятый новый стандарт на ЭЦП: ГОСТ Р 34.10-2001 «Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи».

2002 год Принят Федеральный закона «Об электронной цифровой подписи», который создал основу для использования электронного документа и электронной цифровой подписи.

2003 год Верховной Радой Украины приняты законы “Об электронных документах и элек-тронном документообороте” и “Об электронной цифровой подписи”.

2010 год В Москве открылся Удостоверяющий центр нотариата России.

Разновидности ЭЦП:

ЭЦП могут быть присоединены к подписываемым данным, отсоединены от них или находиться внутри данных. Наиболее часто применяют ЭЦП к данным, хранящимся в файлах, а сама подпись относится ко всему содержимому файла.

1. Присоединенная электронная цифровая подпись. В случае создания присоединенной подписи создается новый файл ЭЦП, в который помещаются данные подписываемого файла. Этот процесс аналогичен помещению документа в конверт и его опечатыванию. Перед извлечением документа следует убедиться в сохранности печати (для ЭЦП в ее правильности). К достоинствам присоединенной подписи следует отнести простоту дальнейшего манипулирования с подписанными данными, т.к. все они вместе с подписями содержатся в одном файле. Этот файл можно копировать, пересылать и т.п. К недостаткам следует отнести то, что без использования средств СКЗИ (средства криптографической защиты информации) уже нельзя прочесть и использовать содержимое файла, точно так же, как нельзя извлечь содержимое конверта, не расклеив его.

2. Отсоединенная электронная цифровая подпись. При создании отсоединенной подписи файл подписи создается отдельно от подписываемого файла, а сам подписываемый файл никак не изменяется. Достоинством отсоединенной подписи является то, что подписанный файл можно читать, не прибегая к СКЗИ. Только для проверки подписи нужно будет использовать и файл с ЭЦП, и подписанный ей файл. Недостаток отсоединенной подписи - необходимость хранения подписанной информации в виде нескольких файлов (подписанного файла и одного или нескольких фай-лов с подписями). Последнее обстоятельство существенно осложняет применение подпи-си, так как при любых манипуляциях с подписанными данными требуется копировать и передавать несколько независимых файлов.

3. Электронная цифровая подпись внутри данных. Применение ЭЦП этого вида существенно зависит от приложения, которое их использует, например электронная цифровая подпись внутри документа Microsoft Word или Acrobat Reader. Вне приложения, создавшего ЭЦП, без знания структуры его данных проверить подлинность частей данных, подписанных ЭЦП затруднительно.

Для чего нужна ЭЦП:

Цифровая подпись предназначена для аутентификации лица, подписавшего электронный документ. Кроме этого, использование цифровой подписи позволяет осуществить:

Контроль целостности передаваемого документа: при любом случайном или преднамеренном изменении документа подпись станет недействительной, потому что вычислена она на основании исходного состояния документа и соответствует лишь ему.

Защиту от изменений (подделки) документа: гарантия выявления подделки при контроле целостности делает подделывание нецелесообразным в большинстве случаев.

Доказательное подтверждение авторства документа. Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он должен быть известен только владельцу, то владелец пары ключей может доказать своё авторство подписи под документом. В зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т. д.

Как работает ЭЦП:

1. Каждому пользователю, участвующему в обмене электронными документами, генерируются уникальные секретный и открытый криптографические ключи. Секретный (закрытый) ключ является элементом, с помощью которого производится шифрование документов и формируется электронно-цифровая подпись. Секретный ключ является собственностью пользователя, выдается ему на отдельном носителе и держится в секрете от других пользователей. Открытый (публичный) ключ используется для проверки ЭЦП получаемых документов-файлов. Владелец должен обеспечить наличие своего открытого ключа у всех, с кем он собирается обмениваться подписанными документами. Кроме того, дубликат открытого ключа направляется в Удостоверяющий Центр, где создана библиотека открытых ключей ЭЦП. В библиотеке Центра обеспечивается регистрация и надежное хранение открытых ключей во избежание попыток подделки или внесения искажений.

2. Пользователь генерирует для документа электронную цифровую подпись. При этом на основе секретного ключа ЭЦП и содержимого документа путем криптографического преобразования вырабатывается некоторая символьная последовательность, которая и является электронно-цифровой подписью данного пользователя для конкретного документа. Эта символьная последовательность сохраняется в отдельном файле. В подпись записывается следующая информация:

Дата формирования подписи;

Информация о лице, сформировавшем подпись;

Имя файла открытого ключа подписи.

3. 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.

Для любознательных разберем подробнее принцип работы ЭЦП.

Когда Вы подписываете свое письмо, происходит следующее:

1. Программа получает некий набор символов (иначе ее называют контрольной суммой, хэшем или дайджестом сообщения), который точно соответствуют тексту вашего письма. Если письмо будет изменено, то этот набор (контрольная сумма) тоже должен измениться.

2. Затем полученная контрольная сумма шифруются Вашим закрытым ключом. Теперь ее можно расшифровать только Вашим открытым ключом.

3. Вместе с письмом отправляются контрольная сумма и Ваш открытый ключ.

Когда Ваше письмо получено , программа получателя берет ваш открытый ключ, присланный с письмом, и с его помощью расшифровывает полученную контрольную сумму. Затем она сама генерирует контрольную сумму для текста письма и сверяет обе контрольные суммы. Если присланная контрольная сумма и вторично полученная программой контрольная сумма совпадают, значит, письмо не изменялось.

Предположим, кто-то перехватил ваше письмо и поменял его содержимое. Он должен сгенерировать новую контрольную сумму, соответствующие новому содержанию письма, но он не сможет зашифровать эту новую контрольную сумму Вашим закрытым ключом за его отсутствием. Если он зашифрует ее другим закрытым ключом, ему придется заменить и открытый ключ. При этом получатель получит не Ваш открытый ключ, выданный "чужим" центром сертификации. И если пользователь не установил сертификат этого центра в свой компьютер как доверенный центр, при получении "чужого" сертификата пользователь будет оповещен об этом.

Когда Вы шифруете Ваше письмо, его содержание шифруется не вашими ключами, а открытым ключом того, с кем вы переписывались ранее и чей открытый ключ вы уже сохранили в своей адресной книге (см. раздел, посвященный настройке компьютера). К примеру, Вы переписываетесь с Николаем. У вас есть открытый ключ Николая. Вы нажимаете кнопку ШИФРОВАТЬ перед отправкой письма. Программа видит, что Вы отправляете письмо Николаю и ищет открытый ключ Николая в адресной книге. Текст шифруется открытым ключом Николая. При этом единственный способ расшифровать это письмо - использовать закрытый ключ Николая. Закрытый ключ Николая хранится на компьютере Николая и никому кроме него не доступен. Поэтому кроме Николая никто, даже перехватив письмо и имея открытый ключ Николая, не может его расшифровать.

Функции хэширования.

Как и для всякой последовательности, существует формула вычисления ЭЦП, которую математически можно представить как:

S = f (h(M), Ks), где M - текст сообщения, Ks - секретный ключ, h(M) - функция хэширования.

Для формирования ЭЦП в качестве исходного значения берется не само сообщение, а его хэш (результат обработки сообщения хэш-функцией). Дело в том, что заверяемый подписью текст может быть абсолютно произвольного размера: от пустого сообщения до многомегабайтного файла, содержащего, например, графическую информацию. Но практически все применяемые алгоритмы вычисления ЭЦП используют для расчета сообщения заранее заданной стандартной длины (например, в отечественном алгоритме ЭЦП ГОСТ Р 34.10-94 этот размер определен равным 32 байтам). Задача хэш-функции - из сообщения произвольной длины вычислить цифровую последовательность нужного размера (скажем, 32 байта).

И хотя задача такой хэш-функции вполне тривиальна, сама функция должна удовлетворять определенным требованиям. Прежде всего необходимо, чтобы результат (хэш сообщения) однозначно соответствовал исходному сообщению и изменялся при любой модификации последнего, даже самой незначительной. Кроме того, хэш сообщения должен вычисляться таким образом, чтобы для любого сообщения M было бы невозможно подобрать такое сообщение M", для которого h(M) = h(M").

Другими словами, трудоемкость успешного вычисления сообщения M" по известному сообщению M и его хэшу h(M), удовлетворяющего условию h(M") = h(M), должна быть эквивалентна трудоемкости прямого перебора сообщений. Невыполнение этого условия создало бы возможность для злоумышленника подменять сообщения, оставляя их подпись верной.

С другой стороны, очевидно, что хэш будет одинаков для многих сообщений, поскольку множество возможных сообщений существенно больше множества возможных хэш-значений (действительно, количество сообщений безгранично, а количество хэш-значений ограничено числом 2N, где N - длина хэш-значения в битах).

К числу наиболее известных функций хэширования принадлежат следующие:

Отечественный стандарт ГОСТ Р 34.11-94. Вычисляет хэш-значение размером 32 байта.

MDx (Message Digest) - семейство алгоритмов хэширования, которые наиболее распространены за рубежом. Например, алгоритм MD5 применяется в последних версиях Microsoft Windows для преобразования пароля пользователя в 16-байтное число.

SHA-1 (Secure Hash Algorithm) - алгоритм вычисления 20-байтного хэш-значения входных данных. Он также очень широко распространен в мире, преимущественно в сетевых протоколах защиты информации.

Помимо средства для создания ЭЦП, хэш-функции успешно используются для аутентификации пользователей. Существует немало криптографических протоколов аутентификации, основанных на применении хэш-функций.

Преимущество ЭЦП:

Значительно сокращает время, затрачиваемое на оформление сделки и обмен документацией;

Совершенствует и уменьшает стоимость процедуры подготовки, доставки, учета и хранения документов;

Гарантирует достоверность документации;

Минимизирует риск финансовых потерь за счет повышения конфиденциальности информационного обмена;

Помогает построить корпоративную систему обмена документами;

Позволяет выбрать наиболее выгодное ценовое предложение товаров и услуг на электронных торгах, аукционах и тендерах;

Позволяет выстраивать взаимоотношения с населением, организациями и властными структурами на современной основе, более эффективно, с наименьшими издержками;

Расширяет географию бизнеса, совершая в удаленном режиме экономические операции с партнерами из любых регионов России.

Подделка ЭЦП:

Модели атак и их возможные результаты:

1. Атака с использованием открытого ключа. Криптоаналитик обладает только открытым ключом.

2. Атака на основе известных сообщений. Противник обладает допустимыми подписями набора электронных документов, известных ему, но не выбираемых им.

3. Адаптивная атака на основе выбранных сообщений. Криптоаналитик может получить подписи электронных документов, которые он выбирает сам.

4. Полный взлом цифровой подписи. Получение закрытого ключа, что означает полный взлом алгоритма.

5. Универсальная подделка цифровой подписи. Нахождение алгоритма, аналогичного алгоритму подписи, что позволяет подделывать подписи для любого электронного документа.

6. Выборочная подделка цифровой подписи. Возможность подделывать подписи для документов, выбранных криптоаналитиком.

7. Экзистенциальная подделка цифровой подписи. Возможность получения допустимой подписи для какого-то документа, не выбираемого криптоаналитиком.

При правильном хранении закрытого ключа его владельцем нет никакой опасности подделки ЭП. Подделать ЭЦП невозможно - это требует огромного количества вычислений, которые не могут быть реализованы при современном уровне математики и вычислительной техники за приемлемое время, то есть пока информация, содержащаяся в подписанном документе, сохраняет актуальность. Дополнительная защита от подделки обеспечивается сертификацией Удостоверяющим центром открытого ключа подписи.

Также нельзя подделать текст электронного документа, подписанного ЭЦП, поскольку любое изменение, несанкционированно внесенное в текст документа, будет мгновенно обнару-жено.

Зачем нужны удостоверяющие центры:

Удостоверяющие центры (УЦ) решают важнейшую задачу: они подтверждают подлинность информации о владельце ключа и его полномочиях. Если бы УЦ не существовало, любой, кто купил бы программу для шифрования, мог объявить свой открытый ключ ключом главного бухгалтера «Газпрома» или начальника инспекции по крупнейшим налогоплательщикам. Поэтому бухгалтер (руководитель), для оформления электронной цифровой подписи должен предоставить в УЦ документы, удостоверяющие его личность, доверенность от компании и пишет запрос на выдачу сертификата открытого ключа подписи. Центр выдает электронный и бумажный сертификаты открытого ключа подписи. Электронный сертификат - это файл, который представляет из себя открытый ключ клиента, подписанный ЭЦП удостоверяющего центра. Бумажный сертификат содержит следующие данные: открытый ключ ЭЦП, ФИО его владельца, срок действия сертификата (обычно один год), область применения ключа (перечень документов, которые можно подписывать с помощью ключа, на который выдан сертификат), информация об организации, представителем которой является владелец ключа. Соответственно, после оформления документов в УЦ у клиента на руках оказывается бумажный сертификат и носитель информации (ру-токен, флэшка, дискета) на котором записаны следующие файлы: открытый ключ, закрытый ключ, сертификат открытого ключа.

Алгоритмы шифрования

Алгоритмы шифрования с использованием ключей предполагают, что данные не сможет прочитать никто, кто не обладает ключом для их расшифровки. Они могут быть разделены на два класса, в зависимости от того, какая методология криптосистем напрямую поддерживается ими.

Симметричные алгоритмы

Для шифрования и расшифровки используются одни и те же алгоритмы. Один и тот же секретный ключ используется для шифрования и расшифровки. Этот тип алгоритмов используется как симметричными, так и асимметричными криптосистемами.

Тип	Описание
DES (Data Encryption Standard)	Популярный алгоритм шифрования, используемый как стандарт шифрования данных правительством США. Шифруется блок из 64 бит, используется 64-битовый ключ (требуется только 56 бит), 16 проходов. Может работать в 4 режимах: Электронная кодовая книга (ECB-Electronic Code Book) - обычный DES, использует два различных алгоритма. Цепочечный режим (CBC-Cipher Block Chaining), в котором шифрование блока данных зависит от результатов шифрования предыдущих блоков данных. Обратная связь по выходу (OFB-Output Feedback), используется как генератор случайных чисел. Обратная связь по шифратору (CFB-Cipher Feedback), используется для получения кодов аутентификации сообщений.
3-DES или тройной DES	64-битный блочный шифратор, использует DES 3 раза с тремя различными 56-битными ключами. Достаточно стоек ко всем атакам
Каскадный 3-DES	Стандартный тройной DES, к которому добавлен механизм обратной связи, такой как CBC, OFB или CFB. Очень стоек ко всем атакам.
FEAL (быстрый алгоритм шифрования)	Блочный шифратор, используемый как альтернатива DES. Вскрыт, хотя после этого были предложены новые версии.
IDEA (международный алгоритм шифрования)	64-битный блочный шифратор, 128-битовый ключ, 8 проходов. Предложен недавно; хотя до сих пор не прошел полной проверки, чтобы считаться надежным, считается более лучшим, чем DES
Skipjack	Разработано АНБ в ходе проектов правительства США "Clipper" и "Capstone". До недавнего времени был секретным, но его стойкость не зависела только от того, что он был секретным. 64-битный блочный шифратор, 80-битовые ключи используются в режимах ECB, CFB, OFB или CBC, 32 прохода
RC2	64-битный блочный шифратор, ключ переменного размера. Приблизительно в 2 раза быстрее, чем DES. Может использоваться в тех же режимах, что и DES, включая тройное шифрование. Конфиденциальный алгоритм, владельцем которого является RSA Data Security
RC4	Потоковый шифр, байт-ориентированный, с ключом переменного размера. Приблизительно в 10 раз быстрее DES. Конфиденциальный алгоритм, которым владеет RSA Data Security
RC5	Имеет размер блока 32, 64 или 128 бит, ключ с длиной от 0 до 2048 бит, от 0 до 255 проходов. Быстрый блочный шифр. Алгоритм, которым владеет RSA Data Security
CAST	64-битный блочный шифратор, ключи длиной от 40 до 64 бит, 8 проходов. Неизвестно способов вскрыть его иначе как путем прямого перебора.
Blowfish.	64-битный блочный шифратор, ключ переменного размера до 448 бит, 16 проходов, на каждом проходе выполняются перестановки, зависящие от ключа, и подстановки, зависящие от ключа и данных. Быстрее, чем DES. Разработан для 32-битных машин
Устройство с одноразовыми ключами	Шифратор, который нельзя вскрыть. Ключом (который имеет ту же длину, что и шифруемые данные) являются следующие "n" бит из массива случайно созданных бит, хранящихся в этом устройстве. У отправителя и получателя имеются одинаковые устройства. После использования биты разрушаются, и в следующий раз используются другие биты.
Поточные шифры	Быстрые алгоритмы симметричного шифрования, обычно оперирующие битами (а не блоками бит). Разработаны как аналог устройства с одноразовыми ключами, и хотя не являются такими же безопасными, как оно, по крайней мере практичны.

Асимметричные алгоритмы

Асимметричные алгоритмы используются в асимметричных криптосистемах для шифрования симметричных сеансовых ключей (которые используются для шифрования самих данных). Используется два разных ключа - один известен всем, а другой держится в тайне. Обычно для шифрования и расшифровки используется оба этих ключа. Но данные, зашифрованные одним ключом, можно расшифровать только с помощью другого ключа.

5. Википедия Словарь. [Электронный ресурс] – Режим доступа:

Тип	Описание
RSA	Популярный алгоритм асимметричного шифрования, стойкость которого зависит от сложности факторизации больших целых чисел.
ECC (криптосистема на основе эллиптических кривых)	Использует алгебраическую систему, которая описывается в терминах точек эллиптических кривых, для реализации асимметричного алгоритма шифрования. Является конкурентом по отношению к другим асимметричным алгоритмам шифрования, так как при эквивалентной стойкости использует ключи меньшей длины и имеет большую производительность. Современные его реализации показывают, что эта система гораздо более эффективна, чем другие системы с открытыми ключами. Его производительность приблизительно на порядок выше, чем производительность RSA, Диффи-Хеллмана и DSA.

В современном мире происходит постепенная замена бумажной технологии обработки информации ее электронным аналогом. Всё большее распространение получают автоматизированные системы обработки информации. Тенденция ведет в будущем к полной замене бумажного документооборота электронным. Однако защитных атрибутов бумажных документов, таких как подписей, печатей, водяных знаков и специальной фактуры поверхности,- у электронного представления документа нет. Поэтому возникла задача разработки такого механизма электронной защиты, который смог бы заменить подпись и печать на бумажных документах. Во-первых, такой механизм должен подтверждать, что подписывающее лицо не случайно подписало электронный документ. Во-вторых, он должен подтверждать, что только подписывающее лицо, и только оно, подписало электронный документ. В-третьих, он должен зависеть от содержания подписываемого документа и времени его подписания. В-четвертых, подписывающее лицо не должно иметь возможности в последствии отказаться от факта подписи документа. Таким механизмом стала электронно-цифровая подпись.

Электронная цифровая подпись

(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 (Федеральный Закон «Об электронно-цифровой подписи»).

Криптографическое преобразование

Следует также определить, что такое криптографическое преобразование. Криптографическое преобразование - это преобразование информации, основанное на некотором алгоритме, зависящем от изменяемого параметра (обычно называемого секретным ключом), и обладающее свойством невозможности восстановления исходной информации по преобразованной, без знания действующего ключа, с трудоемкостью меньше заранее заданной. Другими словами, ЭЦП - это часть электронного документа, а фактически - обычный файл, полученный в результате криптографического преобразования документа. Электронная подпись создается при помощи так называемого закрытого ключа. Проверяется же отправленный документ открытым ключом - он общедоступен и вместе с документом приходит получателю. То есть, ЭЦП использует т.н. асимметричное криптографическое преобразование, в котором используется пара ключей - открытый (публичный) ключ и секретный (личный, индивидуальный) ключ, известный только одной взаимодействующей стороне. При использовании ЭЦП гарантируется следующее. Во-первых, то, что документ не изменился в процессе пересылки. Если после подписания цифровой подписью документ был искажен, это выяснится при проверке открытым ключом. Во-вторых - гарантируется однозначная идентификация отправителя. В случае с обычной подписью это можно сделать, например, сравнив с подписью в паспорте. В случае с ЭЦП - специальные , выдающие сертификаты ключей.

Закрытый ключ электронной цифровой подписи - уникальная последовательность символов, известная владельцу сертификата ключа подписи и предназначенная для создания в электронных документах электронной цифровой подписи с использованием средств электронной подписи;

Открытый ключ электронной цифровой подписи - уникальная последовательность символов, соответствующая закрытому ключу электронной цифровой подписи, доступная любому пользователю информационной системы и предназначенная для подтверждения с использованием средств электронной цифровой подписи подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе;

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;

Рис. 1. Схема механизма ЭЦП, использующего асимметричное криптографическое преобразование

При использовании асимметричного криптографического преобразования возникает задача обеспечения совместного использования зашифрованной (подписанной) информации, связанная с управлением ключами (генерация, распределение и т.д.). Для решения этой трудоемкой задачи создаются специальные удостоверяющие центры, услуги которых призваны облегчить использование ЭЦП.

Удостоверяющий центр - это юридическое лицо, согласно Закону «Об электронно-цифровой подписи» выполняющее следующие функции:

изготовление сертификатов ключей подписей;

создание (генерация) ключей электронных цифровых подписей по обращению клиентовс гарантией сохранения в тайне закрытого ключа электронной цифровой подписи;

приостановка и возобновление действия сертификатов ключей подписей, а также их аннулирование;

ведение реестра сертификатов ключей подписей, обеспечение его актуальности и возможности свободного доступа к нему клиентов;

проверка уникальности открытых ключей электронных цифровых подписей в реестре сертификатов ключей подписей и архиве удостоверяющего центра;

выдача сертификатов ключей подписей в форме документов на бумажных носителях и (или) в форме электронных документов с информацией об их действии;

осуществление по обращениям пользователей сертификатов ключей подписей подтверждение подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе в отношении выданных им сертификатов ключей подписей;

предоставление клиентам иных связанных с использованием электронных цифровых подписей услуги.

Рис. 2. Реализация механизма ЭЦП через Удостоверяющий центр

Таким образом, задачу подтверждения ЭЦП, а также другие связанные задачи, берет на себя удостоверяющий центр.

Подтверждение подлинности электронной цифровой подписи в электронном документе - положительный результат проверки соответствующим сертифицированным средством электронной цифровой подписи с использованием сертификата ключа подписи принадлежности электронной цифровой подписи в электронном документе владельцу сертификата ключа подписи и отсутствия искажений в подписанном данной электронной цифровой подписью электронном документе.

Юридическая значимость документов с ЭЦП

Юридическая значимость документов с ЭЦП Вопросы юридической значимости электронных документов представлены в приведенных ниже нормативных документах.

Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть 1. Глава 9. Статья 160. Письменная форма сделки: 2. Использование при совершении сделок факсимильного воспроизведения подписи с помощью средств механического или иного копирования, электронной - цифровой подписи либо иного аналога собственноручной подписи допускается в случаях и в
порядке, предусмотренных законом, иными правовыми актами или соглашением сторон.

Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть 1. Глава 28. Статья 434. Форма договора: Договор в письменной форме может быть заключен путем составления одного документа, подписанного сторонами, а также путем обмена документами посредством почтовой, телеграфной, телетайпной, телефонной, электронной или иной связи, позволяющей достоверно установить, что документ исходит от стороны по договору.

Федеральный Закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»:

Статья 11. Документирование информации

3. Электронное сообщение, подписанное электронной цифровой подписью или иным аналогом собственноручной подписи, признается электронным документом, равнозначным документу, подписанному собственноручной подписью, в случаях, если
федеральными законами или иными нормативными правовыми актами не устанавливается или не подразумевается требование о составлении такого документа на бумажном носителе.

4. В целях заключения гражданско-правовых договоров или оформления иных правоотношений, в которых участвуют лица, обменивающиеся электронными сообщениями, обмен электронными сообщениями, каждое из которых подписано
электронной цифровой подписью или иным аналогом собственноручной подписи отправителя такого сообщения, в порядке, установленном федеральными законами, иными нормативными правовыми актами или соглашением сторон, рассматривается как обмен документами. 5. Право собственности и иные вещные права на материальные носители, содержащие документированную информацию, устанавливаются гражданским законодательством. Применение сертифицированных средств защиты информации является обязательным условием при рассмотрении в судебном порядке спорных вопросов, связанных с удостоверением подлинности электронных документов и идентификацией личности пользователей системы.

Закон "Об электронной цифровой подписи" направлен на обеспечение правовых условий использования электронной цифровой подписи в электронных документах. При их соблюдении ЭЦП в электронном документе признается равнозначной собственноручной подписи человека (гражданина или должностного лица) в документе на бумажном носителе. Действие закона распространяется на отношения, возникающие при совершении гражданско-правовых сделок и в других предусмотренных законодательством случаях, и не распространяется на отношения, возникающие при использовании иных аналогов собственноручной подписи. Это означает два следующих важных момента: а) лица, которые незаконно используют ЭЦП другого лица, несут уголовную, гражданско-правовую и административную ответственность; б) использование ЭЦП позволяет, не выходя из дома или офиса, безопасно и гарантированно совершать сделки по купле-продаже собственности; отстаивать свои права в органах правосудия, осуществляя переписку по электронной почте; использовать сеть Интернет для упрощения процедуры, связанной с представлением налоговой отчетности в налоговые органы. Однако на практике эти возможности широко пока не используются. Закон устанавливает, что удостоверяющим центром для информационных систем общего пользования может быть коммерческая организация. Законом предусматривается защита прав лиц, использующих ЭЦП в процессах электронного обмена документами, и условия приостановления действия и (или) аннулирования сертификата ключа подписи. Наиболее значимым моментом закона является определение условий, при которых ЭЦП признается равнозначной собственноручной подписи физического лица.

Статья 4. Условия признания равнозначности электронной цифровой подписи и собственноручной подписи 1. Электронная цифровая подпись в электронном документе равнозначна собственноручной подписи в документе на бумажном носителе при одновременном выполнении следующих условий:

• сертификат ключа подписи, относящийся к этой электронной цифровой
  подписи, не утратил силу (действует) па момент проверки или на момент
  подписания электронного документа при наличии доказательств,
  определяющих момент подписания;
• подтверждена подлинность электронной цифровой подписи в электронном
  документе;
• электронная цифровая подпись используется в соответствии со сведениями,
  указанными в сертификате ключа подписи.

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) - реквизит электронного документа, позволяющий установить отсутствие искажения информации в электронном документе с момента формирования ЭЦП и проверить принадлежность подписи владельцу сертификата ключа ЭЦП. Значение реквизита получается в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа ЭЦП .

Цифровая подпись предназначена для аутентификации лица, подписавшего электронный документ. Кроме этого, использование цифровой подписи позволяет осуществить:

§ Контроль целостности передаваемого документа: при любом случайном или преднамеренном изменении документа подпись станет недействительной, потому что вычислена она на основании исходного состояния документа и соответствует лишь ему.

§ Защиту от изменений (подделки) документа: гарантия выявления подделки при контроле целостности делает подделывание нецелесообразным в большинстве случаев.

§ Доказательное подтверждение авторства документа: Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он должен быть известен только владельцу, то владелец пары ключей может доказать своё авторство подписи под документом. В зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т. д.

Все эти свойства ЭЦП позволяют использовать её для следующих целей:

§ Декларирование товаров и услуг (таможенные декларации)

§ Регистрация сделок по объектам недвижимости

§ Использование в банковских системах

§ Электронная торговля и госзаказы

§ Контроль исполнения государственного бюджета

§ В системах обращения к органам власти

§ Для обязательной отчетности перед государственными учреждениями

§ Организация юридически значимого электронного документооборота

§ В расчетных и трейдинговых системах.

Существует несколько схем построения цифровой подписи:

§ На основе алгоритмов симметричного шифрования. Данная схема предусматривает наличие в системе третьего лица - арбитра, пользующегося доверием обеих сторон. Авторизацией документа является сам факт зашифрования его секретным ключом и передача его арбитру.

§ На основе алгоритмов асимметричного шифрования. На данный момент такие схемы ЭЦП наиболее распространены и находят широкое применение.

Кроме этого, существуют другие разновидности цифровых подписей (групповая подпись, неоспоримая подпись, доверенная подпись), которые являются модификациями описанных выше схем. Их появление обусловлено разнообразием задач, решаемых с помощью ЭЦП.

Использование хеш-функций. Поскольку подписываемые документы - переменного (и как правило достаточно большого) объёма, в схемах ЭЦП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на егохеш. Для вычисления хэша используются криптографические хеш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хеш-функции не являются частью алгоритма ЭЦП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хеш-функция.

Использование хеш-функций даёт следующие преимущества:

§ Вычислительная сложность. Обычно хеш цифрового документа делается во много раз меньшего объёма, чем объём исходного документа, и алгоритмы вычисления хеша являются более быстрыми, чем алгоритмы ЭЦП. Поэтому формировать хэш документа и подписывать его получается намного быстрее, чем подписывать сам документ.

§ Совместимость. Большинство алгоритмов оперирует со строками бит данных, но некоторые используют другие представления. Хеш-функцию можно использовать для преобразования произвольного входного текста в подходящий формат.

§ Целостность. Без использования хеш-функции большой электронный документ в некоторых схемах нужно разделять на достаточно малые блоки для применения ЭЦП. При верификации невозможно определить, все ли блоки получены и в правильном ли они порядке.

Стоит заметить, что использование хеш-функции не обязательно при цифровой подписи, а сама функция не является частью алгоритма ЭЦП, поэтому хеш-функция может использоваться любая или не использоваться вообще.

В большинстве ранних систем ЭЦП использовались функции с секретом, которые по своему назначению близки к односторонним функциям. Такие системы уязвимы к атакам с использованием открытого ключа (см. ниже), так как, выбрав произвольную цифровую подпись и применив к ней алгоритм верификации, можно получить исходный текст. Чтобы избежать этого, вместе с цифровой подписью используется хеш-функция, то есть, вычисление подписи осуществляется не относительно самого документа, а относительно его хеша. В этом случае в результате верификации можно получить только хеш исходного текста, следовательно, если используемая хеш-функция криптографически стойкая, то получить исходный текст будет вычислительно сложно, а значит атака такого типа становится невозможной.

Симметричная схема. Симметричные схемы ЭЦП менее распространены чем асимметричные, так как после появления концепции цифровой подписи не удалось реализовать эффективные алгоритмы подписи, основанные на известных в то время симметричных шифрах. Первыми, кто обратил внимание на возможность симметричной схемы цифровой подписи, были основоположники самого понятия ЭЦП Диффи и Хеллман, которые опубликовали описание алгоритма подписи одного бита с помощью блочного шифра. Асимметричные схемы цифровой подписи опираются на вычислительно сложные задачи, сложность которых еще не доказана, поэтому невозможно определить, будут ли эти схемы сломаны в ближайшее время, как это произошло со схемой, основанной на задаче об укладке ранца. Также для увеличения криптостойкости нужно увеличивать длину ключей, что приводит к необходимости переписывать программы, реализующие асимметричные схемы, и в некоторых случаях перепроектировать аппаратуру. Симметричные схемы основаны на хорошо изученных блочных шифрах.

В связи с этим симметричные схемы имеют следующие преимущества:

§ Стойкость симметричных схем ЭЦП вытекает из стойкости используемых блочных шифров, надежность которых также хорошо изучена.

§ Если стойкость шифра окажется недостаточной, его легко можно будет заменить на более стойкий с минимальными изменениями в реализации.

Однако у симметричных ЭЦП есть и ряд недостатков:

§ Нужно подписывать отдельно каждый бит передаваемой информации, что приводит к значительному увеличению подписи. Подпись может превосходить сообщение по размеру на два порядка.

§ Сгенерированные для подписи ключи могут быть использованы только один раз, так как после подписывания раскрывается половина секретного ключа.

Из-за рассмотренных недостатков симметричная схема ЭЦП Диффи-Хелмана не применяется, а используется её модификация, разработанная Березиным и Дорошкевичем, в которой подписывается сразу группа из нескольких бит. Это приводит к уменьшению размеров подписи, но к увеличению объема вычислений. Для преодоления проблемы «одноразовости» ключей используется генерация отдельных ключей из главного ключа.

Асимметричная схема. Схема, поясняющая алгоритмы подписи и проверки. Асимметричные схемы ЭЦП относятся к криптосистемам с открытым ключом. В отличие от асимметричных алгоритмов шифрования, в которых зашифрование производится с помощью открытого ключа, а расшифрование - с помощью закрытого, в схемах цифровой подписи подписывание производится с применением закрытого ключа, а проверка - с применением открытого.

Общепризнанная схема цифровой подписи охватывает три процесса:

§ Генерация ключевой пары. При помощи алгоритма генерации ключа равновероятным образом из набора возможных закрытых ключей выбирается закрытый ключ, вычисляется соответствующий ему открытый ключ.

§ Формирование подписи. Для заданного электронного документа с помощью закрытого ключа вычисляется подпись.

§ Проверка (верификация) подписи. Для данных документа и подписи с помощью открытого ключа определяется действительность подписи.

Для того, чтобы использование цифровой подписи имело смысл, необходимо выполнение двух условий:

§ Верификация подписи должна производиться открытым ключом, соответствующим именно тому закрытому ключу, который использовался при подписании.

§ Без обладания закрытым ключом должно быть вычислительно сложно создать легитимную цифровую подпись.

Следует отличать электронную цифровую подпись от кода аутентичности сообщения (MAC).