Электронная цифровая подпись

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

 

БОУ ОО СПО  «ОМСКИЙ  АВТОТРАНСПОРТНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

Специальность: 190701 «Организация перевозок и управление на транспорте (по видам)»

 

 

 

 

 

 

Реферат  на тему:

 

Электронная цифровая подпись.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил 

студент группы 2216

Суменков  А.

Куликов С.

Лаптев  И.

Малышев Д.

 

 

 

 

 

 

Омск  2013

Оглавление

Введение 3

Назначение и применение ЭП 3

Виды электронных подписей в Российской Федерации 3

Симметричная схема 4

Асимметричная схема 5

Виды асимметричных алгоритмов ЭП 6

Управление ключами 7

 

 

Введение

Электро́нная по́дпись (ЭП), Электро́нная цифровая по́дпись (ЭЦП) — информация в электронной форме, присоединенная к другой информации в электронной форме (электронный  документ) или иным образом связанная  с такой информацией. Используется для определения лица, подписавшего информацию (электронный документ).

По своему существу электронная  подпись представляет собой реквизит электронного документа, позволяющий  установить отсутствие искажения информации в электронном документе с  момента формирования ЭП и проверить  принадлежность подписи владельцу  сертификата ключа ЭП. Значение реквизита  получается в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа ЭП.

Назначение  и применение ЭП

Электронная подпись предназначена  для идентификации лица, подписавшего электронный документ, и является полноценной заменой (аналогом) собственноручной подписи в случаях, предусмотренных  законом.

Использование электронной  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.

Невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись  можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, он не может  отказаться от своей подписи под  документом.

Доказательное подтверждение  авторства документа: Так как  создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, он 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.

Виды  электронных подписей в Российской Федерации

Федеральный закон РФ от 6 апреля 2011 г. № 63-ФЗ «Об электронной  подписи» устанавливает следующие  виды ЭП:

Простая электронная  подпись (ПЭП)

   Создается с помощью кодов, паролей и других инструментов.

   Эти средства защиты  позволяют идентифицировать автора  подписанного документа. 

   Важным свойством  простой электронной подписи  является отсутствие возможности 

   проверить документ  на предмет наличия изменений  с момента подписания.

   Примером простой  электронной подписи является  комбинация логина и пароля.

Усиленная неквалифицированная  электронная подпись (НЭП);

   Создается с использованием криптографических средств и позволяет определить

   не только автора  документа, но проверить его  на наличие изменений.

   Простые и усиленные  неквалифицированные подписи заменяют 

   подписанный бумажный  документ в случаях, оговоренных  законом или по согласию сторон.

   Например, простые  подписи могут использовать граждане  для  отправки сообщений органам  власти.

   Усиленная подпись  также может рассматриваться  как аналог документа с печатью.

Усиленная квалифицированная  электронная подпись (КЭП).

  Ранее выданные сертификаты  ЭЦП и подписанные с их помощью  документы  приравниваются к  квалифицированным подписям, то  есть этот вид подписи наиболее  привычен для тех, кто уже  пользовался ЭЦП.

  Усиленная подпись  должна обязательно иметь сертификат  аккредитованного Удостоверяющего  центра.

  Эта подпись заменяет  бумажные документы во всех  случаях, за исключением тех,  когда закон требует наличия  исключительно документа на бумаге.

  С помощью таких  подписей вы сможете организовать  юридически значимый электронный  документооборот с партнерскими  компаниями, органами государственной  власти и внебюджетными фондами.

Симметричная  схема

Симметричные схемы ЭП 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 ЭП Диффи и Хеллман, которые опубликовали описание алгоритма  подписи одного бита с помощью  блочного шифра.[2] 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.[8] Симметричные схемы основаны на хорошо изученных блочных шифрах.

 

В связи с этим симметричные схемы имеют следующие преимущества:

Стойкость симметричных схем ЭП 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 ЭП 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

Асимметричные схемы ЭП 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).

Виды асимметричных алгоритмов ЭП

Как было сказано выше, чтобы  применение ЭП имело смысл, необходимо, чтобы вычисление легитимной подписи  без знания закрытого ключа было вычислительно сложным процессом.

Обеспечение этого во всех асимметричных алгоритмах цифровой подписи опирается на следующие  вычислительные задачи:

Задачу дискретного логарифмирования (EGSA)

Задачу факторизации, то есть разложения числа на простые множители (RSA)

Вычисления тоже могут  производиться двумя способами: на базе математического аппарата эллиптических  кривых (ГОСТ Р 34.10-2012, ECDSA) и на базе полей  Галуа (ГОСТ Р 34.10-94, DSA)[10]. В настоящее  время самые быстрые алгоритмы  дискретного логарифмирования и  факторизации являются субэкспоненциальными. Принадлежность самих задач к  классу NP-полных не доказана.

Алгоритмы ЭП подразделяются на обычные цифровые подписи и  на цифровые подписи с восстановлением  документа[11]. При верификации цифровых подписей с восстановлением документа  тело документа восстанавливается  автоматически, его не нужно прикреплять  к подписи. Обычные цифровые подписи  требуют присоединение документа  к подписи. Ясно, что все алгоритмы, подписывающие хеш документа, относятся  к обычным ЭП. К ЭП с восстановлением  документа относится, в частности, RSA.

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.

Также алгоритмы ЭП делятся  на детерминированные и вероятностные[11]. Детерминированные ЭП при одинаковых входных данных вычисляют одинаковую подпись. Реализация вероятностных  алгоритмов более сложна, так как  требует надежный источник энтропии, но при одинаковых входных данных подписи могут быть различны, что  увеличивает криптостойкость. В  настоящее время многие детерминированные  схемы модифицированы в вероятностные.

В некоторых случаях, таких  как потоковая передача данных, алгоритмы  ЭП могут оказаться слишком медленными. В таких случаях применяется  быстрая цифровая подпись. Ускорение  подписи достигается алгоритмами  с меньшим количеством модульных  вычислений и переходом к принципиально  другим методам расчета.

Управление  ключами

Управление открытыми  ключами

Важной проблемой всей криптографии с открытым ключом, в  том числе и систем ЭП, является управление открытыми ключами. Так  как открытый ключ доступен любому пользователю, то необходим механизм проверки того, что этот ключ принадлежит  именно своему владельцу. 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. Существуют системы сертификатов двух типов: централизованные и децентрализованные. В децентрализованных системах путём  перекрёстного подписывания сертификатов знакомых и доверенных людей каждым пользователем строится сеть доверия. В централизованных системах сертификатов используются центры сертификации, поддерживаемые доверенными организациями.

Центр сертификации формирует  закрытый ключ и собственный сертификат, формирует сертификаты конечных пользователей и удостоверяет их аутентичность своей цифровой подписью. Также центр проводит отзыв истекших и компрометированных сертификатов и ведет базы выданных и отозванных сертификатов. Обратившись в сертификационный центр, можно получить собственный  сертификат открытого ключа, сертификат другого пользователя и узнать, какие  ключи отозваны.

Хранение закрытого  ключа

 Смарт-карта  и USB-брелоки eToken

Закрытый ключ является наиболее уязвимым компонентом всей криптосистемы  цифровой подписи. Злоумышленник, укравший закрытый ключ пользователя, может  создать действительную цифровую подпись  любого электронного документа от лица этого пользователя. Поэтому особое внимание нужно уделять способу  хранения закрытого ключа. Пользователь может хранить закрытый ключ на своем  персональном компьютере, защитив его  с помощью пароля. Однако такой  способ хранения имеет ряд недостатков, в частности, защищенность ключа  полностью зависит от защищенности компьютера, и пользователь может  подписывать документы только на этом компьютере.