Электронно-цифровая подпись (ЭЦП, Digital Signature).

С развитием систем электронного перевода денежных средств, в основе которых злектронный аналог бумажного платёжного документа, проблема виртуального подтверждения подлинности документа приобрела особую остроту. Развитие любых подобных систем теперь немыслимо без существования электронных подписей.

Существуют несколько методов построения схем ЭЦП.

1. Шифрование на основе симметричных алгоритмов. Данная схема предусматривает наличие в системе третьего лица (арбитра), пользующегося доверием участников обмена электронными сообщениями. Взаимодействие пользователей производится по следующей схеме

a). A®C: ЗК_а(m, Id_to) – А отправляет арбитру C с помощью своего закрытого ключа ЗК_а сообщение m для B, указав в значении идентификатора получателя Id_to=B;

б). C: ЗК_а(ЗК_а(m, Id_to)) – C расшифровывает закрытым ключом абонента А(ЗК_а) сообщение m и узнаёт кому оно предназначено;

в). C®B: ЗК_B(m, Id_from) – C отправляет абоненту B с помощью его закрытого ключа ЗК_B сообщение m, указав в значении идентификатора отправителя Id_from=A;

г). B: ЗК_B(ЗК_B(m, Id_from)) – B расшифровывает своим закрытым ключом (ЗК_B) сообщение m и узнаёт от кого оно получено.

Авторизацией документа в данной схеме считается сам факт зашифрования секретным ключом и передача сообщения арбитру. Недостатком данной схемы является наличие третьей стороны и использование симметричных алгоритмов шифрования. На практике эта схема не получила широкого распространения.

2. Использование асимметричных алгоритмов шифрования. Фактом подписания документа в данной схеме является зашифрование документа на секретном ключе его отправителя.

Возможны и другие способы электронной подписи на основе асимметричных алгоритмов, например, следующая двухступенчатая схема защищённой электронной подписи, лежащая в основе обмена межбанковской электронной почтой:

Метод также используется достаточно редко вследствие того, что зашифрование сообщений большой длины неэффективно с точки зрения скоростных характеристик.

3. Использование хэш-функции (hash function) при помощи асимметричного алгоритма. Хэш-функция – часть электронно-цифровой подписи, которая служит для обеспечения целостности зашифрованной информации, а также для решения ряда других вопросов. Например, в ОС WindowsNT используется хэширование паролей пользователей с целью их хранения в базе данных.

Процесс передачи сообщения (ЭД - электронного документа) от участника A участнику B описывается следующей схемой:

Процедура обмена состоит из двух этапов.

a). Участник A вычисляет хэш-код (хэширует) ЭД. Полученный хэш-код проходит процедуру преобразования с использованием секретного ключа абонента A. После чего полученное значение, которое и является ЭЦП, вместе с ЭД отправляется участнику B.

б). Участник B должен получить от A ЭД с ЭЦП. Также ему известен и открытый ключ A. B расшифровывает ЭЦП, ЭД подвергается операции хэширования, после чего результаты сравниваются, и если они совпадают, то ЭЦП признаётся подлинной.

Эффективность реализации данной схемы по сравнению с предыдущей состоит в применении медленных процедур асимметричного шифрования к хэш-коду ЭД, который значительно короче самого ЭД.

Одной из самых важных характеристик хэш-функций, обусловивших их широкое внедрение в практику, оказалась способность получать из открытого текста большой длины (например, для зарубежного стандарта SHA-1 максимальная длина открытого текста ограничена 2⁶⁴ битами) хэш-кода гораздо меньшей длины. Так, для отечественного стандарта ГОСТ Р 34.11-94 длина хэш-кода равна 256 битам, зарубежные стандарты имеют хэш-код длиной 160-180 бит, что в некоторых случаях позволяет достаточно существенно сократить объём передаваемых данных. Кроме того, применение хэш-функций позволяет устранить избыточность открытого текста, что положительно сказывается на криптографических свойствах зашифрованного сообщения.

Кроме вышеперечисленных существуют и другие варианты построения схем ЭЦП – групповая подпись, неоспариваемая подпись, доверенная подпись и т.д.

Следует отметить, что в зарубежных криптографических средствах (и прежде всего США) наиболее часто используется стандарты электронно-цифровой подписи DSS (Digital Signature Standard), а также стандарты на выработку хэш-кода SHS (Security Hash Standard) и некоторые другие. Отечественные стандарты на ЭЦП – ГОСТ Р 34.10-94 и выработку хэш-кода – ГОСТ Р 34.11-94. Подробное описание этих стандартов можно найти в специализированных справочниках.