Механизм электронной цифровой подписи

Для контроля целостности передаваемых по сетям данных используется электронная цифровая подпись.

Электронная цифровая подпись предназначена для защиты электронного документа, передаваемого посредством различных сред или хранящегося в цифровом виде, от подделки и является атрибутом электронного документа. Она получается в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяет идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, установить отсутствие искажения информации в электронном документе.

Электроная подпись (ЭП) используется физическими и юридическими лицами в качестве аналога собственноручной подписи для придания электронному документу юридической силы, равной юридической силе документа на бумажном носителе, подписанного собственноручной подписью правомочного лица и скрепленного печатью.

Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом.

При практической реализации электронной подписи шифруется не все сообщение, а лишь специальная контрольная сумма – хэш, защищающая послание от нелегального изменения. Электронная подпись здесь гарантирует как целостность сообщения, так и удостоверяет личность отправителя.

Подделать ЭП 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.

Электронная цифровая подпись не обеспечивает защиты данных от просмотра другими пользователями. Асимметричные схемы ЭП относятся к криптосистемам с открытым ключом. В отличие от асимметричных алгоритмов шифрования, в которых шифрование производится с помощью открытого ключа, а расшифровка — с помощью закрытого, в схемах цифровой подписи подписание производится с применением закрытого ключа, а проверка подписи — с применением открытого. Рассмотрим алгоритмы работы электронной подписи (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 Механизм осуществления цифровой подписи

1. Выполняется подсчет контрольной суммы для исходных данных. Формируется хэш. Примечание. Любое изменение данных приведет к изменению значения результирующего хеша.

2. Полученное значение шифруется с использованием секретного ключа отправителя. Таким образом, достигается блокировка модификаций значений контрольной суммы при передаче данных получателю.

3. Отправитель посылает получателю: исходные данные, свой сертификат, и зашифрованное значение контрольной суммы. В сертификате отправителя содержится и открытый ключ отправителя. Сертификат – это заверенный специальным сертифицирующим центром открытый ключ.

4. Получатель осуществляет расшифровывание значения контрольной суммы, применяя для этого открытый ключ отправителя, полученный из его сертификата. Успешное расшифровывание контрольной суммы и проверка аутентичности сертификата отправителя гарантирует, что данные были получены из «правильного» источника.

5. Далее получатель, используя такие же алгоритмы хеширования, что и отправитель, вычисляет значения контрольной суммы исходных данных. Сравнив полученное значения с тем, что прислал отправитель, проверяется неизменность данных при передаче. Если значения совпали, то изменений не было, в противном случае данные были модифицированы.

Для того, чтобы никто, кроме владельца подписи, не мог воспользоваться закрытым ключом, его обычно записывают на съемный носитель ключа. Его также как банковскую карточку для дополнительной защиты снабжают PIN кодом. И точно также, как при операциях с картой, перед тем как воспользоваться ключом для создания ЭЦП надо ввести правильное значение PIN кода.

Потребность в обеих криптосистемах

Появление асимметрично-ключевой криптографии не устраняет потребность в криптографии с симметричными ключами. Причина в том, что криптография с асимметричными ключами использует математические функции для шифрования и дешифрования и работает намного медленнее, чем криптография с симметричными ключами. Для шифровки больших сообщений криптография с симметричными ключами необходима. С другой стороны, скорость криптографии с симметричными ключами не устраняет потребность в асимметрично-ключевой криптографии. Асимметрично-ключевая криптография необходима для установления подлинности цифровых подписей и работы станций по рассылке ключей засекречивания. Поэтому сегодня используют обе системы криптографии. Одна криптосистема дополняет другую.