Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современную жизнь невозможно представить без компьютеров и высоких технологий. С появлением компьютеров жизнь человека заметно облегчилась. Вычислительные машины стали внедряться во все сферы жизни общества. Заводы, производящие продукцию под управлением компьютеров, моделирование различных процессов в науке, проектирование архитектурных сооружений, моделирование деталей и новых машин, автоматизация вычислений, сбора, сортировки информации, всё это было бы очень трудоёмко и занимало много времени и ресурсов, но с появлением компьютеров эти задачи выполняются в считанные секунды.

Компьютерные технологии постоянно развиваются и от того насколько они развиваются настолько и развиваются другие отрасли которые тесно взаимосвязаны друг с другом.

С появлением интернета и локальных сетей компьютерные системы внедряются с каждым днём всё больше в налоговой, правоохранительной, финансовой, административной деятельности позволяя в течении нескольких секунд найти искомую информацию. Создаются базы данных и облачные сервисы, взамен устаревших и не эффективных картотек и архивов.

С развитием экономической и корпоративной деятельности неотделимо и понятие документооборот. Организации и фирмы взаимодействую друг, с другом передавая информацию по документам. С развитием современных коммуникаций этот процесс автоматизируется, теперь на смену почтовой и курьерской службы, приходят средства передачи информации по электронным системам. Эти системы по сравнению с традиционными методами передачи информации, надёжны, мобильны (очень быстрая передача данных за доли секунд), компактны (позволяют передавать большие объёмы информации), экономичны. Для этого требуется наличие нескольких компьютеров и доступа к сети. Но не смотря на такие преимущества, есть такая особенность документооборота как заключение договоров. Договора организации заключают друг с другом для совместного сотрудничества, их заключают руководители и поэтому требуется личная встреча и подпись. Но есть ряд факторов которые могут этот процесс затруднить, к таким относиться: значительные географическая удалённость организаций друг от друга, временные ограничения, личные обстоятельства. Таким образом была разработана система Электронно-Цифровой подписи, которая позволяет в считанные секунды делать уникальную личную подпись на документах не боясь за их достоверность.

Эта система даёт массу преимуществ, в отличие от традиционной рукописной подписи. Поэтому цель моей работы состоит в том, чтобы понять принцип работы ЭЦП, её функции, преимущества и недостатки.



История развития ЭЦП

В 1976 году Уитфилдом Диффи и Мартином Хеллманом было впервые предложено понятие «электронная цифровая подпись», хотя они всего лишь предполагали, что схемы ЭЦП могут существовать.

В 1977 году, Рональд Ривест, Ади Шамир и Леонард Адлеман разработали криптографический алгоритм RSA, который без дополнительных модификаций можно использовать для создания примитивных цифровых подписей.

Вскоре после RSA были разработаны другие ЭЦП, такие как алгоритмы цифровой подписи Рабина, Меркле.

В 1984 году Шафи Гольдвассер, Сильвио Микали и Рональд 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 (Криптосистема Гольдвассер -- Микали).

Россия В 1994 году Главным управлением безопасности связи Федерального агентства правительственной связи и информации при Президенте Российской Федерации был разработан первый российский стандарт ЭЦП -- ГОСТ Р 34.10-94 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма».

10 января 2002 года был принят Федеральный Закон «Об электронной цифровой подписи», вступивший в силу с 22 января текущего года, который закладывает основы решения проблемы обеспечения правовых условий для использования электронной цифровой подписи в процессах обмена электронными документами, при соблюдении которых электронная цифровая подпись признается юридически равнозначной собственноручной подписи человека в документе на бумажном носителе.

В 2002 году для обеспечения большей криптостойкости алгоритма взамен ГОСТ Р 34.10-94 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи.» был введен одноименный стандарт ГОСТ Р 34.10-2001, основанный на вычислениях в группе точек эллиптической кривой. В соответствии с этим стандартом, термины «электронная цифровая подпись» и «цифровая подпись» являются синонимами.

1 января 2013 года одноименный ГОСТ Р 34.10-2001 заменён на ГОСТ Р 34.10-2012 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи.»

электронный цифровой подпись ассиметричный

Назначение и применение ЭПЦ

Электронная подпись (ЭП), Электронная цифровая подпись (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.

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.

Алгоритмы

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 ЭП 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 ЭП. [6, c. 88-90]



Использование хеш-функций

Поскольку подписываемые документы -- переменного (и как правило достаточно большого) объёма, в схемах ЭП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хеш. Для вычисления хэша используются криптографические хеш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хеш-функции не являются частью алгоритма ЭП, 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 ЭП. 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 ЭП. При верификации невозможно определить, все ли блоки получены и в правильном ли они порядке.

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

В большинстве ранних систем ЭП 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 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. 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.[5]

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

Схема, поясняющая алгоритмы подписи и проверки

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.[7]

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). 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. 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. 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. [3, c. 125-128]

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.



Перечень алгоритмов ЭП

Асимметричные схемы:

· FDH (Full Domain Hash), вероятностная схема RSA-PSS (Probabilistic Signature Scheme), схемы стандарта PKCS#1 и другие схемы, основанные на алгоритме RSA

· Схема Эль-Гамаля

· Американские стандарты электронной цифровой подписи: DSA, ECDSA (ECDSA на основе аппарата эллиптических кривых)

· Российские стандарты электронной цифровой подписи: ГОСТ Р 34.10-94 (в настоящее время не действует), ГОСТ Р 34.10-2012

· Схема Диффи-Хельмана

· Украинский стандарт электронной цифровой подписи ДСТУ 4145-2002

· Белорусский стандарт электронной цифровой подписи СТБ 1176.2-99

· Pointcheval-Stern signature algorithm

· Вероятностная схема подписи Рабина

· Схема BLS (Boneh-Lynn-Shacham)

· Схема GMR (Goldwasser-Micali-Rivest)

На основе асимметричных схем созданы модификации цифровой подписи, отвечающие различным требованиям:

· Групповая цифровая подпись

· Неоспоримая цифровая подпись

· «Слепая» цифровая подпись и справедливая «слепая» подпись

· Конфиденциальная цифровая подпись

· Цифровая подпись с доказуемостью подделки

· Доверенная цифровая подпись

· Разовая цифровая подпись



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.[5, 250-252]

Хранение закрытого ключа. 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.

В настоящее время существуют следующие устройства хранения закрытого ключа:

Дискеты

Смарт-карты

USB-брелоки

Таблетки Touch-Memory

Кража или потеря одного из таких устройств хранения может быть легко замечена пользователем, после чего соответствующий сертификат может быть немедленно отозван.

Наиболее защищенный способ хранения закрытого ключа -- хранение на смарт-карте. Для того, чтобы использовать смарт-карту, пользователю необходимо не только её иметь, но и ввести PIN-код, то есть, получается двухфакторная аутентификация. После этого подписываемый документ или его хэш передается в карту, её процессор осуществляет подписывание хеша и передает подпись обратно. В процессе формирования подписи таким способом не происходит копирования закрытого ключа, поэтому все время существует только единственная копия ключа. Кроме того, произвести копирование информации со смарт-карты сложнее, чем с других устройств хранения.

В соответствии с законом «Об электронной подписи», ответственность за хранение закрытого ключа владелец несет сам.



Использование ЭП в России

В России юридически значимый сертификат электронной подписи выдаёт удостоверяющий центр. Правовые условия использования электронной цифровой подписи в электронных документах регламентирует Федеральный закон Российской Федерации от 6 апреля 2011 г. N 63-ФЗ «Об электронной подписи».

После становления ЭП при использовании в электронном документообороте между кредитными организациями и кредитными бюро в 2005 году активно стала развиваться инфраструктура электронного документооборота между налоговыми органами и налогоплательщиками. Начал работать приказ Министерства по налогам и сборам РФ от 2 апреля 2002 г. № БГ-3-32/169 «Порядок представления налоговой декларации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи». Он определяет общие принципы информационного обмена при представлении налоговой декларации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи.

В законе РФ от 10 января 2002 г. № 1-ФЗ «Об электронной цифровой подписи» описаны условия использования ЭП, особенности её использования в сферах государственного управления и в корпоративной информационной системе.

Благодаря ЭП теперь, в частности, многие российские компании осуществляют свою торгово-закупочную деятельность в Интернете, через системы электронной торговли, обмениваясь с контрагентами необходимыми документами в электронном виде, подписанными ЭП. Это значительно упрощает и ускоряет проведение конкурсных торговых процедур.

С 13 июля 2012 согласно Федеральному закону N 108-ФЗ официально вступила в действие правовая норма продлевающая действие 1-ФЗ «Об электронной цифровой подписи» до 1 июля 2013 года. В частности решено в части 2 статьи 20 Федерального закона от 6 апреля 2011 года N 63-ФЗ «Об электронной подписи» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2011, N 15, ст. 2036) слова «с 1 июля 2012 года» заменить словами «с 1 июля 2013 года»..

С 1 июля 2013 года Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 1-ФЗ утратит силу, на смену ему придет Федеральный закон от 6 апреля 2011 г. № 63-ФЗ «Об электронной подписи».

С 1 января 2013 года гражданам выдается универсальная электронная карта, в которую встроена усиленная квалифицированная электронная подпись.



Заключение

Рассмотрев основные вопросы, в данной работе, касающиеся электронно-цифровой подписи можно сделать выводы, что ЭЦП является одной из самых надёжных систем защиты электронной информации. Электронная подпись будет содействовать дальнейшему развитию электронного документооборота и его защиты. Преимущества ЭЦП уже проверены на практике. Благодаря электронной подписи получат дальнейшее развитие другие отрасли такие как: банковская деятельность, государственная, бухгалтерская, административная и иные сферы деятельности. ЭЦП позволяет экономить огромные средства вкладываемые сейчас в средства защиты информации, предотвращения от угроз и «атак».

Благодаря ЭЦП станет возможным обменивается документами не боясь, за их подлинность. Сейчас ЭЦП активно развивается и в процессе своего развития она всё больше будет внедрятся с различные сферы и отрасли, но на это нужно время и средства, но эти средства незначительны по сравнению с теми преимуществами, что даст развитие Электронной подписи.



Список источников и литературы

1) Федеральный закон от 10 января 2002 года № 1-ФЗ «Об электронно-цифровой подписи»

2) Федеральный закон Российской Федерации от 6 апреля 2011 г. N 63-ФЗ «Об электронной подписи»

3) Петров А.А Компьютерная безопасность. Криптографические методы защиты.

4) Матвиенко А. Основы организации электронного документооборота: Учебное пособие. / А. Матвиенко, М. Цывин. К.: Центр учебной литературы, 2008. - С. 112.

5) Онегов В.А. Электронная цифровая подпись и приемы хеширования / В.А. Онегов // Информатика и образование. - 2003. - № 1. - С. 33 - 39.

6) Малофеев С.О применении электронной цифровой подписи в электронном документообороте / С. Малофеев // Секретарское дело. - 2009. - № 7. - C. 24-28.

7) Бородакий Ю.В. Информационные технологии: методы, процессы, системы / Ю.В. Бородакий, Ю.Г. Лободинский. - М.: Радио и Связь, 2004. - С. 455.

Размещено на Allbest.ru