Использование шифрования в компаниях России / Блог компании КиберСофт / Хабр

Введение

Немногим более двух десятилетий тому назад криптография в России находилась приблизительно на том же уровне секретности, что и технологии производства оружия – ее практическое применение относилось к сфере деятельности исключительно военных и спецслужб, то есть было полностью подконтрольно государству.

Ситуация изменилась лишь в 1990 году, когда в действие был введен стандарт шифрования ГОСТ 28147-89. Изначально алгоритм имел гриф ДСП и официально «полностью открытым» стал лишь в 1994 году.

Сложно точно сказать, когда именно в отечественной криптографии был совершен информационный прорыв. Скорее всего, это произошло с появлением у широкой общественности доступа в интернет, после чего в сети начали публиковаться многочисленные материалы с описаниями криптографических алгоритмов и протоколов, статьи по киптоанализу и другая информация, имеющая отношение к шифрованию.

В сложившихся условиях криптография больше не могла оставаться прерогативой одного лишь государства. Кроме того, развитие информационных технологий и средств связи обусловило потребность в использовании средств криптографической защиты коммерческими компаниями и организациями.

Сегодня к средствам криптографической защиты информации (СКЗИ) относят: средства шифрования, средства имитозащиты, средства электронной цифровой подписи, средства кодирования, средства изготовления ключевых документов и сами ключевые документы. [4, с2-3.]

Далее в статье речь пойдет о том, какое практическое применение на настоящий момент шифрование и СКЗИ нашли в российских компаниях и организациях. Будут рассмотрены следующие направления:

• защита информационных систем персональных данных;
• защита конфиденциальной информации компании;
• шифрования корпоративной электронной почты;
• создание и проверки цифровых подписей.

Основные понятия

Система − автоматизированная информационная система передачи и приема информации в электронном виде по телекоммуникационным каналам связи в виде юридически значимых электронных документов с использованием средств электронной подписи.Автоматизированное рабочее место (АРМ) – ПЭВМ, с помощью которой пользователь осуществляет подключение для работы в Системе.

Cредство криптографической защиты информации (СКЗИ) − средство вычислительной техники, осуществляющее криптографическое преобразование информации для обеспечения ее безопасности.

Электронная подпись (ЭП) − информация в электронной форме, которая присоединена к другой информации в электронной форме (подписываемой информации) или иным образом связана с такой информацией и которая используется для определения лица, подписывающего информацию.

Ключ ЭП – уникальная последовательность символов, предназначенная для создания электронной подписи. Ключ ЭП хранится пользователем системы в тайне. В инфраструктуре открытых ключей соответствует закрытому ключу ЭЦП.

Ключ проверки ЭП – уникальная последовательность символов, однозначно связанная с ключом электронной подписи и предназначенная для проверки подлинности электронной подписи. Ключ проверки ЭП известен всем пользователям системы и позволяет определить автора подписи и достоверность электронного документа, но не позволяет вычислить ключ электронной подписи.

Сертификат ключа проверки ЭП – электронный документ или документ на бумажном носителе, выданные удостоверяющим центром либо доверенным лицом удостоверяющего центра и подтверждающие принадлежность ключа проверки электронной подписи владельцу сертификата ключа проверки электронной подписи.

Удостоверяющий центр – юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, осуществляющие функции по созданию и выдаче сертификатов ключей проверки электронных подписей, а также иные функции, предусмотренные законодательством.

Владелец сертификата ключа проверки ЭП – лицо, которому в установленном порядке выдан сертификат ключа проверки электронной подписи.Средства ЭП − шифровальные (криптографические) средства, используемые для реализации хотя бы одной из следующих функций — создание электронной подписи, проверка электронной подписи, создание ключа электронной подписи и ключа проверки электронной подписи.

Сертификат соответствия − документ, выданный по правилам системы сертификации для подтверждения соответствия сертифицированной продукции установленным требованиям.

Подтверждение подлинности электронной подписи в электронном документе − положительный результат проверки соответствующим средством ЭП принадлежности электронной подписи в электронном документе владельцу сертификата ключа проверки подписи и отсутствия искажений в подписанном данной электронной подписью электронном документе.

Компрометация ключа − утрата доверия к тому, что используемые ключи обеспечивают безопасность информации. К событиям, связанным с компрометацией ключей, относятся, включая, но не ограничиваясь, следующие:

• Потеря ключевых носителей.
• Потеря ключевых носителей с их последующим обнаружением.
• Увольнение сотрудников, имевших доступ к ключевой информации.
• Нарушение правил хранения и уничтожения (после окончания срока действия) закрытого ключа.
• Возникновение подозрений на утечку информации или ее искажение в системе конфиденциальной связи.
• Нарушение печати на сейфе с ключевыми носителями.
• Случаи, когда нельзя достоверно установить, что произошло с ключевыми носителями (в том числе случаи, когда ключевой носитель вышел из строя и доказательно не опровергнута возможность того, что, данный факт произошел в результате несанкционированных действий злоумышленника).

Защита корпоративной информации

Если в п.1 использование крпитогарфических средств обусловлено, прежде всего, требованиями законодательства РФ, то в данном случае в применении СКЗИ заинтересовано руководство самой компании. С помощью средства шифрования компания получает возможность защитить свою корпоративную информацию – сведения, представляющие коммерческую тайну, интеллектуальную собственность, оперативную и техническую информацию и др.

На сегодняшний день для эффективного применения в корпоративной среде, программа для шифрования должна обеспечивать:

• шифрование данных на удаленном сервере;
• поддержку асимметричной криптографии;
• прозрачное шифрование;
• шифрование сетевых папок;
• возможность разграничения прав доступа к конфиденциальной информации между сотрудниками компании;
• возможность хранения сотрудниками закрытых ключей на внешних носителях информации (токенах).

Итак, второе применение СКЗИ – это защита конфиденциальной информации компании. Средство шифрования, поддерживающее вышеперечисленные возможности, способно обеспечить достаточно надежную защиту, однако непременно должно использоваться как составляющая

комплексного подхода

к защите информации. Такой подход дополнительно подразумевает использование межсетевых экранов, антивирусов и файерволлов, а также включает разработку модели угроз информационной безопасности, выработку необходимых политик ИБ, назначение ответственных за информационную безопасность, контроль электронного документооборота, контроль и мониторинг деятельности сотрудников и др.

Риски использования электронной подписи

При использовании электронной подписи существуют определенные риски, основными из которых являются следующие:

1. Риски, связанные с аутентификацией (подтверждением подлинности) пользователя. Лицо, на которого указывает подпись под документом, может заявить о том, что подпись сфальсифицирована и не принадлежит данному лицу.
2. Риски, связанные с отрекаемостью (отказом от содержимого документа). Лицо, на которое указывает подпись под документом, может заявить о том, что документ был изменен и не соответствует документу, подписанному данным лицом.
3. Риски, связанные с юридической значимостью электронной подписи. В случае судебного разбирательства одна из сторон может заявить о том, что документ с электронной подписью не может порождать юридически значимых последствий или считаться достаточным доказательством в суде.
4. Риски, связанные с несоответствием условий использования электронной подписи установленному порядку. В случае использования электронной подписи в порядке, не соответствующем требованиям законодательства или соглашений между участниками электронного взаимодействия, юридическая сила подписанных в данном случае документов может быть поставлена под сомнение.
5. Риски, связанные с несанкционированным доступом (использованием электронной подписи без ведома владельца). В случае компрометации ключа ЭП или несанкционированного доступа к средствам ЭП может быть получен документ, порождающий юридически значимые последствия и исходящий от имени пользователя, ключ которого был скомпрометирован.

Для снижения данных рисков или их избежания помимо определения порядка использования электронной подписи при электронном взаимодействии предусмотрен комплекс правовых и организационно-технических мер обеспечения информационной безопасности.

Общие принципы организации информационной безопасности в Системе

Криптографическая подсистема Системы опирается на отечественное законодательство в области электронной подписи, инфраструктуры открытых ключей и защиты информации, в том числе, на действующие ГОСТ и руководящие документы ФСБ и ФСТЭК, а также на международный стандарт X.509, определяющий принципы и протоколы, используемые при построении систем с открытыми ключами.

Инфраструктура открытых ключей − это система, в которой каждый пользователь имеет пару ключей − закрытый (секретный) и открытый. При этом по закрытому ключу можно построить соответствующий ему открытый ключ, а обратное преобразование неосуществимо или требует огромных временных затрат.

Каждый пользователь Системы генерирует себе ключевую пару, и, сохраняя свой закрытый ключ в строгой тайне, делает открытый ключ общедоступным. С точки зрения инфраструктуры открытых ключей, шифрование представляет собой преобразование сообщения, осуществляемое с помощью открытого ключа получателя информации.

Только получатель, зная свой собственный закрытый ключ, сможет провести обратное преобразование и прочитать сообщения, а больше никто сделать этого не сможет, в том числе − и сам отправитель шифрограммы. Электронная подпись в инфраструктуре открытых ключей − это преобразование сообщения с помощью закрытого ключа отправителя.

Обязательным участником любой инфраструктуры открытых ключей является Удостоверяющий центр, выполняющий функции центра доверия всей системы документооборота. При этом Удостоверяющий центр обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• выпускает сертификаты ключей проверки электронных подписей и выдает их пользователям;
• выдает пользователям средства электронной подписи;
• создает по обращениям заявителей ключи электронных подписей и ключи проверки электронных подписей;
• получает и обрабатывает сообщения о компрометации ключей; аннулирует выданные этим удостоверяющим центром сертификаты ключей проверки электронных подписей, доверие к которым утрачено;
• ведет реестр выданных и аннулированных этим удостоверяющим центром сертификатов ключей проверки электронных подписей (далее — реестр сертификатов), в том числе включающий в себя информацию, содержащуюся в выданных этим удостоверяющим центром сертификатах ключей проверки электронных подписей, и информацию о датах прекращения действия или аннулирования сертификатов ключей проверки электронных подписей и об основаниях таких прекращения или аннулирования и обеспечивает доступ лиц к информации, содержащейся в реестре сертификатов;
• проверяет уникальность ключей проверки электронных подписей в реестре сертификатов;
• осуществляет по обращениям участников электронного взаимодействия проверку электронных подписей;
• определяет порядок разбора конфликтных ситуаций и доказательства авторства электронного документа.

Свою деятельность Удостоверяющий центр осуществляет в строгом соответствии с законодательством, собственным регламентом и соглашениями между участниками электронного взаимодействия. Благодаря соблюдению необходимых требований исключаются риски, связанные с юридической значимостью документов, подписанных электронной подписью, и снижаются риски несоответствия условий использования электронной подписи установленному порядку.

Сертификат ключа проверки ЭП заверяется электронной подписью Удостоверяющего центра и подтверждает факт владения того или иного участника документооборота тем или иным ключом проверки ЭП и соответствующим ему ключом ЭП. Благодаря сертификатам, пользователи Системы могут опознавать друг друга, а, кроме того, проверять принадлежность электронной подписи конкретному пользователю и целостность (неизменность) содержания подписанного электронного документа. Таким образом исключаются риски, связанные с подтверждением подлинности пользователя и отказом от содержимого документа.

Преобразования сообщений с использованием ключей достаточно сложны и производятся с помощью специальных средств электронной подписи. В Системе для этих целей используется СКЗИ, имеющее сертификат соответствия установленным требованиям как средство электронной подписи. Данное СКЗИ − это программное обеспечение, которое решает основные задачи защиты информации, а именно:

• обеспечение конфиденциальности информации − шифрование для защиты от несанкционированного доступа всех электронных документов, которые обращаются в Системе;
• подтверждение авторства документа — применение ЭП, которая ставится на все возникающие в Системе электронные документы; впоследствии она позволяет решать на законодательно закрепленной основе любые споры в отношении авторства документа;
• обеспечение неотрекаемости − применение ЭП и обязательное сохранение передаваемых документов на сервере Системы у отправителя и получателя; подписанный документ обладает юридической силой с момента подписания: ни его содержание, ни сам факт существования документа не могут быть оспорены никем, включая автора документа;
• обеспечение целостности документа − применение ЭП, которая содержит в себе хэш-значение (усложненный аналог контрольной суммы) подписываемого документа; при попытке изменить хотя бы один символ в документе или в его подписи после того, как документ был подписан, будет нарушена ЭП, что будет немедленно диагностировано;
• аутентификация участников взаимодействия в Системе − каждый раз при начале сеанса работы сервер Системы и пользователь предъявляют друг другу свои сертификаты и, таким образом, избегают опасности вступить в информационный обмен с анонимным лицом или с лицом, выдающим себя за другого.

Уровень защищенности Системы в целом равняется уровню защищенности в ее самом слабом месте. Поэтому, учитывая то, что система обеспечивает высокий уровень информационной безопасности на пути следования электронных документов между участниками документооборота, для снижения или избежания рисков необходимо так же тщательно соблюдать меры безопасности непосредственно на рабочих местах пользователей.

В следующем разделе содержатся требования и рекомендации по основным мерам информационной безопасности на рабочем месте пользователя.

Шифрование электронной почты

Для большинства компаний электронная почта является основным средством коммуникации между сотрудниками. Ни для кого не секрет, что по корпоративной электронной почте сегодня пересылается огромное количество конфиденциальной информации: договора, счета, сведения о продуктах и ценовых политиках компании, финансовые показатели и др.

Поэтому защита корпоративной почты – крайне важная составляющая в обеспечении информационной безопасности компании, реализация которой становится возможной также благодаря использованию криптографии и средств шифрования.

Большинство почтовых клиентов, таких как Outlook, Thinderbird, The Bat! и др., позволяют настроить обмен зашифрованными сообщениями на основе сертификатов открытого и закрытого ключа (сертификаты в форматах X.509 и PKCS#12 соответственно), создаваемых при помощи средств криптографической защиты.

Здесь также следует упомянуть о возможности криптографических средств работать в качестве удостоверяющих центров (УЦ). Основное предназначение удостоверяющего центра — выдача сертификатов шифрования и подтверждение подлинности ключей шифрования.

В соответствии с российским законодательством, УЦ подразделяются на классы (КС1, КС2, КС3, КВ1, КВ2, КА1), к каждому из которых выдвигается ряд требований [5]. При этом, класс СКЗИ, использующегося в средствах УЦ, должен быть не ниже соответствующего класса УЦ [5, с 14.].

1 Персонал

Должен быть определен и утвержден список лиц, имеющих доступ к ключевой информации.

К работе на АРМ с установленным СКЗИ допускаются только определенные для эксплуатации лица, прошедшие соответствующую подготовку и ознакомленные с пользовательской документацией на СКЗИ, а также другими нормативными документами по использованию электронной подписи.

К установке общесистемного и специального программного обеспечения, а также СКЗИ, допускаются доверенные лица, прошедшие соответствующую подготовку и изучившие документацию на соответствующее ПО и на СКЗИ.

Рекомендуется назначение в организации, эксплуатирующей СКЗИ, администратора безопасности, на которого возлагаются задачи организации работ по использованию СКЗИ, выработки соответствующих инструкций для пользователей, а также контролю за соблюдением требований по безопасности.

Должностные инструкции пользователей АРМ и администратора безопасности должны учитывать требования настоящих Правил.

В случае увольнения или перевода в другое подразделение (на другую должность), изменения функциональных обязанностей сотрудника, имевшего доступ к ключевым носителям (ЭП и шифрования), должна быть проведена смена ключей, к которым он имел доступ.

2 Размещение технических средств АРМ с установленным СКЗИ

Должно быть исключено бесконтрольное проникновение и пребывание в помещениях, в которых размещаются технические средства АРМ, посторонних лиц, по роду своей деятельности не являющихся персоналом, допущенным к работе в указанных помещениях. В случае необходимости присутствия таких лиц в указанных помещениях должен быть обеспечен контроль за их действиями.

Рекомендуется использовать АРМ с СКЗИ в однопользовательском режиме. В отдельных случаях, при необходимости использования АРМ несколькими лицами, эти лица должны обладать равными правами доступа к информации.

Не допускается оставлять без контроля АРМ при включенном питании и загруженном программном обеспечении СКЗИ после ввода ключевой информации. При уходе пользователя с рабочего места должно использоваться автоматическое включение экранной заставки, защищенной паролем.

Рекомендуется предусмотреть меры, исключающие возможность несанкционированного изменения аппаратной части АРМ, например, опечатывание системного блока АРМ администратором. Также возможно в этих целях применение специальных средств защиты информации — аппаратных модулей доверенной загрузки.

Рекомендуется принять меры по исключению вхождения лиц, не ответственных за администрирование АРМ, в режим конфигурирования BIOS (например, с использованием парольной защиты).

Рекомендуется определить в BIOS установки, исключающие возможность загрузки операционной системы, отличной от установленной на жестком диске: отключается возможность загрузки с гибкого диска, привода CD-ROM, исключаются прочие нестандартные виды загрузки ОС, включая сетевую загрузку.

Средствами BIOS должна быть исключена возможность работы на ПЭВМ, если во время его начальной загрузки не проходят встроенные тесты.

3 Установка программного обеспечения на АРМ

На технических средствах АРМ с установленным СКЗИ необходимо использовать только лицензионное программное обеспечение фирм-изготовителей, полученное из доверенных источников.

На АРМ должна быть установлена только одна операционная система. При этом не допускается использовать нестандартные, измененные или отладочные версии операционной системы.

Не допускается установка на АРМ средств разработки и отладки программного обеспечения. Если средства отладки приложений необходимы для технологических потребностей пользователя, то их использование должно быть санкционировано администратором безопасности.

В любом случае запрещается использовать эти средства для просмотра и редактирования кода и памяти приложений, использующих СКЗИ. Необходимо исключить попадание в систему средств, позволяющих осуществлять несанкционированный доступ к системным ресурсам, а также программ, позволяющих, пользуясь ошибками ОС, получать привилегии администратора.

Рекомендуется ограничить возможности пользователя запуском только тех приложений, которые разрешены администратором безопасности.

Рекомендуется установить и использовать на АРМ антивирусное программное обеспечение.

Необходимо регулярно отслеживать и устанавливать обновления безопасности для программного обеспечения АРМ (Service Packs, Hot fix и т п.), обновлять антивирусные базы.

5 Установка и настройка СКЗИ

Установка и настройка СКЗИ на АРМ должна выполняться в присутствии администратора, ответственного за работоспособность АРМ.

Установка СКЗИ на АРМ должна производиться только с дистрибутива, полученного по доверенному каналу.

Установка СКЗИ и первичная инициализация ключевой информации осуществляется в соответствии с эксплуатационной документацией на СКЗИ.

При установке ПО СКЗИ на АРМ должен быть обеспечен контроль целостности и достоверность дистрибутива СКЗИ.

Рекомендуется перед установкой произвести проверку ОС на отсутствие вредоносных программ с помощью антивирусных средств.

По завершении инициализации осуществляются настройка и контроль работоспособности ПО.

Запрещается вносить какие-либо изменения, не предусмотренные эксплуатационной документацией, в программное обеспечение СКЗИ.

6 Подключение АРМ к сетям общего пользования

При использовании СКЗИ на АРМ, подключенных к сетям общего пользования, должны быть предприняты дополнительные меры, исключающие возможность несанкционированного доступа к системным ресурсам используемых операционных систем, к программному обеспечению, в окружении которого функционируют СКЗИ, и к компонентам СКЗИ со стороны указанных сетей.

В случае подключения АРМ с установленным СКЗИ к общедоступным сетям передачи данных необходимо ограничить возможность открытия и исполнения файлов и скриптовых объектов (JavaScript, VBScript, ActiveX и т д.), полученных из сетей общего пользования, без проведения соответствующих проверок на предмет содержания в них программных закладок и вредоносных программ.

7 Обращение с ключевыми носителями

В организации должен быть определен и утвержден порядок учета, хранения и использования носителей ключевой информации с ключами ЭП и шифрования, который должен исключать возможность несанкционированного доступа к ним.

Для хранения ключевых носителей в помещениях должны устанавливаться надежные металлические хранилища (сейфы), оборудованные надежными запирающими устройствами.

Запрещается:

• Снимать несанкционированные администратором безопасности копии с ключевых носителей.
• Знакомить с содержанием ключевых носителей или передавать ключевые носители лицам, к ним не допущенным, а также выводить ключевую информацию на дисплей (монитор) АРМ или принтер.
• Устанавливать ключевой носитель в считывающее устройство ПЭВМ АРМ в режимах, не предусмотренных функционированием системы, а также устанавливать носитель в другие ПЭВМ.
• Записывать на ключевой носитель постороннюю информацию. 

9 Учет и контроль

Действия, связанные с эксплуатацией СКЗИ, должны фиксироваться в «Журнале пользователя сети», который ведет лицо, ответственное за обеспечение информационной безопасности на АРМ. В журнал кроме этого записываются факты компрометации ключевых документов, нештатные ситуации, происходящие в системе и связанные с использованием СКЗИ, проведение регламентных работ, данные о полученных у администратора безопасности организации ключевых носителях, нештатных ситуациях, произошедших на АРМ, с установленным ПО СКЗИ.

В журнале может отражаться следующая информация:

• дата, время;
• запись о компрометации ключа;
• запись об изготовлении личного ключевого носителя пользователя, идентификатор носителя;
• запись об изготовлении копий личного ключевого носителя пользователя, идентификатор носителя;
• запись об изготовлении резервного ключевого носителя пользователя, идентификатор носителя;
• запись о получении сертификата ключа проверки ЭП, полный номер ключевого носителя, соответствующий сертификату;
• записи, отражающие выдачу на руки пользователям (ответственным исполнителям) и сдачу ими на хранение личных ключевых носителей, включая резервные ключевые носители;
• события, происходившие на АРМ пользователя с установленным ПО СКЗИ, с указанием причин и предпринятых действий.

Пользователь (либо администратор безопасности) должен периодически (не реже одного раза в два месяца) проводить контроль целостности и легальности установленных копий ПО на всех АРМ со встроенной СКЗИ с помощью программ контроля целостности, просматривать сообщения о событиях в журнале EventViewer операционной системы, а также проводить периодическое тестирование технических и программных средств защиты.

В случае обнаружения «посторонних» (не зарегистрированных) программ, нарушения целостности программного обеспечения либо выявления факта повреждения печатей на системных блоках работа на АРМ должна быть прекращена. По данному факту должно быть проведено служебное расследование комиссией, назначенной руководителем организации, где произошло нарушение, и организованы работы по анализу и ликвидации негативных последствий данного нарушения.

Рекомендуется организовать на АРМ систему аудита в соответствии с политикой безопасности, принятой в организации, с регулярным анализом результатов аудита.

Roadmap

Это пятый урок из цикла «Погружение в крипту». Все уроки цикла в хронологическом порядке:

• Урок 1. Исторические шифры. Основы и исторические шифраторы. Как работают (и анализируются) шифры сдвига, замены, Рихарда Зорге, шифр Вернама и шифровальные машины
• Урок 2. Распределение ключей. Что это такое, как выполняется распределение ключей и как выбрать криптостойкий ключ
• Урок 3. Современные отечественные шифры. Что такое сеть Фейстеля и какими бывают отечественные блочные шифры, используемые в современных протоколах, — ГОСТ 28147—89, «Кузнечик»
• Урок 4. Современные зарубежные шифры. В чем разница между 3DES, AES, Blowfish, IDEA, Threefish от Брюса Шнайера и как они работают
• Урок 5. Электронная подпись. Виды электронных подписей, как они работают и как их использовать (ты здесь)
• Урок 6. Квантовая криптография. Что это такое, где используется и как помогает в распределении секретных ключей, генерации случайных чисел и электронной подписи

Алгоритмы электронной подписи

• Full Domain Hash (FDH) и Public Key Cryptography Standards (PKCS). Последнее представляет собой целую группу стандартных алгоритмов для различных ситуаций.
• DSA и ECDSA – стандарты создания электронной подписи в США.
• ГОСТ Р 34.10-2021 – стандарт создания ЭП в РФ. Данный стандарт заменил собой ГОСТ Р 34.10-2001, действие которого официально прекратилось после 31 декабря 2021 года.
• Евразийский союз пользуется стандартами, полностью аналогичными российским.
• СТБ 34.101.45-2021 – белорусский стандарт для цифровой электронной подписи.
• ДСТУ 4145-2002 – стандарт создания электронной подписи в Украине и множество других.

Стоит также отметить, что алгоритмы создания ЭП имеют различные назначения и цели:

• Групповая электронная подпись.
• Одноразовая цифровая подпись.
• Доверенная ЭП.
• Квалифицированная и неквалифицированная подпись и пр.

Как работает цифровая подпись

Если вспомнить формальное определение, то ЭЦП — это реквизит электронного документа. Другими словами, последовательность битов, вычисленная уникально для каждого конкретного сообщения. Подпись может быть вычислена как с применением секретного ключа, так и без него.

Без секретного ключа подпись представляет собой просто код, который может доказать, что документ не был изменен. С использованием секретного ключа подпись докажет целостность сообщения, позволит убедиться в его подлинности и аутентифицировать источник.

Если ты читал вторую часть нашего цикла, то помнишь, что существуют симметричный и асимметричный подходы к шифрованию. С электронной подписью дела обстоят очень похоже — есть подписи с симметричным механизмом, а есть с асимметричным.

Симметричный механизм подписи малоприменим на практике — никому не хочется генерировать ключи для каждой подписи заново. А как ты помнишь, именно в одинаковых ключах кроется фишка симметричной криптографии.

• В лучших традициях асимметричной криптографии — имеем пару открытый и секретный ключ. Но не спеши пролистывать все это описание. Электронная подпись концептуально отличается от шифрования применением ключей, описанного ранее.
• От документа или сообщения подсчитывается хеш-функция, которая сократит сообщение любого объема до определенного количества байтов.
• Посредством криптографических преобразований вычисляется сама электронная подпись. В отличие от асимметричного шифрования, подпись основана на закрытом ключе, а вот проверить с помощью открытого ключа ее может любой его обладатель. Если помнишь, в шифровании все происходит наоборот: шифруют для нас на открытом ключе, а вот расшифровывать мы будем с помощью секретного ключа.
• Электронная подпись предоставляется вместе с исходным документом на проверку. По полученной композиции можно доказать, что документ с момента вычисления подписи не был изменен.

Схемы электронной подписи так же многообразны, как и способы шифрования. Чтобы схема подписи была стойкой, нужно, чтобы она основывалась на трудновычислимой математической задаче. Есть два типа таких задач: факторизация больших чисел и дискретное логарифмирование.

Классы защиты

Согласно приказу ФСБ России от 10.07.14 под номером 378, регламентирующему применение криптографических средств защиты информации и персональных данных, определены шесть классов: КС1, КС2, КС3, КВ1, КВ2, КА1. Класс защиты для той или иной системы определяется из анализа данных о модели нарушителя, то есть из оценки возможных способов взлома системы. Защита при этом строится из программных и аппаратных средств криптографической защиты информации.

АУ (актуальные угрозы), как видно из таблицы, бывают 3 типов:

1. Угрозы первого типа связаны с недокументированными возможностями в системном ПО, используемом в информационной системе.
2. Угрозы второго типа связаны с недокументированными возможностями в прикладном ПО, используемом в информационной системе.
3. Угрозой третьего типа называются все остальные.

Недокументированные возможности – это функции и свойства программного обеспечения, которые не описаны в официальной документации или не соответствуют ей. То есть их использование может повышать риск нарушения конфиденциальности или целостности информации.

Для ясности рассмотрим модели нарушителей, для перехвата которых нужен тот или иной класс средств криптографической защиты информации:

• КС1 – нарушитель действует извне, без помощников внутри системы.
• КС2 – внутренний нарушитель, но не имеющий доступа к СКЗИ.
• КС3 – внутренний нарушитель, который является пользователем СКЗИ.
• КВ1 – нарушитель, который привлекает сторонние ресурсы, например специалистов по СКЗИ.
• КВ2 – нарушитель, за действиями которого стоит институт или лаборатория, работающая в области изучения и разработки СКЗИ.
• КА1 – специальные службы государств.

Таким образом, КС1 можно назвать базовым классом защиты. Соответственно, чем выше класс защиты, тем меньше специалистов, способных его обеспечивать. Например, в России, по данным за 2021 год, существовало всего 6 организаций, имеющих сертификат от ФСБ и способных обеспечивать защиту класса КА1.

Методы, применяемые в скзи

• Авторизация данных и обеспечение сохранности их юридической значимости при передаче или хранении. Для этого применяют алгоритмы создания электронной подписи и ее проверки в соответствии с установленным регламентом RFC 4357 и используют сертификаты по стандарту X.509.
• Защита конфиденциальности данных и контроль их целостности. Используется асимметричное шифрование и имитозащита, то есть противодействие подмене данных. Соблюдается ГОСТ Р 34.12-2021.
• Защита системного и прикладного ПО. Отслеживание несанкционированных изменений или неверного функционирования.
• Управление наиболее важными элементами системы в строгом соответствии с принятым регламентом.
• Аутентификация сторон, обменивающихся данными.
• Защита соединения с использованием протокола TLS.
• Защита IP-соединений при помощи протоколов IKE, ESP, AH.

Подробным образом методы описаны в следующих документах: RFC 4357, RFC 4490, RFC 4491.

Область использования электронной подписи

В таблице ниже рассмотрены сферы применения ЭП.

Активнее всего технологии ЭП применяются в обмене документами. Во внутреннем документообороте ЭП выступает в роли утверждения документов, то есть как личная подпись или печать. В случае внешнего документооборота наличие ЭП критично, так как является юридическим подтверждением.

Отчетность перед контролирующими органами – это еще одна сфера, в которой наращивается электронный документооборот. Многие компании и организации уже оценили удобство работы в таком формате.

По закону Российской Федерации каждый гражданин вправе пользоваться ЭП при использовании госуслуг (например, подписание электронного заявления для органов власти).

Онлайн-торги – еще одна интересная сфера, в которой активно применяется электронная подпись. Она является подтверждением того факта, что в торгах участвует реальный человек и его предложения могут рассматриваться как достоверные. Также важным является то, что любой заключенный контракт при помощи ЭП приобретает юридическую силу.

Получение средств криптозащиты

Цифровая подпись в bitcoin

Помимо прочего, электронная подпись используется в криптовалютах, в частности — в Bitcoin. У каждого пользователя Bitcoin есть пара из секретного и открытого ключа. Хеш-значение открытого ключа служит основным адресом для передачи монет. Это значение не секретно, и сообщать его можно кому угодно. Но по значению хеша вычислить значение открытого ключа невозможно.

Сама пара ключей будет использована лишь однажды — при передаче прав собственности. На этом жизнь пары ключей заканчивается.

• PUB1 — публичный ключ;
• PRIV1 — секретный ключ;
• HASH1 или HASH(PUB1) — хеш-значение открытого ключа (биткойн-адрес);
• HASH2 или HASH(PUB2) — хеш открытого ключа следующего владельца.

Вот как устроен сам процесс передачи прав собственности на биткойны.

1. Владелец монеты открыто сообщает хеш своего публичного ключа HASH(PUB1), это и будет идентифицировать биткойн.
2. До момента продажи оба ключа PUB1, PRIV1 продавца остаются в секрете. Известен только HASH(PUB1) и соответствующий ему биткойн.
3. Как только появляется покупатель, владелец формирует открытое письмо, в котором указывает адрес биткойна HASH(PUB1) и хеш-значение публичного ключа нового владельца HASH(PUB2). И конечно же, подписывает письмо своим секретным ключом PRIV1, прилагая публичный ключ PUB1.
4. После этого пара ключей владельца PUB1 и PRIV1 теряют свою актуальность. Публичным ключом можно проверить само письмо, узнать новый адрес монеты.

О втором собственнике ничего не известно, кроме HASH(PUB2), до тех пор пока он не передаст права третьему владельцу. И эта цепочка может быть бесконечной.

Подписывая передачу прав с использованием ЭЦП, собственник подтверждает не только свою личность, но и свое согласие на проведение сделки. То есть вернуть монетку он уже не может и с этим согласился, подписавшись электронной подписью.

Благодаря HASH(PUB) получается двойная защита. Первая загадка — узнать публичный ключ по его хешу. Вторая загадка — подписаться чужим секретным ключом.

Такая технология построения цепи передачи прав и называется блокчейном. Благодаря этой технологии можно отследить историю владения до самых истоков, но изменить эту историю никак нельзя.

Эцп на практике

В России, как и во многих развитых странах, электронная подпись имеет официальный юридический статус. У нас этот факт регламентирует закон № 63-ФЗ «Об электронной подписи». Однако он утверждает, что юридической силой обладает далеко не любая электронная подпись, а только соответствующая определенным критериям:

• подпись сгенерирована посредством криптографического преобразования с секретным ключом;
• этот ключ и соответствующий ему открытый ключ выданы квалифицированным удостоверяющим центром;
• по подписи можно достоверно установить ее обладателя.

Подпись также должна быть вычислена средствами, соответствующими требованиям закона. Этим требованиям удовлетворяет отечественный алгоритм шифрования ГОСТ 34.10—2021. Он использует математический аппарат эллиптических кривых, является достаточно стойким и официально используется для разработки криптографических средств, реализующих электронную подпись.

Стоит сказать, что в нашей стране электронная подпись используется чаще, чем можно себе представить. В банках, налоговых, торгово-закупочных операциях, бухгалтерии — во всех этих организациях используется или внедряется ЭЦП. Электронная подпись отважно борется со злом бюрократии, однако до полной победы еще далеко.

За рубежом электронный документооборот процветает еще дольше. Официальный стандарт электронной подписи в США DSS (Digital Signature Standard) также использует эллиптические кривые и основан на описанной выше схеме Эль-Гамаля.