20972

Защита электронных документов с помощью электронной цифровой подписи (ЭЦП)

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

1] Лабораторная работа № 4 [1] Защита электронных документов с помощью электронной цифровой подписи ЭЦП [2] Оглавление [2.2] Принципы использования ЭЦП [2.5] Контрольные вопросы Цели работы Получить базовые представления о механизмах создания и проверки ЭЦП и о цифровых сертификатах.

Русский

2013-08-02

86 KB

11 чел.

Лабораторная работа № 4

Защита электронных документов с помощью электронной цифровой подписи (ЭЦП)

Оглавление

[0.1] Лабораторная работа № 4

[1] Защита электронных документов с помощью электронной цифровой подписи (ЭЦП)

[2] Оглавление

[2.1] Цели работы

[2.2] Принципы использования ЭЦП

[2.3] Цифровые сертификаты

[2.4] Задания для выполнения

[2.5] Контрольные вопросы

Цели работы

  1.  Получить базовые представления о механизмах создания и проверки ЭЦП и о цифровых сертификатах.
  2.  Научится генерировать собственные сертификаты и устанавливать их в ОС.
  3.  Научиться подписывать электронные документы с помощью ЭЦП.

Принципы использования ЭЦП

Криптографические методы позволяют надежно контролировать целостность как отдельных порций данных, так и их наборов (таких как поток сообщений); определять подлинность источника данных; гарантировать невозможность отказаться от совершенных действий ("неотказуемость").

В основе криптографического контроля целостности лежат два понятия:

  •  хэш-функция;
  •  электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Хэш-функция – это труднообратимое преобразование данных (односторонняя функция), реализуемое, как правило, средствами симметричного шифрования со связыванием блоков. Результат шифрования последнего блока (зависящий от всех предыдущих) и служит результатом хэш-функции.

Пусть имеются данные, целостность которых нужно проверить, хэш-функция и ранее вычисленный результат ее применения к исходным данным (так называемый дайджест). Обозначим хэш-функцию через h, исходные данные – через T, проверяемые данные – через T'. Контроль целостности данных сводится к проверке равенства h(T') = h(T). Если оно выполнено, считается, что T' = T. Совпадение дайджестов для различных данных называется коллизией. В принципе, коллизии, конечно, возможны, поскольку мощность множества дайджестов меньше, чем мощность множества хэшируемых данных, однако то, что h есть функция односторонняя, означает, что за приемлемое время специально организовать коллизию невозможно.

Рассмотрим теперь применение асимметричного шифрования для выработки и проверки электронной цифровой подписи. Пусть E(T) обозначает результат зашифрования текста T с помощью открытого ключа, а D(T) – результат расшифрования текста Т (как правило, шифрованного) с помощью секретного ключа. Чтобы асимметричный метод мог применяться для реализации ЭЦП, необходимо выполнение тождества

E(D(T)) = D(E(T)) = T

Рисунок  Выработка ЭЦП

Рисунок  Проверка ЭЦП

Из равенства E(S') = h(T') следует, что S' = D(h(T')) (для доказательства достаточно применить к обеим частям преобразование D и вычеркнуть в левой части тождественное преобразование D(E())). Таким образом, электронная цифровая подпись защищает целостность сообщения и удостоверяет личность отправителя, то есть защищает целостность источника данных и служит основой неотказуемости.

Для контроля целостности последовательности сообщений (то есть для защиты от кражи, дублирования и переупорядочения сообщений) применяют временные штампы и нумерацию элементов последовательности, при этом штампы и номера включают в подписываемый текст.

Цифровые сертификаты

При использовании асимметричных методов шифрования (и, в частности, электронной цифровой подписи) необходимо иметь гарантию подлинности пары (имя пользователя, открытый ключ пользователя). Для решения этой задачи в спецификациях X.509 вводятся понятия цифрового сертификата и удостоверяющего центра.

Удостоверяющий центр – это компонент глобальной службы каталогов, отвечающий за управление криптографическими ключами пользователей. Открытые ключи и другая информация о пользователях хранится удостоверяющими центрами в виде цифровых сертификатов, имеющих следующую структуру:

  •  порядковый номер сертификата;
  •  идентификатор алгоритма электронной подписи;
  •  имя удостоверяющего центра;
  •  срок годности;
  •  имя владельца сертификата (имя пользователя, которому принадлежит сертификат);
  •  открытые ключи владельца сертификата (ключей может быть несколько);
  •  идентификаторы алгоритмов, ассоциированных с открытыми ключами владельца сертификата;
  •  электронная подпись, сгенерированная с использованием секретного ключа удостоверяющего центра (подписывается результат хэширования всей информации, хранящейся в сертификате).

Цифровые сертификаты обладают следующими свойствами:

  •  любой пользователь, знающий открытый ключ удостоверяющего центра, может узнать открытые ключи других клиентов центра и проверить целостность сертификата;
  •  никто, кроме удостоверяющего центра, не может модифицировать информацию о пользователе без нарушения целостности сертификата.

В спецификациях X.509 не описывается конкретная процедура генерации криптографических ключей и управления ими, однако даются некоторые общие рекомендации. В частности, оговаривается, что пары ключей могут порождаться любым из следующих способов:

  •  ключи может генерировать сам пользователь. В таком случае секретный ключ не попадает в руки третьих лиц, однако нужно решать задачу безопасной связи с удостоверяющим центром;
  •  ключи генерирует доверенное лицо. В таком случае приходится решать задачи безопасной доставки секретного ключа владельцу и предоставления доверенных данных для создания сертификата;
  •  ключи генерируются удостоверяющим центром. В таком случае остается только задача безопасной передачи ключей владельцу.

Цифровые сертификаты в формате X.509 версии 3 стали не только формальным, но и фактическим стандартом, поддерживаемым многочисленными удостоверяющими центрами.

Задания для выполнения

  1.  Прочитайте теоретический материал из методички и дополнительных материалов (digital_signature.htm).
  2.  Сгенерируйте свой личный сертификат с помощью программы C4PKI Generator (используйте только английские символы во избежание проблем с кодировкой). Установите его в системное хранилище сертификатов.
  3.  Откройте хранилище сертификатов (выполните команду certmgr.msc). Проверьте наличие установленного сертификата в разделе «Личное».
  4.  Защитите паролем и зашифруйте документ MS Word и документ OpenOffice Writer. Сохраните документ, затем откройте его снова.
  5.  Поставьте ЭЦП на документ MS Word и документ OpenOffice Writer. Сохраните документ, затем откройте его снова. Скопируйте свой документ кому-нибудь из одногрупников. Откройте его. Проверьте наличие ЭЦП.
  6.  Защитите свою выполненную работу – для этого вам нужно будет продемонстрировать результаты выполненной работы и ответить на вопросы преподавателя по теоретическому материалу лабораторной работы.

 Контрольные вопросы

  1.  Для чего был создан и для каких целей используется механизм ЭЦП? Что она защищает и какие аспекты ИБ улучшает?
  2.  Что общего между ЭЦП и обычной традиционной личной подписью на бумажных документах?
  3.  Опишите механизмы выработки и проверки ЭЦП (можно пользоваться схемами из методички).
  4.  Что такое контроль целостности? Зачем он нужен?
  5.  Что такое цифровой сертификат? Какими способами можно его создать? Чем определяется уровень доверия к сертификатам?
  6.  Как установить сертификат для использования в разных программах? Как происходит управление установленными сертификатами в ОС?
  7.  Как защитить электронный документ паролем? Какой аспект ИБ это улучшает?
  8.  Как добавить ЭЦП в электронный документ MS Word или OpenOffice Writer? Как её просмотреть? Какой аспект ИБ это улучшает?

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17480. Некоторые поисковые возможности и характеристики систем Yandex и Rambler 392.5 KB
  Некоторые поисковые возможности и характеристики систем Yandex и Rambler. Стандартный поиск Yandex. Рассмотрим общий вид стандартной поисковой формы Yandex рис. 2.20. 1. Основная поисковая форма. Главный ее элемент строка запроса. При желании можно искать только в результатах пр
17481. Структура и классификация автоматизированных информационных систем 103.5 KB
  Структура и классификация автоматизированных информационных систем Цели изучения темы: общеобразовательная прочное усвоение знаний о составе и структуре АИС; развивающая развитие логического мышления; воспитательная формирование представлений об осн...
17482. АИС. Автоматизированные информационные системы 114 KB
  Введение. Ни одно современное предприятие не обходится без систем сбора и обработки информации. Чем больше стадий производства чем оно сложнее чем больше и разнообразнее спектр производимых продаваемых изделий или предлагаемых услуг тем больше потребность в автомат...
17483. Формати і правила роботи з командами організації циклів і роботи з ланцюгами мікропроцесора i8086 31.55 KB
  Лабораторна робота №6 З дисципліни СПіОС на тему: Формати і правила роботи з командами організації циклів і роботи з ланцюгами мікропроцесора i8086 Мета: Ознайомитись з правилами роботи команд організації циклів і роботи з ланцюгами мікропроцесора i8086. Вивчити осн
17484. Ввід інформації із клавіатури 27.12 KB
  Лабораторна робота №7 З дисципліни СПіОС на тему: Ввід інформації із клавіатури Мета: Ознайомитись з правилами обробки переривань для роботи із клавіатурою. Завдання: Створіть файл у який записано слово – пароль. Напишіть програму яка запитує введення па
17485. Вивчення арифметичних команд мікропроцесора i8086 37.37 KB
  Лабораторна робота №2 З дисципліни СПіОС на тему Вивчення арифметичних команд мікропроцесора i8086 Лабораторна робота №2 Мета: Вивчити арифметичні команди мікропроцесора i8086 і правила їх використання. Завдання: Реалізувати можливість введення даних з клавіа...
17486. Вивчення способів адресації даних мікропроцесором i8086 і їх використання при пересиланні даних 47 KB
  Лабораторна робота №1 З дисципліни СП та ОС Мета: Вивчення способів адресації даних мікропроцесором i8086 і їх використання при пересиланні даних. Теоретичні відомості: Мікропроцесор вибирає один з семи режимів адресації за значенням поля режиму команди: регіс
17487. Формати і правила роботи з командами передачі керування, умовних і безумовних переходів, порівняння мікропроцесора i8086 41.09 KB
  Лабораторна робота №5 З дисципліни СПіОС на тему: Формати і правила роботи з командами передачі керування умовних і безумовних переходів порівняння мікропроцесора i8086 Мета: Ознайомитись з правилами роботи команд передачі керування умовних і безумовних пере
17488. Формати і правила роботи з командами множення і ділення мікропроцесора i8086 38.43 KB
  Лабораторна робота №3 З дисципліни СПіОС на тему Формати і правила роботи з командами множення і ділення мікропроцесора i8086 Мета: Ознайомитись з основними форматами і правилами роботи з командами множення і ділення мікропроцесора i8086. Вивчити основні відомості ...