Файл: Методика защиты информации в системах электронного документооборота (Необходимость защиты ЭДО).pdf

- передача конфиденциальной информации по каналам связи;

- хранение информации на носителях в зашифрованном виде;

- установление подлинности передаваемых сообщений.

Надежная криптографическая система должна соответствовать определенным требованиям:

- шифр должен стойко противостоять криптоанализу;

- крипостойкость должна обеспечиваться не секретностью алгоритма шифрования, а секретностью ключа;

- процесс зашифровывания и расшифровывания информации должен быть понятен пользователю;

- должно быть затруднено дешифрование закрытой информации;

- на эффективность алгоритма криптографии не должно влиять содержание информации, которая передается;

- зашифрованный текст не должен быть больше исходного;

- ошибки, которые возникают при шифровании, не должны приводить к потере и искажении информации;

- время шифрования должно быть минимальным;

- стоимость шифрования должна быть согласованна со стоимостью закрываемой информации.

В зависимости от метода воздействия на исходную информацию криптографический метод может разделить на 4 вида: шифрование, стенография, кодирование и сжатие.

При шифровании проводятся обратимые математические, комбинаторные, логические и прочие преобразования исходной информации, в результате чего зашифрованная информация представляет собой хаотичный набор цифр, букв, прочих символов и двоичных ходов. Для шифрования используют алгоритм шифрования и ключ. Чаще всего алгоритм шифрования для определенного метода является неизменным. Ключ содержит управляющую информацию, которая определяет выбор преобразования на определенных шагах алгоритма и величины операндов, используемых при реализации алгоритма шифрования. Операндом может быть переменная, константа, выражение, функция и любой другой объект языка программирования, над которым производятся операции.

Стенографический вид преобразования информации скрывает не только смысл хранящейся и передаваемой информации, но и скрывает факт хранения и передачи конфиденциальной информации. основная задача этого метода состоит в том чтобы замаскировать закрытую информацию среди открытой, при этом создаются реалистичные данные, которые невозможно отличить от настоящих. Данные системы электронного документооборота при шифровании могут представляться в числовом виде. Если правильно подобрать изображение и алгоритм преобразования, то отличить полученное изображение от исходного человеческим взглядом будет практически невозможно. Если скрытый файл будет все - таки обнаружен, то зашифрованная информация будет восприниматься как сбой в работе системы.

При кодировании информации исходный смысл документа заменяется кодом. В качестве кода можно использовать различные знаки, цифры, сочетание букв. При кодировании и обратном преобразовании используются специальные словари либо таблицы.

При сжатии сокращается объем информации, и ее невозможно прочитать либо использовать без обратного преобразования. Так как средства сжатия находятся в общем доступе их нельзя назвать надежными для защиты информации. В связи с этим сжатые файлы подвергают дальнейшему шифрованию. При сжатии уменьшается время передачи данных по причине уменьшения размера.

Основным показателем эффективности защиты шифрования является криптостойкость шифра. Алгоритм шифрования не должен иметь слабых мест, а надежность шифра определяется длиной ключа. Так как единственный способ расшифровки информации является перебор комбинаций ключа и выполнение алгоритма расшифрования, то длина ключа и сложность алгоритма шифрования имеют стратегическую важность.

Криптографическая система состоит из двух частей: алгоритма шифрования и ключа шифрования. На сегодняшний момент существует два вида ключей открытые (ассиметричные криптосистемы) и закрытые.

При симметричном шифровании необходимо обеспечить конфиденциальность данных, для этого нужно выбрать единый математический алгоритм шифрования. Также необходимо выбрать общий секретный ключ, который будет использоваться с принятым алгоритмом. Чаще всего ключ представляет собой файл или массив данных и хранится на персональном носителе, дискете либо флэщке. Наиболее распространенным методом симметричного алгоритма шифрования является стандарт DES (Data Encryption Standart), но в настоящее время он не отвечает требованиям криптостойкости из – за короткого ключа (56 бит). Его можно взломать путем прямого перебора ключей. В настоящее время более актуален стандарт ГОСТ -28147-89, имеющий длину ключа 256 бит. Смысл симметричного шифрования состоит в перемешивании и рассеивании исходных данных.

При шифровании исходные данные разбиваются на блоки определенной длинны, затем данные преобразуются с помощью ключа шифрования. Преобразование происходит определенное количество раз, после каждого преобразования может происходить перестановка данных (для определения параметров перестановки в ГОСТ -28147-89 существует дополнительный ключевой элемент – узел замены), далее исходный результат используется для предыдущего преобразования и перестановки. После определенного числа раундов (для DES – 16, а ГОСТ -28147-89 - 32) производится финальная перестановка, после чего полученный результат становится шифртекстом.

Асимметричное шифрование отличается от симметричного тем, что для шифрования и расшифрования используются разные ключи. Для зашифрования используется открытый ключ, вычисляемый из секретного ключа, а для расшифрования информации используется секретный ключ, зашифрованный с помощью парного ему секретного ключа. Секретный и открытый ключи генерируются парно. Математическая основа данного шифрования состоит в использовании однонаправленных функций с секретом.

У данного метода существует ряд недостатков:

- не существует математического доказательства необратимости используемых в алгоритмах функций;

- открытые ключи необходимо защищать от подмены;

- шифрование происходит медленнее, так как при защифровании и расшифровании используются ресурсоемкие операции (например - возведение одного большого числа в степень, являющуюся другим большим числом). Из – за этого реализовать аппаратный шифратор гораздо сложнее.

Для более надежной защиты СЭД можно использовать комбинированный метод, состоящий из симметричного и ассиметричного методов.

2.2. Электронно – цифровая подпись

На сегодняшний день для обеспечения подлинности документа широко используют Электронно – Цифровую Подпись (ЭЦП). Принцип работы ЭЦП основан на шифровании с помощью ассиметричного ключа, то есть для зашифровки и расшифровки информации используются два различных ключа.

С помощью закрытого ключа документ шифруется, а открытый ключ расшифровывает данный документ. Обратное действие невозможно открытым ключом нельзя зашифровать информацию, а закрытым расшифровать.

Владелец подписи должен иметь закрытый ключ, а открытым ключом можно пользоваться для проверки подлинности подписи. При отправке электронного документа обладатель закрытого ключа защищает его с помощью ЭЦП, а проверить наличие ЭЦП может любой участник электронного документооборота имеющий открытый ключ. Каждый открытый ключ принадлежит конкретному лицу и получает подтверждение в специализированном удостоверительном центре. В качестве удостоверяющего центра может быть организация, которой доверяют все участники данного информационного обмена.

Большинство систем электронного документооборота имеют свою, встроенную в систему электронно – цифровую подпись. В системе могут быть как собственноручно разработанные средства, так и партнерские. Данные разработки стали актуальны после вступления в силу федерального закона о ЭЦП (№ 1 – ФЗ от 10.01.2002 г.), в котором электронно – цифровая подпись была признана имеющей юридическую силу на ровне с собственноручной подписью. Согласно законом РФ разрабатывать свою систему электронно-цифровой подписи имеют право только компании, получившие на это соответствующую лицензию. Организация, использующая в своем электронном документообороте ЭЦП также должна получить лицензию от органов государственной власти.

Удостоверяющий центр, в котором создают ЭЦП можно разделить на несколько секторов: центр сертификации, центр регистрации и АРМ администратора.

Центр сертификации должен выполнять определенные функции:

- хранить базы данных сертификатов и соответствующих им закрытых ключей ЭЦП;

- разрабатывать и удалять сертификаты ЭЦП зарегистрированных пользователей;

- обеспечивать уникальность открытого ключа и серийного номера в сертификатах;

- обеспечивать шифрование и целостность передаваемых данных между центром сертификации и центром регистрации с двусторонней аутентификацией по протоколу TLS;

- организовывать первоначальную процедуру выработки закрытых ключей и сертификатов для компонентов удостоверяющего центра.

Центр регистрации должен:

- отвечать за регистрацию и хранение информации о пользователях, а также быть связующим звеном между пользователями системы и центром сертификации;

- создавать и вести базы данных зарегистрированных пользователей, содержащие личную информацию, сертификаты открытых ключей и сами открытые ключи ЭЦП;

- обеспечить шифрование и целостность передаваемых данных с двусторонней аутентификацией по протоколу TLS;

- обеспечивать взаимодействие с центром сертификации;

- принимать от АРМ администратора запрос на выдачу и отзыв сертификатов и передавать их в центр сертификации ключ с подписью центра регистрации;

- принимать и передавать от центра сертификации сформированные сертификаты;

- проверять подпись центра сертификации принимаемой от него информации;

- обеспечивать доступ к внешним приложениям через SOAP интерфейс на базе HTTPS;

- организовывать процедуру проверки подлинности ЭЦП;

- оповещать пользователей об истечении срока сертификата;

- формировать список отозванных сертификатов.

АРМ администратор поддерживает работоспособность удостоверяющего центра и вносит необходимые изменения в базы данных центра регистрации и центра сертификации. АРМ администратор должен выполнять следующие функции:

- обеспечивать шифрование и целостность данных передаваемых в регистрационный центр;

- создавать запрос на создание, удаление пользователей, а также внесение изменений в существующие профили центра регистрации;

- создавать запрос на выдачу и отзыв сертификатов;

- проверять состояние отправленных запросов.

В центре сертификации вырабатывается и устанавливается один закрытый ключ и сертификат для выработки сертификатов пользователей и один для защищенного взаимодействия с центром регистрации. В центре сертификации находится личный сертификат сервера центра регистрации для формирования ЭЦП сообщений, а также сертификат АРМ администратора.

В каждом секторе удостоверяющего центра и пользовательских компьютерах запрещено использование средств удаленного администрирования. Центр регистрации и сертификации осуществляют резервное копирование и восстановление информации в случае повреждения системы.

При использовании электронно – цифровой подписи решаются многие задачи защиты СЭД:

- контролируется целостность передаваемого документа (при попытке преднамеренного либо случайного изменения документа подпись становится недействительной, так как вычисляется на основании исходного состояния документа и соответствует только ему);

- документы защищаются от подделки (при контроле целостности выявляется подделка);

- создать правильную подпись может лишь владелец закрытого ключа (исключается возможность отказаться от авторства);

- есть возможность доказать авторство подписи документа.

ЭЦП формируют на основании секретного ключа и вычисляется при помощи хэш – функций значения хэша документа. Хэш – это определенное значение, которое однозначно соответствует содержимому документа. Если изменить хотя бы один символ, хэш документа меняется. При использовании современных алгоритмов не представляется возможным изменить документ так, чтобы хэш документа остался неизменным.

Закрытый ключ может шифроваться на пароле, а открытый вычисляется как значение определенной функции из секретного ключа и используется для проверки ЭЦП. Открытый ключ доступен всем открытым каналам связи и передается всем абонентам сети, с которыми будет осуществляться обмен защищенными документами. Любые несанкционированные изменения документа приводят к изменению хэша документа, который не будет совпадать с тем хэшом, который был первоначально и вычисленная электронная подпись не совпадет с переданной, это и будет являться признаком нарушения целостности документа.

Отправитель, который зашифровал документ не может его расшифровать тем же ключом, так как для этого нужен другой (открытый) ключ. Исходя из этого, получается, что получатель использует свой закрытый ключ для расшифровки, а открытый ключ отправителя использует для проверки подлинности электронно - цифровой подписи.

Электронно – цифровую подпись и шифрование можно использовать как совместно, так и раздельно. Например: в системе электронного документооборота можно подписать приказ с помощью ЭЦП для подтверждения его подлинности, но не шифровать его.

Если возникают ситуации компрометации закрытого ключа -сертификат отзывается, после чего автоматически попадает в разряд недействительных. Для защиты информации, которая содержится в сертификате используется электронно – цифровая подпись удостоверяющего центра.