Средства криптографической защиты информации предназначены для. Криптографическая защита информации

Криптографические методы защиты информации могут быть реализованы как программными, так и аппаратными средствами. Аппаратный шифратор или устройство криптографической защиты данных (УКЗД) представляет собой, чаще всего, плату расширения, вставляемую в разъем 18А или РС1 системной платы персонального компьютера (ПК) (рис. 3.21). Существуют и другие варианты реализации, например, в виде и8В-ключа с криптографическими функциями (рис. 3.22).

Производители аппаратных шифраторов обычно оснащают их различными дополнительными возможностями, среди которых:

Генерация случайных чисел, необходимых для получения криптографических ключей. Кроме того, многие криптографические алгоритмы используют их и для других целей, например, в алгоритме электронной цифровой подписи, ГОСТ Р 34.10-2001 при каждом вычислении подписи необходимо новое случайное число;

Рис. 3.21. Аппаратный шифратор в виде платы РС1:

1 - технологические разъемы; 2 - память для ведения журнала; 3 - переключатели режимов; 4 - многофункциональная память; 5 - блок управления и микропроцессор; 6- интерфейс РС1; 7- контроллер РС1; 8- ДСЧ; 9- интерфейсы для подключения ключевых носителей

Рис. 3.22.

• контроль входа на компьютер. При включении ПК устройство требует от пользователя ввести персональную информацию (например, вставить устройство с закрытым ключом). Загрузка операционной системы будет разрешена только после того, как устройство опознает предъявленные ключи и сочтет их «своими». В противном случае придется вскрыть системный блок и изъять оттуда шифратор, чтобы загрузить операционную систему (однако информация на жестком диске ПК тоже может быть зашифрована);
• контроль целостности файлов операционной системы для предотвращения злоумышленного изменения конфигурационных файлов и системных программ. Шифратор хранит в себе список всех важных файлов с заранее вычисленными для каждого из них контрольными хеш-значениями и, если при следующей загрузке ОС не совпадет с эталоном хеш-значение хотя бы одного из контролируемых файлов, компьютер будет блокирован.

Шифратор, выполняющий контроль входа на ПК и проверяющий целостность операционной системы, называют также «электронным замком» (см. парагр. 1.3).

На рис. 3.23 приведена типовая структура аппаратного шифратора. Рассмотрим функции его основных блоков:

• блок управления - основной модуль шифратора. Обычно реализуется на базе микроконтроллера, при выборе которого главным является быстродействие и достаточное количество внутренних ресурсов, а также внешних портов для подключения всех необходимых модулей;
• контроллер системной шины ПК (например, РС1), через который осуществляется основной обмен данными между УКЗД и компьютером;
• энергонезависимое запоминающее устройство (ЗУ), реализуемое обычно на базе микросхем флэш-памяти. Оно должно быть достаточно емким (несколько мегабайт) и допускать большое число циклов записи. Здесь размещается программное обеспечение микроконтроллера, которое вы-

Рис. 3.23. Структура УКЗД полняется при инициализации устройства (когда шифратор перехватывает управление при загрузке компьютера);

• память журнала аудита, также представляющая собой энергонезависимое ЗУ (во избежание возможных коллизий память для программ и память для журнала не должны объединяться);
• шифропроцессор (или несколько подобных блоков) - специализированная микросхема или микросхема программируемой логики PLD (Programmable Logic Device), обеспечивающая выполнение криптографических операций (шифрование и расшифрование, вычисление и проверка ЭЦП, хэширование);
• генератор случайных чисел, представляющий собой устройство, выдающее статистически случайный и непредсказуемый сигнал (так называемый белый шум). Это может быть, например, шумовой диод. Перед дальнейшим использованием в шифропроцессоре по специальным правилам белый шум преобразуется в цифровую форму;
• блок ввода ключевой информации. Обеспечивает защищенное получение закрытых ключей с ключевого носителя и ввод идентификационной информации о пользователе, необходимой для его аутентификации;
• блок коммутаторов, необходимых для отключения возможности работы с внешними устройствами (дисководами, CD- ROM, параллельным и последовательным портами, шиной USB и т. д.). Если пользователь работает с особо секретной информацией, УКЗД при входе на компьютер заблокирует все внешние устройства, включая даже сетевую карту.

Криптографические операции в УКЗД должны выполняться так, чтобы исключить несанкционированный доступ к сеансовым и закрытым ключам и возможность воздействия на результаты их выполнения. Поэтому шифропроцессор логически состоит из нескольких блоков (рис. 3.24):

• вычислитель - набор регистров, сумматоров, блоков подстановки ит. п., связанных между собой шинами передачи данных. Предназначен для максимально быстрого выполнения криптографических операций. На вход вычислитель получает открытые данные, которые следует зашифровать (расшифровать) или подписать, и криптографический ключ;
• блок управления - аппаратно реализованная программа, управляющая вычислителем. Если по какой-либо причине

Рис. 3.24.

программа изменится, его работа начнет давать сбои. Поэтому данная программа должна не только надежно храниться и устойчиво функционировать, но и регулярно проверять свою целостность. Описанный выше внешний блок управления тоже периодически посылает блоку управления контрольные задачи. На практике для большей уверенности в шифраторе устанавливают два шифропроцессора, которые постоянно сравнивают результаты своих криптографических операций (если они не совпадают, операция повторяется);

Буфер ввода-вывода необходим для повышения производительности устройства: пока шифруется первый блок данных, загружается следующий и т. д. То же самое происходит и на выходе. Такая конвейерная передача данных серьезно увеличивает скорость выполнения криптографических операций в шифраторе.

Есть еще одна задача обеспечения безопасности при выполнении шифратором криптографических операций: загрузка ключей в шифратор, минуя оперативную память компьютера, где их теоретически можно перехватить и даже имея подменить. Для этого УКЗД дополнительно содержит порты ввода-вывода (например, СОМ или USB), к которым напрямую подключаются разные устройства чтения ключевых носителей. Это могут быть любые смарт-карты, токены (специальные USB-ключи) или элементы Touch Memory (см. парагр. 1.3). Помимо прямого ввода ключей в УКЗД, многие из таких носителей обеспечивают и их надежное хранение - даже ключевой носитель без знания специального кода доступа (например, PIN-кода) нарушитель не сможет прочесть его содержимое.

Для того чтобы не возникало коллизий при одновременном обращении к шифратору разных программ, в компьютерной системе устанавливается специальное программное обеспечение

Рис. 3.25.

• (ПО) управления шифратором (рис. 3.25). Такое ПО выдает команды через драйвер шифратора и передает шифратору данные, следя за тем, чтобы потоки информации от разных источников не пересекались, а также за тем, чтобы в шифраторе всегда находились нужные ключи. Таким образом, УКЗД выполняет два принципиально разных вида команд:
• перед загрузкой операционной системы выполняются команды, находящиеся в памяти шифратора, которые осуществляют все необходимые проверки (например, идентификацию и аутентификацию пользователя) и устанавливают требуемый уровень безопасности (например, отключают внешние устройства);
• после загрузки ОС (например, Vindows) выполняются команды, поступающие через ПО управления шифратором (шифровать данные, перезагружать ключи, вычислять случайные числа и т. д.).

Такое разделение необходимо из соображений безопасности - после выполнения команд первого блока, которые нельзя обойти, нарушитель уже не сможет совершить несанкционированные действия.

Еще одно назначение ПО управления шифратором - обеспечить возможность замены одного шифратора на другой (скажем, на более производительный или реализующий другие криптоалгоритмы), не меняя программного обеспечения. Это происходит аналогично, например, смене сетевой карты: шифратор поставляется вместе с драйвером, который позволяет программам выполнять стандартный набор криптографических функций в соответствии с каким-либо интерфейсом прикладного программирования (например, Сгур1оАР1).

Таким же образом можно заменить аппаратный шифратор на программный (например, на эмулятор шифратора). Для этого программный шифратор выполняют обычно в виде драйвера, предоставляющего тот же набор функций.

Впрочем, ПО управления шифратором нужно не всем УКЗД (в частности, шифратор для «прозрачного» шифрования-расшифрования всего жесткого диска ПК достаточно настроить один раз).

Для дополнительного обеспечения безопасности выполнения криптографических операций в УКЗД может применяться многоуровневая защита криптографических ключей симметричного шифрования, при которой случайный сеансовый ключ шифруется долговременным ключом пользователя, а тот, в свою очередь, главным ключом (рис. 3.26).

На этапе начальной загрузки в ключевую ячейку № 3 ЗУ шифратора заносится главный ключ. Но для трехуровневого шифрования необходимо получить еще два. Сеансовый ключ генерируется в результате запроса к генератору (датчику) случай-

Рис. 3.26. Шифрование файла с помощью УКЗД ных чисел (ДСЧ) шифратора на получение случайного числа, которое загружается в ключевую ячейку № 1, соответствующую сеансовому ключу. С его помощью шифруется содержимое файла и создается новый файл, хранящий зашифрованную информацию.

Далее у пользователя запрашивается долговременный ключ, который загружается в ключевую ячейку № 2 с расшифровкой посредством главного ключа, находящегося в ячейке № 3. Надежный шифратор должен иметь режим расшифровки одного ключа с помощью другого внутри шифропроцессора; в этом случае ключ в открытом виде вообще никогда «не покидает» шифратора. И наконец, сеансовый ключ зашифровывается с помощью долговременного ключа, находящегося в ячейке № 2, выгружается из шифратора и записывается в заголовок зашифрованного файла.

При расшифровке файла сначала с помощью долговременного ключа пользователя расшифровывается сеансовый ключ, а затем с его помощью восстанавливается информация.

В принципе можно использовать для шифрования и один ключ, но многоключевая схема имеет серьезные преимущества. Во-первых, снижается возможность атаки на долговременный ключ, так как он используется только для шифрования коротких сеансовых ключей. А это усложняет нарушителю криптоанализ зашифрованной информации с целью получения долговременного ключа. Во-вторых, при смене долговременного ключа можно очень быстро заново зашифровать файл: достаточно заново зашифровать сеансовый ключ со старого долговременного на новый. В-третьих, разгружается ключевой носитель, так как на нем хранится только главный ключ, а все долговременные ключи (а их может быть у пользователя несколько для различных целей) могут храниться в зашифрованном с помощью главного ключа виде даже на жестком диске ПК.

Шифраторы в виде ШВ-ключей (см. рис. 3.22) пока не могут стать полноценной заменой аппаратному шифратору для шины РС1 из-за низкой скорости шифрования. Однако у них есть несколько интересных особенностей. Во-первых, токен (ШВ-ключ) представляет собой не только аппаратный шифратор, но и носитель ключей шифрования, т. е. устройство «два в одном». Во-вторых, токены обычно соответствуют распространенным международным криптографическим стандартам (РКСБ #11, 1БО 7816, РС/8С и т. д.), и их можно использовать без дополнительной настройки в уже существующих программных средствах защиты информации (например, с их помощью можно проводить аутентификацию пользователей в ОС семейства Microsoft Windows). И наконец, цена такого шифратора в десятки раз ниже, чем классического аппаратного шифратора для шины PCI.

С задачей подбора программного обеспечения для криптографической защиты данных сталкивается каждый, кто всерьез задумывается о безопасности своей конфиденциальной информации. И в этом нет абсолютно ничего удивительного - шифрование на сегодняшний день является одним из самых надежных способов предотвратить несанкционированный доступ к важным документам, базам данных, фотографиям и любым другим файлам.

Проблема заключается в том, что для грамотного выбора необходимо понимать все аспекты работы криптографических продуктов. В противном случае можно очень легко ошибиться и остановиться на ПО, которое либо не позволит защитить всю необходимую информацию, либо не обеспечит должной степени безопасности. На что же нужно обращать внимание? Во-первых, это доступные в продукте алгоритмы шифрования. Во-вторых, способы аутентификации владельцев информации. В-третьих, способы защиты информации. В-четвертых, дополнительные функции и возможности. В-пятых, авторитет и известность производителя, а также наличие у него сертификатов на разработку средств шифрования. И это еще далеко не все, что может оказаться важным при выборе системы криптографической защиты .

Понятно, что человеку, не разбирающемуся в области защиты информации, сложно найти ответы на все эти вопросы.

Secret Disk 4 Lite

Разработчиком продукта Secret Disk 4 Lite является компания Aladdin - один из мировых лидеров, работающих в области информационной безопасности. Она обладает большим количеством сертификатов. И хотя сам рассматриваемый продукт не является сертифицированным средством (у Secret Disk 4 есть отдельная сертифицированная версия), данный факт говорит о признании компании серьезным разработчиком криптографических средств.

Secret Disk 4 Lite может использоваться для шифрования отдельных разделов винчестера, любых съемных накопителей, а также для создания защищенных виртуальных дисков. Таким образом, с помощью этого инструмента можно решить большую часть задач, связанных с криптографией. Отдельно стоит отметить возможность шифрования системного раздела. При этом сама загрузка ОС неавторизированным пользователем становится невозможной. Причем эта защита несоизмеримо надежнее, нежели встроенные средства защиты Windows.

В продукте Secret Disk 4 Lite нет встроенных алгоритмов шифрования. Эта программа для своей работы использует внешние криптопровайдеры. По умолчанию применяется стандартный модуль, интегрированный в Windows. В нем реализованы алгоритмы DES и 3DES. Однако сегодня они считаются уже морально устаревшими. Поэтому для лучшей защиты можно загрузить с сайта Aladdin специальный Secret Disk Crypto Pack. Это криптопровайдер, в котором реализованы наиболее надежные на сегодняшний день криптографические технологии, включая AES и Twofish с длиной ключа до 256 бит. Кстати, в случае необходимости в сочетание с Secret Disk 4 Lite можно использовать сертифицированных поставщиков алгоритмов Signal-COM CSP и "КриптоПро CSP".

Отличительной особенностью Secret Disk 4 Lite является система аутентификации пользователей. Дело в том, что она построена на использовании цифровых сертификатов. Для этого в комплект поставки продукта включен аппаратный USB-токен eToken. Он представляет собой надежно защищенное хранилище для секретных ключей. Фактически, речь идет о полноценной двухфакторной аутентификации (наличие токена плюс знание его PIN-кода). В результате рассматриваемая система шифрования избавлена от такого "узкого" места, как использование обычной парольной защиты.

Из дополнительных функция Secret Disk 4 Lite можно отметить возможность многопользовательской работы (владелец зашифрованных дисков может предоставить доступ к ним другим людям) и фоновую работу процесса шифрования.

Интерфейс Secret Disk 4 Lite прост и понятен. Он выполнен на русском языке, точно так же, как и подробная справочная система, в которой расписаны все нюансы использования продукта .

InfoWatch CryptoStorage

InfoWatch CryptoStorage - продукт достаточно известной компании InfoWatch, обладающей сертификатами на разработку, распространение и обслуживание шифровальных средств. Как уже отмечалось, они не обязательны, но могут играть роль своеобразного индикатора серьезности компании и качества выпускаемой ею продукции.

Рисунок 1. Контекстное меню

В InfoWatch CryptoStorage реализован только один алгоритм шифрования - AES с длиной ключа 128 бит. Аутентификация пользователей реализована с помощью обычной парольной защиты. Ради справедливости стоит отметить, что в программе есть ограничение минимальной длины ключевых слов, равное шести символам. Тем не менее, парольная защита, безусловно, сильно уступает по своей надежности двухфакторной аутентификации с использованием токенов. Особенностью программы InfoWatch CryptoStorage является ее универсальность. Дело в том, что с ее помощью можно зашифровывать отдельные файлы и папки, целые разделы винчестера, любые съемные накопители, а также виртуальные диски.

Данный продукт, как и предыдущий, позволяет защищать системные диски, то есть он может использоваться для предотвращения несанкционированной загрузки компьютера. Фактически, InfoWatch CryptoStorage позволяет решить весь спектр задач, связанных с использованием симметричного шифрования.

Дополнительной возможностью рассматриваемого продукта является организация многопользовательского доступа к зашифрованной информации. Кроме того, в InfoWatch CryptoStorage реализовано гарантированное уничтожение данных без возможности их восстановления.

InfoWatch CryptoStorage - русскоязычная программа. Ее интерфейс, выполнен на русском языке, однако достаточно необычен: главное окно как таковое отсутствует (есть только небольшое окошко конфигуратора), а практически вся работа реализована с помощью контекстного меню. Такое решение непривычно, однако нельзя не признать его простоту и удобство. Естественно, русскоязычная документация в программе также имеется.

Rohos Disk - продукт компании Tesline-Service.S.R.L. Он входит в линейку небольших утилит, реализующих различные инструменты по защите конфиденциальной информации. Разработка этой серии продолжается с 2003 года.

Рисунок 2. Интерфейс программы

Программа Rohos Disk предназначена для криптографической защиты компьютерных данных. Она позволяет создавать зашифрованные виртуальные диски, на которые можно сохранять любые файлы и папки, а также устанавливать программное обеспечение.

Для защиты данных в данном продукте используется криптографический алгоритм AES с длиной ключа 256 бит, который обеспечивает высокую степень безопасности.

В Rohos Disk реализовано два способа аутентификации пользователей. Первый из них - обычная парольная защита со всеми ее недостатками. Второй вариант - использование обычного USB-диска, на который записывается необходимый ключ.

Данный вариант также не является очень надежным. При его использовании утеря "флешки" может грозить серьезными проблемами.

Rohos Disk отличается широким набором дополнительных возможностей. В первую очередь стоит отметить защиту USB-дисков. Суть ее заключается в создании на "флешке" специального зашифрованного раздела, в котором можно без опасений переносить конфиденциальные данные.

Причем в состав продукта входит отдельная утилита, с помощью которой можно открывать и просматривать эти USB-диски на компьютерах, на которых не инсталлирован Rohos Disk .

Следующая дополнительная возможность - поддержка стеганографии. Суть этой технологии заключается в сокрытии зашифрованной информации внутри мультимедиа-файлов (поддерживаются форматы AVI, MP3, MPG, WMV, WMA, OGG).

Ее использование позволяет скрыть сам факт наличия секретного диска путем его размещения, например, внутри фильма. Последней дополнительной функцией является уничтожение информации без возможности ее восстановления.

Программа Rohos Disk обладает традиционным русскоязычным интерфейсом. Кроме того, она сопровождена справочной системой, может быть, не столь подробной, как у двух предыдущих продуктов, однако достаточной для освоения принципов ее использования.

Говоря о криптографических утилитах, нельзя не упомянуть и про бесплатное программное обеспечение. Ведь сегодня практически во всех областях есть достойные продукты, распространяющиеся совершенно свободно. И защита информации не является исключением из этого правила.

Правда, к использованию свободного ПО для защиты информации существует двоякое отношение. Дело в том, что многие утилиты пишутся программистами-одиночками или небольшими группами. При этом никто не может поручиться за качество их реализации и отсутствии "дыр", случайных или намеренных. Но криптографические решения сами по себе весьма сложны для разработки. При их создании нужно учитывать огромное множество различных нюансов. Именно поэтому рекомендуется применять только широко известные продукты, причем обязательно с открытым кодом. Только так можно быть уверенным, что они избавлены от "закладок" и протестированы большим количеством специалистов, а значит, более-менее надежны. Примером такого продукта является программа TrueCrypt .

Рисунок 3.Интерфейс программы

TrueCrypt является, пожалуй, одной из самых функционально богатых бесплатных криптографических утилит. Изначально она использовалась только для создания защищенных виртуальных дисков. Все-таки для большинства пользователей это наиболее удобный способ защиты различной информации. Однако со временем в ней появилась функция шифрования системного раздела. Как мы уже знаем, она предназначается для защиты компьютера от несанкционированного запуска. Правда, шифровать все остальные разделы, а также отдельные файлы и папки TrueCrypt пока не умеет.

В рассматриваемом продукте реализовано несколько алгоритмов шифрования: AES, Serpent и Twofish. Владелец информации может сам выбрать, какой из них он хочет использовать в данный момент. Аутентификации пользователей в TrueCrypt может производиться с помощью обычных паролей. Однако есть и другой вариант - с использованием ключевых файлов, которые могут сохраняться на жестком диске или любом съемном накопителе. Отдельно стоит отметить поддержку данной программой токенов и смарт-карт, что позволяет организовать надежную двухфакторную аутентификацию.

Из дополнительных функций рассматриваемой программы можно отметить возможность создания скрытых томов внутри основных. Она используется для сокрытия конфиденциальных данных при открытии диска под принуждением. Также в TrueCrypt реализована система резервного копирования заголовков томов для их восстановлении при сбое или возврата к старым паролям.

Интерфейс TrueCrypt привычен для утилит подобного рода. Он многоязычен, причем есть возможность установить и русский язык. С документацией дела обстоят гораздо хуже. Она есть, причем весьма подробная, однако написана на английском языке. Естественно, ни о какой технической поддержки речи идти не может.

Для большей наглядности все их особенности и функциональные возможности сведены в таблицу 2 .

Таблица 2 - Функциональные возможности программ криптографической защиты информации.

К средствам криптографической защиты информации (СКЗИ), относятся аппаратные, программно-аппаратные и программные средства, реализующие криптографические алгоритмы преобразования информации.

Предполагается, что СКЗИ используются в некоторой компьютерной системе (в ряде источников - информационно-телекоммуникационной системе или сети связи), совместно с механизмами реализации и гарантирования некоторой политики безопасности.

Наряду с термином "средство криптографической защиты информации" часто используется термин шифратор - аппарат или программа, реализующая алгоритм шифрования. Введенное понятие СКЗИ включает в себя шифратор, но в целом является более широким.

Первые операционные системы (ОС) для персональных компьютеров (MS-DOS и Windows версий до 3.1 включительно) вовсе не имели собственных средств защиты, что и породило проблему создания дополнительных средств защиты. Актуальность этой проблемы практически не уменьшилась с появлением более мощных ОС с развитыми подсистемами защиты. Это обусловлено тем, что большинство систем не способны защитить данные, находящиеся за ее пределами, например, при использовании сетевого информационного обмена.

Средства криптографической защиты информации, обеспечивающие повышенный уровень защиты можно разбить на пять основных групп (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Основные группы СКЗИ

Первую группу образуют системы идентификации и аутентификации пользователей . Такие системы применяются для ограничения доступа случайных и незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. Общий алгоритм работы этих систем заключается в том, чтобы получить от пользователя информацию, удостоверяющую его личность, проверить ее подлинность и затем предоставить (или не предоставить) этому пользователю возможность работы с системой.

Вторую группу средств, обеспечивающих повышенный уровень защиты, составляют системы шифрования дисковых данных . Основная задача, решаемая такими системами, состоит в защите от несанкционированного использования данных, расположенных на дисковых носителях.

Обеспечение конфиденциальности данных, располагаемых на дисковых носителях, обычно осуществляется путем их шифрования с использованием симметричных алгоритмов шифрования. Основным классификационным признаком для комплексов шифрования служит уровень их встраивания в компьютерную систему.

Системы шифрования данных могут осуществлять криптографические преобразования данных:

9. на уровне файлов (защищаются отдельные файлы);

10. на уровне дисков (защищаются диски целиком).

К программам первого типа можно отнести архиваторы типа WinRAR , которые позволяют использовать криптографические методы для защиты архивных файлов. Примером систем второго типа может служить программа шифрования Diskreet, входящая в состав популярного программного пакета Norton Utilities.

Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования.

По способу функционирования системы шифрования дисковых данных делят на два класса:

4) системы “прозрачного” шифрования;

5) системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

В системах прозрачного шифрования (шифрования “на лету”) криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Ярким примером является шифрование папки Temp и Мои документы при использовании EFS Win2000 – при работе шифруются не только сами документы, но и создаваемые временные файлы, притом пользователь не замечает этого процесса.

Системы второго класса обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования. К ним относятся, например, архиваторы со встроенными средствами парольной защиты.

К третьей группе средств, обеспечивающих повышенный уровень защиты, относятся системы шифрования данных, передаваемых по компьютерным сетям . Различают два основных способа шифрования:

· канальное шифрование;

· оконечное (абонентское) шифрование.

В случае канального шифрования защищается вся передаваемая по каналу связи информация, включая служебную. Соответствующие процедуры шифрования реализуются с помощью протокола канального уровня семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection).

Этот способ шифрования обладает следующим достоинством - встраивание процедур шифрования на канальный уровень позволяет использовать аппаратные средства, что способствует повышению производительности системы.

Однако, у данного подхода имеются существенные недостатки, в частности, шифрование служебной информации, неизбежное на данном уровне, может привести к появлению статистических закономерностей в шифрованных данных; это влияет на надежность защиты и накладывает ограничения на использование криптографических алгоритмов.

Оконечное (абонентское) шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных, передаваемых между двумя прикладными объектами (абонентами). Оконечное шифрование реализуется с помощью протокола прикладного или представительного уровня эталонной модели OSI. В этом случае защищенным оказывается только содержание сообщения, вся служебная информация остается открытой. Данный способ позволяет избежать проблем, связанных с шифрованием служебной информации, но при этом возникают другие проблемы. В частности, злоумышленник, имеющий доступ к каналам связи компьютерной сети, получает возможность анализировать информацию о структуре обмена сообщениями, например, об отправителе и получателе, о времени и условиях передачи данных, а также об объеме передаваемых данных.

Четвертую группу средств защиты составляют системы аутентификации электронных данных .

При обмене электронными данными по сетям связи возникает проблема аутентификации автора документа и самого документа, т.е. установление подлинности автора и проверка отсутствия изменений в полученном документе.

Для аутентификации электронных данных применяют код аутентификации сообщения (имитовставку) или электронную цифровую подпись. При формировании кода аутентификации сообщения и электронной цифровой подписи используются разные типы систем шифрования.

Пятую группу средств, обеспечивающих повышенный уровень защиты, образуют средства управления ключевой информацией . Под ключевой информацией понимается совокупность всех используемых в компьютерной системе или сети криптографических ключей.

Как известно, безопасность любого криптографического алгоритма определяется используемыми криптографическими ключами. В случае ненадежного управления ключами злоумышленник может завладеть ключевой информацией и получить полный доступ ко всей информации в компьютерной системе или сети.

Основным классификационным признаком средств управления ключевой информацией является вид функции управления ключами. Различают следующие основные виды функций управления ключами: генерация ключей, хранение ключей и распределение ключей.

Способы генерации ключей различаются для симметричных и асимметричных криптосистем. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел. Генерация ключей для асимметричных криптосистем представляет существенно более сложную задачу в связи с необходимостью получения ключей с определенными математическими свойствами.

Функция хранения ключей предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключей. Для обеспечения безопасного хранения и передачи ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Такой подход приводит к концепции иерархии ключей . В иерархию ключей обычно входят главный ключ (мастер-ключ), ключ шифрования ключей и ключ шифрования данных. Следует отметить, что генерация и хранение мастер-ключей являются критическими вопросами криптографической защиты.

Распределение ключей является самым ответственным процессом в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также оперативность и точность их распределения. Различают два основных способа распределения ключей между пользователями компьютерной сети:

· применение одного или нескольких центров распределения ключей;

· прямой обмен сеансовыми ключами между пользователями.

Перейдем к формулированию требований к СКЗИ, общим для всех рассмотренных классов.