Раздел 1. Вопрос 12.  Электронная подпись: принцип использования, методы и способы реализации.

Общая суть электронной подписи заключается в следующем. С помощью криптографической хэш-функции на основании документа вычисляется относительно короткая строка символов фиксированной длины (хэш). Затем этот хэш шифруется закрытым ключом владельца — результатом является подпись документа. Подпись прикладывается к документу, таким образом, получается подписанный документ. Лицо, желающее установить подлинность документа, расшифровывает подпись открытым ключом владельца, а также вычисляет хэш документа. Документ считается подлинным, если вычисленный по документу хэш совпадает с расшифрованным из подписи, в противном случае документ является подделанным.

Схема (асимметричная)

 

Электронная подпись – это 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;

Источник: Федеральный закон №63-ФЗ «Об электронной подписи».

 

Составляющими и связанными понятиями с электронной подписью являются:

● сертификат ключа проверки электронной подписи - 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;

● ключ электронной подписи - уникальная последовательность символов, предназначенная для создания электронной подписи;

● ключ проверки электронной подписи - уникальная последовательность символов, однозначно связанная с ключом электронной подписи и предназначенная для проверки подлинности электронной подписи.

 

Виды (№63-ФЗ):

●    простую электронную подпись;

Простой электронной подписью является электронная подпись, которая посредством использования кодов, паролей или иных средств подтверждает факт формирования электронной подписи определённым лицом.

 

●    усиленную неквалифицированную электронную подпись;

Неквалифицированной электронной подписью является электронная подпись, которая: получена в результате криптографического преобразования информации с использованием ключа электронной подписи; позволяет определить лицо, подписавшее электронный документ; позволяет обнаружить факт внесения изменений в электронный документ после момента его подписания; создаётся с использованием средств электронной подписи.

 

●    усиленную квалифицированную электронную подпись.

Квалифицированной электронной подписью является электронная подпись, которая соответствует всем признакам неквалифицированной электронной подписи и следующим дополнительным признакам: ключ проверки электронной подписи указан в квалифицированном сертификате; для создания и проверки электронной подписи используются средства электронной подписи, получившие подтверждение соответствия требованиям, установленным в соответствии с настоящим Федеральным законом.

Принципы использования электронной подписи (из ФЗ№ 63, но по-русски):

 

●    Участники могут использовать ЭП любого вида  (если конкретный вид не указан в НД);

●    возможность использования участниками электронного взаимодействия по своему усмотрению любой информационной технологии и (или) технических средств, позволяющих выполнить требования ФЗ №63 «Об электронной подписи»;

●    недопустимость признания электронной подписи и (или) подписанного ею электронного документа не имеющими юридической силы только на основании того, что такая электронная подпись создана не собственноручно(на компьютере).

 

Использование электронной подписи позволяет осуществить:

· Контроль целостности передаваемого документа: при любом случайном или преднамеренном изменении документа подпись станет недействительной, потому что вычислена она на основании исходного состояния документа и соответствует лишь ему.

· Защиту от изменений (подделки) документа: гарантия выявления подделки при контроле целостности делает подделывание нецелесообразным в большинстве случаев.

· Невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, он не может отказаться от своей подписи под документом.

· Доказательное подтверждение авторства документа: Так как создать корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, он может доказать своё авторство подписи под документом.

 

Алгоритмы

Существует несколько схем построения цифровой подписи:

 

•          На основе алгоритмов симметричного шифрования. Данная схема предусматривает наличие в системе третьего лица — арбитра, пользующегося доверием обеих сторон. Авторизацией документа является сам факт зашифрования его секретным ключом и передача его арбитру.

•          На основе алгоритмов асимметричного шифрования. На данный момент такие схемы ЭП наиболее распространены и находят широкое применение.

 

Использование хэш-функций

Поскольку подписываемые документы — переменного (и как правило достаточно большого) объёма, в схемах ЭП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хэш. Для вычисления хэша используются криптографические хэш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хэш-функции не являются частью алгоритма ЭП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хэш-функция.

 

Симметричная схема

(+) Стойкость симметричных схем ЭП вытекает из стойкости используемых блочных шифров, надёжность которых также хорошо изучена.

(+) Если стойкость шифра окажется недостаточной, его легко можно будет заменить на более стойкий с минимальными изменениями в реализации.

(–) Нужно подписывать отдельно каждый бит передаваемой информации, что приводит к значительному увеличению подписи. Подпись может превосходить сообщение по размеру на два порядка.

(–) Сгенерированные для подписи ключи могут быть использованы только один раз, так как после подписывания раскрывается половина секретного ключа.

 

Асимметричная схема

 

В схемах цифровой подписи подписание производится с применением закрытого ключа, а проверка подписи — с применением открытого (см. начало).

Общепризнанная схема цифровой подписи охватывает три процесса:

•      Генерация ключевой пары. При помощи алгоритма генерации ключа равновероятным образом из набора возможных закрытых ключей выбирается закрытый ключ, вычисляется соответствующий ему открытый ключ.

•      Формирование подписи. Для заданного электронного документа с помощью закрытого ключа вычисляется подпись.

•      Проверка (верификация) подписи. Для данных документа и подписи с помощью открытого ключа определяется действительность подписи.

 

Для того, чтобы использование цифровой подписи имело смысл, необходимо выполнение двух условий:

•   Верификация подписи должна производиться открытым ключом, соответствующим именно тому закрытому ключу, который использовался при подписании.

•   Без обладания закрытым ключом должно быть вычислительно сложно создать легитимную цифровую подпись (вычислительные задачи: задача дискретного логарифмирования, задача факторизации, то есть разложения числа на простые множители).

 

Вычисления тоже могут производиться двумя способами: на базе математического аппарата эллиптических кривых (ГОСТ Р 34.10-2012, ECDSA) и на базе полей Галуа (ГОСТ Р 34.10-94, DSA).

Алгоритмы ЭП подразделяются на обычные цифровые подписи и на цифровые подписи с восстановлением документа. При верификации цифровых подписей с восстановлением документа тело документа восстанавливается автоматически, его не нужно прикреплять к подписи. Обычные цифровые подписи требуют присоединение документа к подписи. Ясно, что все алгоритмы, подписывающие хэш документа, относятся к обычным ЭП.

Схемы электронной подписи могут быть одноразовыми и многоразовыми.

Также алгоритмы ЭП делятся на детерминированные и вероятностные. Детерминированные ЭП при одинаковых входных данных вычисляют одинаковую подпись. Реализация вероятностных алгоритмов более сложна, так как требует надёжный источник энтропии, но при одинаковых входных данных подписи могут быть различны, что увеличивает криптостойкость.

 

Возможные сферы применения ЭП:

· Электронный документооборот.

· Электронная отчётность для контролирующих органов.

· Государственные услуги.

· Электронные торги.

· Арбитражный суд.

· Документооборот с физическими лицами.

 

Примеры

Асимметричные схемы:

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

– Схема Эль-Гамаля

– Американские стандарты электронной цифровой подписи: DSA, ECDSA

– Российские стандарты электронной цифровой подписи: ГОСТ Р 34.10-94 (не действует), ГОСТ Р 34.10-2012

– Схема Диффи-Хельмана

– Схема Шнорра

– Pointcheval-Stern signature algorithm

– Вероятностная схема подписи Рабина

– Схема BLS (Boneh-Lynn-Shacham)

– Схема GMR (Goldwasser-Micali-Rivest)