Принципы использования ключей шифрования. Асимметричное шифрование

23.12.2023

Безопасность зашифрованных данных обеспечивается не только сильными алгоритмами шифрования. Несоблюдение принципов использования ключей шифрования может поставить под угрозу защищенность информации даже при том, что в системе будут реализованы самые криптостойкие алгоритмы.

Предположим, есть два пользователя (назовем их I и J), решивших обмениваться зашифрованными сообщениями через Интернет. Посмотрим, как можно это сделать, на примере комплексного метода шифрования.

Комплексный метод

Этот метод применения алгоритмов симметричного и асимметричного шифрования устраняет ряд недостатков, свойственных каждому из них при раздельном применении. Итак, чтобы обменяться зашифрованными сообщениями через Интернет, пользователям I и J необходимо предварительно сделать следующее.

1. Выбрать алгоритмы шифрования и их параметры. Вспомним (см. статью , "BYTE/Россия" No 8"2003), что каждый алгоритм имеет множество параметров, которые должны быть идентичны, - иначе даже при наличии правильного ключа шифрования будет невозможно расшифровать информацию. Например, для алгоритма ГОСТ 28147-89 должны быть согласованы таблицы замен, используемый режим алгоритма и принципы формирования синхропосылок.

2. Сгенерировать свои ключи асимметричного шифрования. Пользователь I генерирует пару ключей KsI (secret - секретный) и KpI (publIc - открытый), пользователь J создает пару KsJ и KpJ.

3. Обменяться открытыми ключами или сделать их доступными друг другу. Предположим, что открытые ключи KpI и KpJ пользователи пересылают друг другу по электронной почте.

Не будем рассматривать здесь проблему перехвата открытых ключей при передаче и их подмены злоумышленником - это тема отдельного разговора. Предположим, ключи успешно переданы и получены, после чего можно отправлять зашифрованное сообщение. Это и делает пользователь J, отправляя пользователю I сообщение M.

Процесс обмена иллюстрирует рис. 1. Перед передачей сообщения пользователь J создает случайный ключ симметричного шифрования (назовем его Ksimm). Пользователь J асимметрично зашифровывает ключ Ksimm на открытом ключе пользователя I KpI и отправляет зашифрованный ключ пользователю I. Затем пользователь J зашифровывает ключом Ksimm сообщение M, и полученный шифртекст C отсылается пользователю I. Пользователь I получает зашифрованный ключ Ksimm и асимметрично расшифровывает его своим секретным ключом KsI. С помощью полученного ключа Ksimm пользователь I расшифровывает сообщение M.

Как было отмечено выше, недостатки алгоритмов симметричного и асимметричного шифрования при их совместном использовании частично компенсируются. В частности, скрытое распространение ключей симметричного шифрования достигается за счет того, что симметричный ключ Ksimm, на котором шифруется собственно информация, передается по открытым каналам связи в зашифрованном виде - для его зашифрования используется асимметричный алгоритм, не имеющий проблем с секретностью. Проблемы малой скорости асимметричного шифрования в данном случае практически не возникает, поскольку асимметричным алгоритмом шифруется только короткий ключ Ksimm, а все данные шифруются быстрым симметричным алгоритмом. Результат - быстрое шифрование в сочетании с удобным обменом ключами.

Ключевые схемы

Манипуляции с зашифрованием ключа Ksimm и его передачей вместе с сообщением являют собой пример ключевой схемы (так называются схемы использования ключей шифрования). В общем случае для разработки какой-либо системы, позволяющей шифровать файлы или сообщения, недостаточно просто реализовать алгоритм шифрования. Необходимо также продумать принципы генерации, передачи, хранения и использования ключей шифрования: так как недостаточная защита ключей на любом из этих этапов или неправильное их применение поставит под угрозу всю зашифрованную информацию. Ведь любая "слабость" этапов шифрования даст возможность злоумышленнику атаковать систему защиты с тем, чтобы получить ключ шифрования вместо того, чтобы пытаться взломать сильный криптоалгоритм. И если он сделает это достаточно грамотно - секретов от него уже не будет.

Рассмотрим типичные ключевые схемы, но для начала введем ряд определений (см. врезку "Типы шифрования").

Абонентское шифрование

Представленная на рис. 1 схема - простой пример абонентского шифрования. Ясно, что это не единственно возможная ключевая схема - вариантов таких схем великое множество, конкретный же выбирается, исходя из требований функциональности и безопасности конкретной системы защиты. В общем случае существует два вида ключевых элементов: файловые и долговременные.

Файловые ключи предназначены для шифрования собственно информации. Часто их название соответствует конкретному виду шифруемых данных: пакетные, сеансовые или дисковые. Обычно такие ключи генерируются случайным образом для каждого шифруемого объекта, например, для каждого файла, сообщения электронной почты, а иногда и IP-пакета. В нашем примере с пользователями I и J ключ Ksimm - это файловый ключ.

Долговременные ключи используются для шифрования и передачи файловых. В схеме на рис. 1 ключ KpI - долговременный.

Конечно, это не означает, что для шифрования любого объекта используется ровно два ключа: файловый плюс долговременный. Ниже мы рассмотрим пример ключевой схемы, в которой для шифрования файлового ключа используется суперпозиция двух долговременных ключей различного назначения. Кроме того, между файловым и долговременным ключами могут располагаться промежуточные, также получаемые с помощью датчика случайных чисел (например, файловый ключ шифруется на промежуточном, который, в свою очередь, шифруется на долговременном).

Независимо от количества ключей, используемых для шифрования конкретного объекта, существует некий особый долговременный ключ, на котором построена вся защита. Если такой ключ попадет в руки злоумышленника, защищенный объект будет им расшифрован независимо от количества других используемых при шифровании ключей. Именно этот ключ необходимо хранить, не допуская его компрометации (т. е. утери или хищения).

Обычно для хранения подобных ключей используется некий персональный ключевой носитель: дискета, смарт-карта, USB-токен, iButton и т. д., который всегда должен находиться у пользователя - владельца ключа. На схеме с рис. 1 такой ключевой элемент в явном виде отсутствует - это секретный ключ пользователя I, KsI, который должен находиться только у пользователя I. В противном случае злоумышленник, завладевший ключом KsI, легко расшифрует сообщение (сначала с помощью ключа KsI расшифровывается ключ Ksimm, а затем - и само сообщение).

Архивное шифрование

Схема архивного шифрования (рис. 2) очень похожа на описанную выше схему абонентского шифрования. Основное различие между ними только в том, что при шифровании файлов "для себя" (т. е. для хранения в зашифрованном виде на своем компьютере) не возникает проблем с распределением ключей шифрования. Это означает, что асимметричное шифрование в этом случае попросту не нужно, поэтому файловый ключ шифруется на долговременном с помощью симметричного алгоритма.

Рис. 2. Архивное шифрование.

Может показаться, что в данном случае нет логики в использовании файлового ключа: почему бы не шифровать файл непосредственно на долговременном ключе, не затрачивая время и ресурсы на генерацию, шифрование и передачу файлового? Однако использование файлового ключа (помимо описанного выше комбинирования симметричных и асимметричных алгоритмов) преследует иные цели.

Во-первых, уменьшается статистическая нагрузка на долговременный ключ (т. е. долговременным ключом шифруются только короткие файловые ключи, а файловые ключи каждый раз разные) - это существенно снижает вероятность успеха тех атак на долговременный ключ, которые используют большие объемы зашифрованной на конкретном ключе информации.

Во-вторых, при перешифровании (плановом или при компрометации ключа) зашифрованного объекта с одного долговременного ключа на другой достаточно лишь перешифровать короткий файловый ключ, хранящийся в заголовке. Сам же объект может быть сколь угодно большим - например, весь логический диск компьютера. Не стоит пугаться сложности схем архивного и абонентского шифрования - приведенные на них операции выполняются программами шифрования автоматически. Пользователь лишь указывает защищаемый файл и задает дополнительные параметры, например, на каком ключе или для какого пользователя нужно его шифровать.

Прозрачное шифрование

При прозрачном шифровании от пользователя обычно требуется лишь однократная настройка системы, после чего все, что необходимо, будет зашифровываться автоматически.

В настоящее время существует множество программ шифрования логических дисков. Большинство из них создают виртуальный логический диск, который физически представляет собой файл-контейнер, размещаемый на одном из существующих в системе логических дисков. Обычно пользователю достаточно один раз настроить программу прозрачного шифрования. Для этого он должен создать файл-контейнер, задать его размер, создать долговременный ключ шифрования логического диска (или задать пароль, из которого будет формироваться долговременный ключ) и т. д. При предъявлении данного долговременного ключа контейнер предстанет перед пользователем в виде дополнительного логического диска с прозрачным шифрованием: при записи на такой логический диск файлы автоматически зашифровываются, при чтении - расшифровываются.

Ключевая схема такого шифрования очень схожа с представленной на рис. 2. Разница лишь в том, что файловый ключ создается не для каждого записываемого на логический диск файла, а для всего логического диска (отсюда и название - дисковый ключ), и каждая из операций (получение дискового ключа с помощью датчика случайных чисел, его зашифрование на долговременном ключе и запись в заголовок виртуального логического диска) выполняется при создании файла-контейнера однократно. Если пользователь предъявляет верный долговременный ключ, то хранящийся в заголовке файловый ключ расшифровывается и участвует в дальнейших операциях шифрования файлов данного логического диска.

Трехключевая схема

Вернемся ненадолго к абонентскому шифрованию. Бывает, что в этом случае применяются только симметричные алгоритмы без асимметричного шифрования (хотя бы из-за того, что отечественный стандарт на алгоритм асимметричного шифрования попросту отсутствует). При этом предполагается, что ключи симметричного шифрования распространяются до начала использования такой системы по доверенным каналам связи (например, курьером).

Для этих ключей очень часто используется матрица размерностью N x N (где N - количество пользователей системы), в каждой ячейке которой содержится ключ парной связи - ключ для двух конкретных пользователей системы (номер каждого соответствует номерам строки и столбца ячейки с их ключом парной связи) для передачи зашифрованных сообщений только между ними. Соответственно любому другому пользователю системы, не говоря уж о внешних пользователях или злоумышленниках, зашифрованная таким образом информация будет недоступна.

Такая матрица ключей генерируется выделенным администратором безопасности, а не самими пользователями, причем последние получают лишь строки матрицы с набором ключей парной связи между конкретным пользователем и остальными пользователями системы. Такая строка называется сетевым набором.

Рассмотрим пример использования сетевого набора (рис. 3). В принципе его можно целиком хранить на персональном ключевом носителе, используя тот или иной ключ парной связи по мере необходимости. Однако при большом числе пользователей памяти ключевого носителя может просто не хватить. Поэтому сетевые наборы обычно хранят непосредственно на жестком диске компьютера, предварительно зашифровав их на еще одном ключе (такой ключ часто называется главным).

Как видно, долговременный ключевой элемент, на котором шифруется файловый, в данной схеме в явном виде отсутствует - это результат расшифрования на главном ключе ключа парной связи, который записан на жестком диске. В этом случае на персональном ключевом носителе можно хранить только главный ключ, поскольку именно он обеспечивает секретность остальных элементов ключевой схемы.

Формат зашифрованного объекта

Осталось сказать несколько слов о заголовке зашифрованного объекта. Очевидно, что необходим некий элемент, контролирующий правильность расшифрования объекта. Иначе при какой-либо ошибке расшифрования (например, при несовпадении параметров алгоритма, использовании неверного долговременного ключа и т. д.) невозможно будет понять, правильно ли расшифрованы данные (конечно, это не относится к случаю банального обмена зашифрованными текстовыми сообщениями, где корректность расшифрования можно проверить визуально). Такой элемент размещается в заголовке объекта, и обычно его роль выполняет имитоприставка (или любая другая контрольная сумма) исходных данных, вычисляемая на файловом ключе.

Имитоприставка вычисляется перед зашифрованием, записывается в заголовок, а после расшифрования ее значение вычисляется повторно и сравнивается с хранящимся в заголовке. Кроме того, чтобы не расшифровывать весь объект, в его заголовке хранится и другая имитоприставка - файлового ключа, которая вычисляется на долговременном ключе перед зашифрованием файлового и проверяется после его /расшифрования, но (!) до расшифрования всего объекта. С помощью этой второй имитоприставки можно легко диагностировать большинство ошибок расшифрования на ранней стадии.

Итак, зашифрованный объект обычно содержит как минимум следующие данные:

собственно информация, зашифрованная на файловом ключе;
файловый ключ, зашифрованный на долговременном ключе;
имитоприставка файлового ключа на долговременном ключе;
имитоприставка исходных данных на файловом ключе.

***

Описанные в данной статье ключевые схемы - не единственно возможные. В зависимости от целей конкретной системы защиты информации ключевые схемы могут быть как существенно более сложными, так и совсем простыми. Главное - ключевая схема не должна быть "слабым звеном" всей системы.

Ключ шифрования - секретная информация, используемая криптографическим алгоритмом при шифровании/расшифровке сообщений, постановке и проверке цифровой подписи, вычислении кодов аутентичности.

При использовании одного и того же алгоритма результат шифрования зависит от ключа. Для современных алгоритмов сильной криптографии утрата ключа приводит к практической невозможности расшифровать информацию.

Надежность криптографической системы должна определяться сокрытием секретных ключей, но не сокрытием используемых алгоритмов или их особенностей.

Криптографические ключи различаются согласно алгоритмам, в которых они используются.

1. Секретные (Симметричные) ключи — ключи, используемые в симметричных алгоритмах (шифрование, выработка кодов аутентичности). Главное свойство симметричных ключей: для выполнения как прямого, так и обратного криптографического преобразования (шифрование/расшифровывание, вычисление MAC/проверка MAC) необходимо использовать один и тот же ключ (либо же ключ для обратного преобразования легко вычисляется из ключа для прямого преобразования, и наоборот). С одной стороны, это обеспечивает более высокую конфиденциальность сообщений, с другой стороны, создаёт проблемы распространения ключей в системах с большим количеством пользователей.

2. Асимметричные ключи - ключи, используемые в асимметричных алгоритмах (шифрование, ЭЦП), которые являются ключевой парой, поскольку состоят из двух ключей:

Закрытый ключ (en:Private key) - ключ, известный только своему владельцу. Только сохранение пользователем в тайне своего закрытого ключа гарантирует невозможность подделки злоумышленником документа и цифровой подписи от имени заверяющего.
Открытый ключ (en:Public key) - ключ, который может быть опубликован и используется для проверки подлинности подписанного документа, а также для предупреждения мошенничества со стороны заверяющего лица в виде отказа его от подписи документа. Открытый ключ подписи вычисляется, как значение некоторой функции от закрытого ключа, но знание открытого ключа не дает возможности определить закрытый ключ.

3. Сеансовые (сессионные) ключи - ключи, вырабатываемые между двумя пользователями, обычно для защиты канала связи. Обычно сеансовым ключом является общий секрет - информация, которая вырабатывается на основе секретного ключа одной стороны и открытого ключа другой стороны. Существует несколько протоколов выработки сеансовых ключей и общих секретов, среди них, в частности, алгоритм Диффи - Хеллмана.

Подключи - ключевая информация, вырабатываемая в процессе работы криптографического алгоритма на основе ключа. Зачастую подключи вырабатываются на основе специальной процедуры развёртывания ключа.

С точки зрения информационной безопасности криптографические ключи являются критически важными данными. Если раньше, чтобы обокрасть компанию, злоумышленникам приходилось проникать на ее территорию, вскрывать помещения и сейфы, то теперь достаточно похитить токен с криптографическим ключом и сделать перевод через систему Интернет Клиент-Банк. Фундаментом обеспечения безопасности с помощью систем криптографической защиты информации (СКЗИ) является поддержание конфиденциальности криптографических ключей.

А как обеспечить конфиденциальность того, о существования чего вы не догадываетесь? Чтобы убрать токен с ключом в сейф, надо знать о существовании токена и сейфа. Как это не парадоксально звучит, очень мало компаний обладают представлением о точном количестве ключевых документов, которыми они пользуются. Это может происходить по целому ряду причин, например, недооценка угроз информационной безопасности, отсутствие налаженных бизнес-процессов, недостаточная квалификация персонала в вопросах безопасности и т.д. Вспоминают про данную задачу обычно уже после инцидентов, таких как например этот .

В данной статье будет описан первый шаг на пути совершенствования защиты информации с помощью криптосредств, а если точнее, то рассмотрим один из подходов к проведению аудита СКЗИ и криптоключей. Повествование будет вестись от лица специалиста по информационной безопасности, при этом будем считать, что работы проводятся с нуля.

Термины и определения

В начале статьи, дабы не пугать неподготовленного читателя сложными определениями, мы широко использовали термины криптографический ключ или криптоключ, теперь настало время усовершенствовать наш понятийный аппарат и привести его в соответствие действующему законодательству. Это очень важный шаг, поскольку он позволит эффективно структурировать информацию, полученную по результатам аудита.

Криптографический ключ (криптоключ) - совокупность данных, обеспечивающая выбор одного конкретного криптографического преобразования из числа всех возможных в данной криптографической системе (определение из «розовой инструкции – Приказа ФАПСИ № 152 от от 13 июня 2001 г. , далее по тексту – ФАПСИ 152).
Ключевая информация - специальным образом организованная совокупность криптоключей, предназначенная для осуществления криптографической защиты информации в течение определенного срока [ФАПСИ 152].
Понять принципиальное отличие между криптоключем и ключевой информации можно на следующем примере. При организации HTTPS, генерируются ключевая пара открытый и закрытый ключ, а из открытого ключа и дополнительной информации получается сертификат. Так вот, в данной схеме совокупность сертификата и закрытого ключа образуют ключевую информацию, а каждый из них по отдельности является криптоключом. Тут можно руководствоваться следующим простым правилом – конечные пользователи при работе с СКЗИ используют ключевую информацию, а криптоключи обычно используют СКЗИ внутри себя. В тоже время важно понимать, что ключевая информация может состоять из одного криптоключа.
Ключевые документы - электронные документы на любых носителях информации, а также документы на бумажных носителях, содержащие ключевую информацию ограниченного доступа для криптографического преобразования информации с использованием алгоритмов криптографического преобразования информации (криптографический ключ) в шифровальных (криптографических) средствах. (определение из Постановления Правительства № 313 от от 16 апреля 2012 г. , далее по тексту – ПП-313)
Простым языком, ключевой документ - это ключевая информация, записанная на носителе. При анализе ключевой информации и ключевых документов следует выделить, что эксплуатируется (то есть используется для криптографических преобразований – шифрование, электронная подпись и т.д.) ключевая информация, а передаются работникам ключевые документы ее содержащие.
Средства криптографической защиты информации (СКЗИ) – средства шифрования, средства имитозащиты, средства электронной подписи, средства кодирования, средства изготовления ключевых документов, ключевые документы, аппаратные шифровальные (криптографические) средства, программно-аппаратные шифровальные (криптографические) средства. [ПП-313]
При анализе данного определения можно обнаружить в нем наличие термина ключевые документы. Термин дан в Постановлении Правительства и менять его мы не имеем права. В тоже время дальнейшее описание будет вестись из расчета что к СКЗИ будут относится только средства осуществления криптографических преобразований). Данный подход позволит упростить проведение аудита, но в тоже время не будет сказываться на его качестве, поскольку ключевые документы мы все равно все учтем, но в своем разделе и своими методами.

Методика аудита и ожидаемые результаты

Основными особенностями предлагаемой в данной статье методике аудита являются постулаты о том, что:

ни один работник компании не может точно ответить на вопросы, задаваемые в ходе аудита;
существующие источники данных (перечни, реестры и др.) не точны или слабо структурированы.

Поэтому предлагаемая в статье методика, это своеобразный data minning, в ходе которого будут один и те же данные извлекаться из разных источников, а затем сравниваться, структурироваться и уточняться.

Приведем основные зависимости, которые нам в этом помогут:

Если есть СКЗИ, то есть и ключевая информация.
Если есть электронный документооборот (в том числе с контрагентами и регуляторами), то скорее всего в нем применяется электронная подпись и как следствие СКЗИ и ключевая информация.
Электронный документооборот в данном контексте следует понимать широко, то есть к нему будут относится, как непосредственный обмен юридически значимыми электронными документами, так и сдача отчетности, и работа в платежных или торговых системах и так далее. Перечень и формы электронного документооборота определяются бизнес-процессами компании, а также действующим законодательством.
Если работник задействован в электронном документообороте, то скорее всего у него есть ключевые документы.
При организации электронного документооборота с контрагентами обычно выпускаются организационно-распорядительные документы (приказы) о назначении ответственных лиц.
Если информация передается через сеть Интернет (или другие общественные сети), то скорее всего она шифруется. В первую очередь это касается VPN и различных систем удаленного доступа.
Если в сетевом трафике обнаружены протоколы, передающие трафик в зашифрованном виде, то применяются СКЗИ и ключевая информация.
Если производились расчеты с контрагентами, занимающимися: поставками средств защиты информации, телекоммуникационных устройств, оказанием услуг по передаче отёчности, услуг удостоверяющих центров, то при данном взаимодействии могли приобретаться СКЗИ или ключевые документы.
Ключевые документы могут быть как на отчуждаемых носителях (дискетах, флешках, токенах, …), так и записаны внутрь компьютеров и аппаратных СКЗИ.
При использовании средств виртуализации, ключевые документы могут храниться как внутри виртуальных машин, так и монтироваться к виртуальным машинам с помощью гипервизора.
Аппаратные СКЗИ могут устанавливаться в серверных и быть недоступны для анализа по сети.
Некоторые системы электронного документооборота могут находится в неактивном или малоактивном виде, но в тоже время содержать активную ключевую информацию и СКЗИ.
Внутренняя нормативная и организационно-распорядительная документация может содержать сведения о системах электронного документооборота, СКЗИ и ключевых документов.

Для добычи первичной информации будем:

опрашивать работников;
проводить анализ документации компании, включая внутренние нормативные и распорядительные документы, а также исходящие платежные поручения;
проводить визуальный анализ серверных комнат и коммуникационных шкафов;
проводить технических анализ содержимого автоматизированных рабочих мест (АРМ), серверов и средств виртуализации.

Конкретные мероприятия сформулируем позже, а пока рассмотрим конечные данные, которые мы должны получить по итогам аудита:

Перечень СКЗИ:

Модель СКЗИ . Например, СКЗИ Крипто CSP 3.9, или OpenSSL 1.0.1
Идентификатор экземпляра СКЗИ . Например, серийный, лицензионный (или регистрационный по ПКЗ-2005) номер СКЗИ
Сведения о сертификате ФСБ России на СКЗИ , включая номер и даты начала и окончания сроков действия.
Сведения о месте эксплуатации СКЗИ . Например, имя компьютера на которое установлено программное СКЗИ, или наименование технических средств или помещения где установлены аппаратные СКЗИ.

Данная информация позволит:

Управлять уязвимостями в СКЗИ, то есть быстро их обнаруживать и исправлять.
Отслеживать сроки действия сертификатов на СКЗИ, а также проверять используется ли сертифицированное СКЗИ в соответствии с правилами, установленными документацией или нет.
Планировать затраты на СКЗИ, зная сколько уже находится в эксплуатации и сколько еще есть сводных средств.
Формировать регламентную отчетность.

Перечень ключевой информации:

По каждому элементу перечня фиксируем следующие данные:

Наименование или идентификатор ключевой информации . Например, «Ключ квалифицированной ЭП. Серийный номер сертификата 31:2D:AF», при этом идентификатор следует подбирать таким образом, чтобы по нему можно было найти ключ. Например, удостоверяющие центры, когда посылают уведомления обычно идентифицируют ключи по номерам сертификатов.
Центр управления ключевой системой (ЦУКС) , выпустивший данную ключевую информацию. Это может быть организация выпустившая ключ, например, удостоверяющий центр.
Физическое лицо , на имя которого выпущена ключевая информация. Эту информацию можно извлечь из полей CN сертификатов X.509
Формат ключевой информации . Например, СКЗИ КриптоПРО, СКЗИ Верба-OW, X.509 и т.д (или другими словами для использования с какими СКЗИ предназначена данная ключевая информация).
Назначение ключевой информации . Например, «Участие в торгах на площадке Сбербанк АСТ», «Квалифицированная электронная подпись для сдачи отчетности» и т.д. С точки зрения техники, в данном поле можно фиксировать органичения зафиксированные полях extended key usage и др сертификатов X.509.
Начало и окончание сроков действия ключевой информации .
Порядок перевыпуска ключевой информации . То есть знания о том, что нужно делать и как, при перевыпуске ключевой информации. По крайней мере желательно фиксировать контакты должностных лиц ЦУКС, выпустившего ключевую информацию.
Перечень информационных систем, сервисов или бизнес-процессов в рамках которых используется ключевая информация . Например, «Система дистанционного банковского обслуживания Интернет Клиент-Банк».

Данная информация позволит:

Отслеживать сроки действия ключевой информации.
В случае необходимости быстро перевыпускать ключевую информацию. Это может понадобится как при плановом, так при внеплановом перевыпуске.
Блокировать использование ключевой информации, при увольнении работника на которого она выпущена.
Расследовать инциденты информационной безопасности, отвечая на вопросы: «У кого были ключи для совершения платежей?» и др.

Перечень ключевых документов:

По каждому элементу перечня фиксируем следующие данные:

Ключевая информация , содержащаяся в ключевом документе.
Носитель ключевой информации , на который записана ключевая информация.
Лицо , ответственное за сохранность ключевого документа и конфиденциальность содержащейся в нем ключевой информации.

Данная информация позволит:

Перевыпускать ключевую информацию в случаях: увольнения работников, обладающих ключевыми документами, а также при компрометации носителей.
Обеспечивать конфиденциальность ключевой информации, путем инвентаризации носителей ее содержащих.

План аудита

Настало время рассмотреть практически особенности проведения аудита. Сделаем это на примере кредитно-финансовой организации или другими словами на примере банка. Данный пример выбран не случайно. Банки используют довольно большое число разношерстных систем криптографической защиты, которые задействованы в гигантском количестве бизнес-процессов, да и к тому же практически все банки являются Лицензиатами ФСБ России по криптографии. Далее в статье будет представлен план аудита СКЗИ и криптоключей, применительно к Банку. В тоже время данный план может быть взят за основу при проведении аудита практически любой компании. Для удобство восприятия план разбит на этапы, которые в свою очередь свернуты в сполйеры.

Этап 1. Сбор данных с инфраструктурных подразделений компании

№	Действие
Источник – все работники компании
1	Делаем рассылку по корпоративной почте всем работниками компании с просьбой сообщить в службу информационной безопасности обо всех используемых ими криптографических ключах	Получаем электронные письма, на базе которых формируем перечень ключевой информации и перечень ключевых документов
Источник – Руководитель Службы информационных технологий
1	Запрашиваем перечень ключевой информации и ключевых документов	С некоторой вероятностью Служба ИТ ведет подобные документы, будем использовать их для формирования и уточнения перечней ключевой информации, ключевых документов и СКЗИ
2	Запрашиваем перечень СКЗИ
3	Запрашиваем реестр ПО, установленного на серверах и рабочих станциях	В данном реестре ищем программные СКЗИ и их компоненты. Например, КриптоПРО CSP, Верба-OW, Signal-COM CSP, Сигнатура, PGP, ruToken, eToken, КритоАРМ и др. На базе этих данных формируем перечень СКЗИ.
4	Запрашиваем перечень работников (вероятно техническая поддержка), помогающих пользователям по использованию СКЗИ и перевыпуску ключевой информации.	Запрашиваем у данных лиц аналогичную информацию, что и у системных администраторов
Источник – системные администраторы Службы информационных технологий
1	Запрашиваем перечень отечественных криптошлюзов (VIPNET, Континент, S-terra и др.)	В случаях, когда в компании не реализованы регулярные бизнес процессы управления ИТ и ИБ, подобные вопросы могут помочь вспомнить системным администраторам о существовании того или иного устройства или ПО. Используем данную информацию для получения перечня СКЗИ.
2	Запрашиваем перечень отечественных программных СКЗИ (СКЗИ МагПро КриптоПакет, VIPNET CSP, CryptonDisk, SecretDisk, …)
3	Запрашиваем перечень маршрутизаторов, реализующих VPN для: а) связи офисов компании; б) взаимодействия с контрагентами и партнерами.
4	Запрашиваем перечень информационных сервисов, опубликованных в Интернет (доступных из Интернет). Они могу включать: а) корпоративную электронную почту; б) системы обмена мгновенными сообщениями; в) корпоративные web-сайты; г) сервисы для обмена информации с партнерами и контрагентами (extranet); д) системы дистанционного банковского обслуживания (если компания – Банк); е) системы удаленного доступа в сеть компании. Для проверки полноты предоставленных сведений сверяем их с перечнем правил Portforwarding пограничных межсетевых экранов.	Анализируя полученную информацию с высокой вероятностью можно встретить использование СКЗИ и криптоключей. Используем полученные данные для формирования перечня СКЗИ и ключевой информации.
5	Запрашиваем перечень информационных систем, используемых для сдачи отчетности (Такском, Контур и т. д.)	В данных системах используются ключи квалифицированной электронной подписи и СКЗИ. Через данный перечень формируем перечень СКЗИ, перечень ключевой информации, а также узнаем работников, пользующихся этими системами для формирования перечня ключевых документов.
6	Запрашиваем перечень систем внутреннего электронного документооборота (Lotus, DIRECTUM, 1С: Документооборот и др.), а также перечень их пользователей.	В рамках внутренних систем электронного документооборота могут встретиться ключи электронной подписи. На основании полученной информации формируем перечень ключевой информации и перечень ключевых документов.
7	Запрашиваем перечень внутренних удостоверяющих центров.	Средства, используемые для организации удостоверяющих центров, фиксируем в перечне СКЗИ. В дальнейшем будем анализировать содержимое баз данных удостоверяющих центров для выявления ключевой информации.
8	Запрашиваем информацию об использовании технологий: IEEE 802.1x, WiFiWPA2 Enterprise и систем IP-видеонаблюдения	В случае использования данных технологий мы можем обнаружить в задействованных устройствах ключевые документы.
Источник – Руководитель кадровой службы
1	Просим описать процесс приема и увольнение работников. Фокусируемся на вопросе о том, кто забирает у увольняющихся работников ключевые документы	Анализируем документы (обходные листы) на предмет наличия в них информационных систем в которых могут использоваться СКЗИ.

Этап 2. Сбор данных с бизнес-подразделений компании (на примере Банка)

№	Действие	Ожидаемый результат и его использование
Источник – Руководитель служба расчетов (корреспондентских отношений)
1	Просим предоставить схему организации взаимодействия с платежной системой Банка России. В частности, это будет актуально для Банков, имеющих развитую филиальную сеть, при которой филиалы могут подключать в платежную систему ЦБ напрямую	На базе полученных данных определяем местоположение платежных шлюзов (АРМ КБР, УТА) и перечень задействованных пользователей. Полученную информацию используем для формирования перечня СКЗИ, ключевой информации и ключевых документов.
2	Запрашиваем перечень Банков, с которыми установлены прямые корреспондентские отношения, а также просим рассказать кто занимается осуществлением переводов и какие технические средства используются.
3	Запрашиваем перечень платежных систем, в которых участвует Банк (SWIFT, VISA, MasterCard, НСПК, и т.д), а также месторасположение терминалов для связи	Аналогично, как для платежной системы Банка России
Источник – Руководитель подразделения, отвечающего за предоставление дистанционных банковских услуг
1	Запрашиваем перечень систем дистанционного банковского обслуживания.	В указанных системах анализируем использование СКЗИ и ключевой информации. На основании полученных данных формируем перечень СКЗИ и ключевой информации и ключевых документов.
Источник – Руководитель подразделения, отвечающего за функционирование процессинга платежных карт
1	Запрашиваем реестр HSM	На базе полученной информации формируем перечень СКЗИ, ключевой информации и ключевых документов.
2	Запрашиваем реестр офицеров безопасности
4	Запрашиваем информацию о компонентах LMK HSM
5	Запрашиваем информацию об организации систем типа 3D-Secure и организации персонализации платежных карт
Источник – Руководители подразделений, выполняющих функции казначейства и депозитария
1	Перечень банков, с которыми установлены корреспондентские отношения и которые участвую в межбанковском кредитовании.	Используем полученную информацию для уточнения ранее полученных данных от службы расчетов, а также фиксируем информацию о взаимодействии с биржами и депозитариями. На базе полученной информации формируем перечень СКЗИ и ключевой информации.
2	Перечень бирж и специализированных депозитариев с которыми работает Банк
Источник – Руководители служб финансового мониторинга и подразделений ответственных за сдачу отчетности в Банк России
1	Запрашиваем информацию о том, как они отправляют сведения и получают сведения из ЦБ. Перечень задействованных лиц и технических средств.	Информационное взаимодействие с Банком России жестко регламентировано соответствующими документами, например, 2332-У, 321-И и многими другими, проверяем соответствие этим документам и формируем перечни СКЗИ, ключевой информации и ключевых документов.
Источник – Главный бухгалтер и работники бухгалтерии, занимающиеся оплатой счетов по внутрибанковским нуждам
1	Запрашиваем информацию, о том, как происходит подготовка и сдача отчетности в налоговые инспекции и Банк России	Уточняем ранее полученные сведения
2	Запрашиваем реестр платежных документов, для оплаты внутрибанковских нужд	В данном реестре будем искать документы где: 1) в качестве адресатов платежей указаны удостоверяющие центры, специализированные операторы связи, производители СКЗИ, поставщики телекоммуникационного оборудования. Наименования данных компаний можно получить из Реестра сертифицированных СКЗИ ФСБ России, перечня аккредитованных удостоверяющих центров Минкомсвязи и других источников. 2) в качестве расшифровки платежа присутствуют слова: «СКЗИ», «подпись», «токен», «ключевой», «БКИ» и т. д.
Источник – Руководители служб по работе с просроченной задолженностью и управления рисков
1	Запрашиваем перечень бюро кредитных историй и коллекторских агентств, с которыми работает Банк.	Совместно со службой ИТ анализируем полученные данные с целью выяснения организации электронного документооборота, на базе чего уточняем перечни СКЗИ, ключевой информации и ключевых документов.
Источник – Руководители служб документооборота, внутреннего контроля и внутреннего аудита
1	Запрашиваем реестр внутренних организационно распорядительных документов (приказов).	В данных документах ищем документы, относящиеся к СКЗИ. Для этого анализируем наличие ключевых слов «безопасность», «ответственное лицо», «администратор», «электронная подпись», «ЭП», «ЭЦП», «ЭДО», «АСП», «СКЗИ» и их производных. После чего выявляем перечень работников Банка зафиксированных в этих документах. Проводим с работниками интервью на тему использования ими криптосредств. Полученную информацию отражаем в перечнях СКЗИ, ключевой информации и ключевых документов.
2	Запрашиваем перечни договоров с контрагентами	Стараемся выявить договора об электронном документообороте, а также договора с компаниями, занимающимися поставной средств защиты информации или оказывающими услуги в этой области, а также компаниями, предоставляющими услуги удостоверяющих центров и услуги сдачи отчетности через Интернет.
3	Анализируем технологию хранения документов дня в электронном виде	При реализации хранения документов дня в электронном виде обязательно применяются СКЗИ

Этап 3. Технический аудит

№	Действие	Ожидаемый результат и его использование
1	Проводим техническую инвентаризацию ПО установленного на компьютерах. Для этого используем: · аналитические возможности корпоративных систем антивирусной защиты (например, Антивирус Касперского умеет строить подобный реестр). · скрипты WMI для опроса компьютеров под управлением ОС Windows; · возможности пакетных менеджеров для опроса *nix систем; · специализированное ПО для инвентаризации.	Среди установленного ПО ищем программные СКЗИ, драйвера для аппаратных СКЗИ и ключевых носителей. На базе полученной информации обновляем перечень СКЗИ.
2	Осуществляем поиск ключевых документов на серверах и рабочих станциях. Для этого · Logon-скриптами опрашиваем АРМ в домене на предмет наличия сертификатов с закрытыми ключами в профилях пользователей и профилях компьютера. · На всех компьютерах, файловых серверах, гипервизорах ищем файлы с расширениями: crt, cer, key, pfx, p12, pem, pse, jks и др. · На гипервизорах систем виртуализации ищем примонтированные дисководы и образы дискет.	Очень часто ключевые документы представлены в виде файловых ключевых контейнеров, а также контейнерами, хранящимися в реестрах компьютеров, работающих под управлением ОС Windows. Найденные ключевые документы фиксируем в перечне ключевых документов, а содержащеюся в них ключевую информацию в перечне ключевой информации.
3	Анализируем содержание баз данных удостоверяющих центров	Базы данных удостоверяющих центров обычно содержат в себе данные о выпущенных этим центрами сертификатов. Полученную информацию заносим в перечень ключевой информации и перечень ключевых документов.
4	Проводим визуальный осмотр серверных комнат и коммутационных шкафов, ищем СКЗИ и аппаратные ключевые носители (токены, дисководы)	В некоторых случаях, невозможно провести инвентаризацию СКЗИ и ключевых документов по сети. Системы могут находится в изолированных сетевых сегментах, либо вообще не иметь сетевых подключений. Для этого проводим визуальный осмотр, в результатах которого должно быть установлены названия и назначение всего оборудования, представленного в серверных. Полученную информацию заносим в перечень СКЗИ и ключевых документов.
5	Проводим анализ сетевого трафика, с целью выявления информационных потоков, использующих шифрованный обмен	Шифрованные протоколы – HTTPS, SSH и др. позволят нам идентифицировать сетевые узлы на которых выполняются криптографические преобразования, и как следствие содержащие СКЗИ и ключевые документы.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели теорию и практику проведения аудита СКЗИ и криптоключей. Как вы убедились, процедура эта довольно сложная и трудоемкая, но если к ней грамотно подходить вполне осуществимая. Будем надеется данная статья вам поможет в реальной жизни. Спасибо за внимание, ждем ваших комментариев

Теги: Добавить метки

(MAC). При использовании одного и того же алгоритма результат шифрования зависит от ключа. Для современных алгоритмов сильной криптографии утрата ключа приводит к практической невозможности расшифровать информацию.

Для современных симметричных алгоритмов (AES , CAST5 , IDEA , Blowfish , Twofish) основной характеристикой криптостойкости является длина ключа. Шифрование с ключами длиной 128 бит и выше считается сильным , так как для расшифровки информации без ключа требуются годы работы мощных суперкомпьютеров. Для асимметричных алгоритмов, основанных на проблемах теории чисел (проблема факторизации - RSA , проблема дискретного логарифма - Elgamal) в силу их особенностей минимальная надёжная длина ключа в настоящее время - 1024 бит. Для асимметричных алгоритмов, основанных на использовании теории эллиптических кривых (ECDSA , ГОСТ Р 34.10-2001 , ДСТУ 4145-2002), минимальной надёжной длиной ключа считается 163 бит, но рекомендуются длины от 191 бит и выше.

Классификация ключей

Криптографические ключи различаются согласно алгоритмам, в которых они используются.

Секретные (Симметричные) ключи - ключи, используемые в симметричных алгоритмах (шифрование, выработка кодов аутентичности). Главное свойство симметричных ключей: для выполнения как прямого, так и обратного криптографического преобразования (шифрование/расшифровывание, вычисление MAC/проверка MAC) необходимо использовать один и тот же ключ (либо же ключ для обратного преобразования легко вычисляется из ключа для прямого преобразования, и наоборот). С одной стороны, это обеспечивает более высокую конфиденциальность сообщений, с другой стороны, создаёт проблемы распространения ключей в системах с большим количеством пользователей.
Асимметричные ключи - ключи, используемые в асимметричных алгоритмах (шифрование, ЭЦП); вообще говоря, являются ключевой парой , поскольку состоят из двух ключей:
- Закрытый ключ (en:Private key) - ключ, известный только своему владельцу. Только сохранение пользователем в тайне своего закрытого ключа гарантирует невозможность подделки злоумышленником документа и цифровой подписи от имени заверяющего.
- Открытый ключ (en:Public key) - ключ, который может быть опубликован и используется для проверки подлинности подписанного документа, а также для предупреждения мошенничества со стороны заверяющего лица в виде отказа его от подписи документа. Открытый ключ подписи вычисляется, как значение некоторой функции от закрытого ключа, но знание открытого ключа не дает возможности определить закрытый ключ.

Главное свойство ключевой пары: по секретному ключу легко вычисляется открытый ключ, но по известному открытому ключу практически невозможно вычислить секретный. В алгоритмах ЭЦП подпись обычно ставится на секретном ключе пользователя, а проверяется на открытом. Таким образом, любой может проверить, действительно ли данный пользователь поставил данную подпись. Тем самым асимметричные алгоритмы обеспечивают не только целостность информации, но и её аутентичность. При шифровании же наоборот, сообщения шифруются на открытом ключе, а расшифровываются на секретном. Таким образом, расшифровать сообщение может только адресат и больше никто (включая отправителя). Использование асимметричных алгоритмов снимает проблему распространения ключей пользователей в системе, но ставит новые проблемы: достоверность полученных ключей. Эти проблемы более-менее успешно решаются в рамках инфраструктуры открытых ключей (PKI).

Сеансовые (сессионные) ключи - ключи, вырабатываемые между двумя пользователями, обычно для защиты канала связи. Обычно сеансовым ключом является общий секрет - информация, которая вырабатывается на основе секретного ключа одной стороны и открытого ключа другой стороны. Существует несколько протоколов выработки сеансовых ключей и общих секретов, среди них, в частности, алгоритм Диффи - Хеллмана .
Подключи - ключевая информация, вырабатываемая в процессе работы криптографического алгоритма на основе ключа. Зачастую подключи вырабатываются на основе специальной процедуры развёртывания ключа.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Ключ (криптография)" в других словарях:

Ключ: В Викисловаре есть статья «ключ» Ключ, родник место, где подземные воды вытекают на поверхность земли … Википедия

Ключ инструмент для открывания замка. Гаечный ключ, разводной ключ инструмент для откручивания болтовых соединений. Ключ (криптография) информация, используемая алгоритмом для преобразования сообщения при шифровании или расшифровании. Ключ… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Ключ (значения). Ключ в замочной скважине В … Википедия

- (греч., от kryptos тайный, и grapho пишу). Писание условными знаками (шифрованное), известное только тем лицам, которые получают особый для чтения ключ. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КРИПТОГРАФИЯ… … Словарь иностранных слов русского языка

Немецкая криптомашина Lorenz использовалась во время Второй мировой войны для шифрования самых секретных сообщений Криптография (от др. греч … Википедия

Основная статья: История криптографии Фотокопия телеграммы Циммермана Во время первой мировой войны криптография, и, в особенности, криптоанализ становится одним из инструментов ведения войны. Известны факты … Википедия

Содержание 1 Российская империя 1.1 Армия 1.2 Флот 2 Британская империя 3 Ф … Википедия

КРИПТОГРАФИЯ - (от греч. «криптос» тайный, скрытый) искусство письма секретными кодами и их дешифровка. Отсюда произошло понятие «криптограмма», т. е. что либо написанное шифром или в другой форме, которая понятна только тому, кто имеет к написанному ключ. В… … Символы, знаки, эмблемы. Энциклопедия

Криптография с открытым ключом/PUBLIC KEY CRYPTOGRAPHY - разработана Уайтфильдом Диффи (Whitfielf Diffi). Использует пару ключей, причем каждая пара обладает следующими свойствами: что либо зашифрованное одним из них может быть расшифровано с помощью другого; имея один ключ из пары, называемый открытым … Толковый словарь по информационному обществу и новой экономике

У этого термина существуют и другие значения, см. Ключ. Ключ в замочной скважине … Википедия

Ключ шифрования – это тайная информация (набор цифр и букв), которая используется алгоритмом для шифрования и расшифровки информации.

Надёжность ключа зависит от его длины в битах. В технологии SSL используют шифры 4096 бит для корневого сертификата и 128–256 бит для клиентских. Такая длина достаточна для безопасной передачи данных.

Протокол SSL использует асимметричное шифрование или шифрование с открытым ключом для установки соединения. Несмотря на название, здесь используются 2 ключа: открытый и закрытый. Оба формируются при запросе SSL-сертификата.

Открытый (публичный ключ) доступен всем. Используется для шифрования данных при обращении браузера к серверу.

Закрытый (секретный ключ) известен только владельцу сайта. Используется для расшифровки данных, отправленных браузером.

Шифрование с двумя ключами разного типа гарантирует сохранность информации. Даже если мошенник перехватит трафик, не сможет расшифровать его без закрытого ключа.

Однако асимметричный алгоритм ресурсоемок, а скорость шифрования на 2-3 порядка ниже симметричного алгоритма. Поэтому в SSL-технологии шифрование с открытым ключом используется только для согласования секретного симметричного ключа . С его помощью устанавливается защищённое HTTPS-соединение – данные передаются быстро и безопасно.

Сразу использовать симметричное шифрование ненадежно. В этом алгоритме один и тот же ключ шифрует и расшифровывает информацию. Посетитель сайта и владелец сервера должны договориться о нем без свидетелей.

Передать по почте, телефону или смской не получится – перехватят или подслушают.

Значит, нужно отправить симметричный ключ в зашифрованном сообщении . Но сначала убедиться, что его получит правильный адресат.

Чтобы аутентифицировать сервер, браузер посетителя проверяет, подписан ли SSL-сертификат сертификатом доверенного центра.
Чтобы договориться о симметричном ключе шифрования сервер и браузер используют асимметричное шифрование с открытым ключом.

Рассмотрим этот процесс на примере реальных ключей:

Боб отправляет Алисе замок, ключ от которого есть только у него.

Замок здесь – публичный ключ.

Алиса закрывает замком Боба ящик с секретом и посылает обратно.

Так же браузер шифрует сообщение с помощью публичного ключа и передаёт на сервер.

Открыть ящик не сможет никто: ни сама Алиса, ни сотрудники почты.

Мошенник точно так же не может расшифровать сообщение браузера без закрытого ключа.

Боб получает ящик, открывает своим единственным ключом и узнаёт секрет.

Сервер расшифровывает сообщение закрытым ключом, который есть только у него.

Как Алиса и Боб ведут тайную переписку, так браузер и сервер устанавливают защищённое HTTPS-соединение и обмениваются данными.