Управление ключами в криптосистемах

Управление криптографическими ключами - генерация, распределение, ввод в действие, хранение и уничтожение ключей, а также мероприятия, проводимые в случае их компрометации.

Компрометация криптографических ключей - события, в результате которых возможно использование ключей неуполномоченными лицами или процессами.

Криптографический ключ - совокупность данных, обеспечивающая выбор одного конкретного криптографического преобразования из числа всех возможных в данной криптографической системе.

Нарушение целостности криптографических ключей - несанкционированное изменение ключей в процессе их доставки, хранения и использования.

Повреждение ключа - нарушение целостности криптографического ключа, делающее невозможным его дальнейшее использование.

Подмена ключа - нарушение целостности криптографического ключа, в результате которого подлинный ключ заменяется пригодным к использованию ложным ключом.

Учитывая наличие опасности подмены или повреждения элементов ключевой информации, необходимо наряду с угрозой компрометации рассматривать угрозы нарушения целостности криптографических ключей.

При подготовке документов, регламентирующих управление криптографическими ключами, необходимо учитывать, что компоненты ключевой информации в разной степени подвержены опасности компрометации и нарушения целостности.

Система управления криптографическими ключами должна быть устойчива по отношению к угрозам компрометации, подмены и повреждения ключей, а также к действиям, имитирующим реализацию этих угроз.

10. Хэш-функции: основные требования к ним и их применение.

Хеширование - преобразование входного массива данных произвольной длины в выходную битовую строку фиксированной длины. Такие преобразования также называются хеш-функциями или функциями свёртки, а их результаты называют хешем, хеш-кодом или дайджестом сообщения (англ. message digest).

Существует множество алгоритмов хеширования с различными характеристиками (разрядность, вычислительная сложность, криптостойкость и т.п.). Выбор той или иной хэш-функции определяется спецификой решаемой задачи. Простейшими примерами хеш-функций могут служить контрольная сумма или CRC.

В общем случае однозначного соответствия между исходными данными и хеш-кодом нет. Поэтому существует множество массивов данных, дающих одинаковые хеш-коды - так называемые коллизии. Вероятность возникновения коллизий играет немаловажную роль в оценке «качества» хеш-функций.

Среди множества существующих хеш-функций принято выделять криптографически стойкие, применяемые в криптографии. Криптостойкая хеш-функция прежде всего должна обладать стойкостью к коллизиям двух типов:

• Стойкость к коллизиям первого рода: для заданного сообщения М должно быть практически невозможно подобрать другое сообщение M’, имеющее такой же хеш. Это свойство также называется необратимостью хеш-функции.
• Стойкость к коллизиям второго рода: должно быть практически невозможно подобрать пару сообщений (M, M’), имеющих одинаковый хеш.

Согласно парадоксу о днях рождения, нахождение коллизии для хеш-функции с длиной значений n бит требует в среднем перебора около 2^{n / 2} операций. Поэтому n-битная хеш-функция считается криптостойкой, если вычислительная сложность нахождения коллизий для нее близка к 2^{n / 2}.

Простейшим (хотя и не всегда приемлемым) способом усложнения поиска коллизий является увеличение разрядности хэша, например, путем параллельного использования двух или более различных хеш-функций.

Для криптографических хеш-функций также важно, чтобы при малейшем изменении аргумента значение функции сильно изменялось. В частности, значение хеша не должно давать утечки информации даже об отдельных битах аргумента. Это требование является залогом криптостойкости алгоритмов шифрования, хеширующих пользовательский пароль для получения ключа.

 

Требования:

• Аргументом для хэш-функции может быть сообщение произвольной длины.
• Значение хэш-функции имеет фиксированную разрядность.
• Хэш-функция является эффективно вычислимой.
• Хэш-функция является криптографически стойкой.