Как управлять закрытыми ключами
Сентябрь, 2006
Управление закрытыми ключами — важнейшая составляющая асимметричной криптографии и инфраструктуры открытых ключей (PKI). У людей, не вдающихся в технические подробности, асимметричная криптография стала синонимом понятия PKI (Public Key Infrastructure — инфраструктура открытых ключей), однако вопросы, касающиеся PKI, несравненно шире. Развитие электронного бизнеса напрямую зависит от фактора доверия: чем прозрачнее и надёжнее защита, тем выше степень доверия и шире область использования решений. Электронная цифровая подпись (ЭЦП) — один из сервисов безопасности, помогающий решать задачи целостности, доступности и неотказуемости авторства, — требует для полноценного функционирования развитой инфраструктуры: полного комплекса программно-аппаратных средств и организационно-технических мероприятий, необходимых для использования технологии с открытыми ключами. Основным компонентом этой инфраструктуры является система управления цифровыми ключами и сертификатами.
В асимметричной криптографии применяются два типа ключей. Публичный (открытый) ключ используется для “публичных операций” — зашифрования, проверки и подтверждения подлинности цифровой подписи. Закрытый ключ — для “закрытых операций” — расшифрования и генерации ЭЦП. Инфраструктура открытых ключей на основе сертификатов, определяющих владельцев закрытых ключей и их полномочия, позволяет соотнести публичные ключи с их владельцами и гарантирует, что сообщение зашифровано ключом легального получателя, а не “подставного” лица; по аналогичной схеме после получения подписанного документа проверяется идентичность подписавшего. Области применения асимметричной криптографии постоянно расширяются: от оплаты товаров и услуг в интернете по протоколу SSL до входа в операционную систему по смарт-карте (запрос аутентификации подписывается закрытым ключом, реквизиты для удостоверения личности зашифровываются открытым) и аутентификации при доступе к корпоративным базам данных; асимметричная криптография — неотъемлемая часть протокола сетевой аутентификации TLS/SSL. Все приложения исходят из одного положения: каждый участник обмена информацией является единственным обладателем своего закрытого ключа.
Безопасность закрытых ключей
Фундаментальный постулат криптографии: закрытые ключи доступны только их владельцам. Если злоумышленник получает закрытый ключ одной из сторон, он может расшифровать все посланные ей сообщения, а также подписать любое сообщение от имени легального пользователя, исполнив его роль в информационном обмене. Более тонкая угроза — юридическая: как только пользователь получает возможность утверждать, что его закрытый ключ мог быть нелегально использован (независимо от того, было ли воровство на самом деле), неотказуемость ЭЦП считается утраченной. Признание такой возможности — основание для поддержки судом заявления о том, что подписанный заказ, финансовый документ или приказ является фальсификацией; это разрушало бы всю систему электронно-цифровых подписей в юридическом контексте транзакций.
Безопасность закрытого ключа должна обеспечиваться на каждом этапе его жизненного цикла:
- генерация ключевой пары — в среде, исключающей как влияние злоумышленника на процесс генерации, так и утечку информации о закрытом ключе, которая может быть использована при попытке его восстановления;
- хранение — конфиденциальность и целостность: надёжная защита от несанкционированного доступа и модификации;
- использование — исключение перехвата и несанкционированного использования помимо воли и желания владельца ключа;
- уничтожение — гарантированное уничтожение информации и полное исключение повторного использования (например, путем восстановления ранее удалённого хранилища).
Обеспечение безопасности закрытых ключей пользователей
Наиболее распространены три подхода:
- Программные хранилища (software token) — хранение закрытых ключей на диске компьютера, чаще всего в зашифрованном виде. Примеры: криптопровайдер Microsoft Enhanced CSP в составе Windows, браузер Mozilla/Netscape.
- Аппаратные устройства (hardware token) — хранение закрытых ключей и выполнение криптографических операций, требующих закрытого ключа, в смарт-картах и USB-ключах, построенных на микросхемах смарт-карты.
- Репозитарии (credentials repository) — выделенные серверы (часто специализированное аппаратное обеспечение) для централизованного хранения закрытых ключей нескольких пользователей: чтобы выполнить операцию со своим ключом, пользователь аутентифицируется на сервере, передаёт данные на обработку и получает результат.
В России наиболее распространены программные хранилища и аппаратные устройства в виде смарт-карт и USB-ключей; репозитарии стоят очень дорого и не позволяют обеспечить мобильность пользователя — применяются в основном для хранения ключей аутентификации устройств (например, серверов при организации защищённого информационного обмена), а также в финансовой сфере.
Выводы
Управление закрытыми ключами — важнейшая составляющая асимметричной криптографии и PKI: все приложения держатся на постулате единоличного владения закрытым ключом. Компрометация ключа обнуляет и конфиденциальность обмена, и неотказуемость — включая юридическую силу подписанных документов. Обеспечивать безопасность ключа необходимо на всех этапах жизненного цикла (генерация, хранение, использование, уничтожение), а подход к хранению — программные хранилища, аппаратные устройства или репозитарии — выбирать исходя из требуемого уровня защиты и задач организации: в российских условиях таковыми являются программные хранилища и аппаратные токены (смарт-карты и USB-ключи), репозитарии остаются нишевым решением.
Это краткая аннотация статьи, полную версию читайте в первоисточнике.
Первоисточник: CNews Analytics, сентябрь 2006
Эксперт: Алексей Сабанов, Аладдин