Управление криптографическими ключами

Помимо выбора подходящей для конкретной информационной системы средств криптографической защиты информации, важной проблемой является управление ключами. Как бы ни была сложна и надежна сама криптосистема, она основана на использовании ключей.

Если для обеспечения конфиденциального обмена информацией между двумя пользователями процесс обмена ключами тривиален, то в информационной системе, где количество пользователей составляет сотни и тысячи, управление ключами – серьезная проблема.

Под ключевой информацией понимается совокупность всех действующих в ИС ключей. Если не обеспечено достаточно надежное управление ключевой информацией, то, завладев ею, злоумышленник получает неограниченный доступ ко всей информации.

Управление ключами – информационный процесс, включающий в себя три элемента:

- генерацию ключей;

- накопление ключей;

- распределение ключей.

Не стоит использовать неслучайные ключи с целью легкости их запоминания. В серьезных информационных системах используются специальные аппаратные и программные методы генерации случайных ключей. Как правило, используют датчики ПСЧ. Однако степень случайности их генерации должна быть достаточно высокой.

Идеальными генераторами являются устройства на основе "натуральных" случайных процессов. Например, появились серийные образцы генерации ключей на основе белого радио шума. Физический датчик случайных чисел встроен в ядро процессора Pentium-III. Другим случайным математическим объектом являются десятичные знаки трансцендентных чисел, например π или е, которые вычисляются с помощью стандартных математических методов.

В ИС со средними требованиями защищенности вполне приемлемы программные генераторы ключей, которые вычисляют ПСЧ как сложную функцию от текущего времени и (или) числа, введенного пользователем.

Под накоплением ключей понимается организация их хранения, учета и удаления.

Поскольку ключ является самым привлекательным для злоумышленника объектом, открывающим ему путь к конфиденциальной информации, то секретные ключи никогда не должны записываться в явном виде на носителе, который может быть считан или скопирован.

В достаточно сложной ИС один пользователь может работать с большим объемом ключевой информации, и иногда даже возникает необходимость организации мини-баз данных по ключевой информации. Такие базы данных отвечают за принятие, хранение, учет и удаление используемых ключей.

Вся информация об используемых ключах должна храниться в зашифрованном виде. Ключи, зашифровывающие ключевую информацию, называются мастер-ключами. Желательно, чтобы мастер-ключи каждый пользователь знал наизусть, и не хранил их вообще на каких-либо материальных носителях.

Очень важным условием безопасности информации является периодическое обновление ключевой информации в ИС. При этом переназначаться должны как обычные ключи, так и мастер-ключи. В особо ответственных ИС обновление ключевой информации желательно делать ежедневно.

Для описания алгоритмов и методов в этой главе потребуются следующие обозначения:

I_A – идентификатор стороны А;

D_A – секретное криптопреобразование стороны А (с использованием секретного ключа асимметричной криптосистемы);

Е_А – открытое криптопреобразование стороны А (с использованием открытого ключа асимметричной криптосистемы);

T_А – временной штамп стороны А;

R_А – случайное число, выбранное стороной А.