120.Дайте определение ассиметричным криптосистемам, и, скажите, сколько ключей в них применяется?

По характеру использования ключа известные криптосистемы можно разделить на 2 типа: симметричные (одноключевые, с секретным ключом) и асимметричные (с открытым ключом).

В асимметричных криптосистемах (криптосистемах с открытым ключом) в алгоритмах шифрования и дешифрования используются различные ключи, каждый из которых не может быть получен из другого с приемлемыми затратами временных и других ресурсов. Один ключ - открытый - используется для шифрования информации, другой – секретный - для дешифрования, т.е. прочесть сообщение может только тот, кому оно предназначено, например, глава фирмы, получающий сообщения от своих многочисленных агентов.

121.Чем отличается электронная подпись от обычных систем кодирования текста, кодируется ли весь текст с использованием электронной подписи?

Под защитой информации в информационных системах понимается регулярное использование в них средств и методов, принятие мер и осуществление мероприятий с целью системного обеспечения требуемой надежности хранимой и обрабатываемой информации. Надежность информации - интегральный показатель, характеризующий качество информации с точки зрения физической целостности (отсутствия искажений или уничтожения элементов информации), доверия к информации (уверенности в отсутствии подмены) и безопасности - отсутствия ее несанкционированного получения и копирования.

Программные средства защиты информации - это специальные средства защиты информации, встроенные в состав программного обеспечения системы и осуществляющие самостоятельно или в комплексе с другими средствами защиту информации в системе. Программные средства защиты:

• Программные средства идентификации пользователей и определения их полномочий.

• Программные средства идентификации терминалов.

• Программные средства защиты файлов.

• Программные средства защиты ОС, ЭВМ и программ пользователей.

• Вспомогательные программы различного назначения.

Криптографические средства защиты информации – методы специального кодирования, шифрования или иного преобразования информации в результате которого содержимое становится недоступным без предъявления некоторой специальной информации и обратного преобразования. Использование криптографических методов стала особенно актуальной в настоящее время в связи с передачей по открытой сети Интернет больших объемов информации государственного, военного, коммерческого и частного характера. В связи с высокой стоимостью ущерба от потерь, разглашения и искажения  информации, хранящейся в базах данных  и передаваемых по локальным сетям, в современных ИС рекомендуется хранить и передавать информацию в зашифрованном виде.

Криптографическая система – семейство алгоритмов преобразования открытого текста в шифртекст.

Алфавит – конечное множество используемых для кодирования информации знаков. В качестве примеров алфавитов, используемых в современных информационных системах можно привести следующие:

• алфавит Z33 – 32 буквы русского алфавита и пробел;

• алфавит Z256 – символы, входящие в стандартные коды ASCII ;

• бинарный алфавит – Z2 = {0,1}.

Шифрование предполагает преобразование исходного текста Т с использованием ключа К в зашифрованный текст t. Ключ – сменный элемент шифра, который применен для шифрования конкретного сообщения. При шифровании используется понятие «гамма шифра» это псевдослучайная числовая последовательность, вырабатываемая по заданному алгоритму, для зашифровывания открытых данных и дешифрования шифрограмм.

По характеру использования ключа известные криптосистемы можно разделить на 2 типа: симметричные (одноключевые, с секретным ключом) и асимметричные (с открытым ключом).

В первом случае в шифраторе отправителя и дешифраторе получателя используется один и тот же ключ. Шифратор образует шифрограмму, которая является функцией открытого текста, конкретный вид функции шифрования определяется секретным ключом. Дешифратор получателя сообщения выполняет обратное преобразование аналогичным образом. Секретный ключ хранится в тайне и передается отправителем сообщения получателю по защищенному каналу, исключающему перехват ключа криптоаналитиком противника.

Шифрование осуществляется методами замены и перестановки. Простейшее, но не поддающееся расшифровке шифрование - с заменой символов текста на случайные символы или числа. При этом длина ключа должна совпадать с длиной текста, что неудобно при больших объемах информации. Ключ используется один раз, потом его уничтожают, поэтому этот метод называют "Шифрование с отрывным блокнотом".

В реальности шифрование производится в двоичном коде с использованием коротких ключей - в международном стандарте DES (Data Encryption Standard), который работает с блоками данных по 64 байта (1998 год), в ГОСТ 28147-89 - 256 байт, что обеспечивает существенно большую криптостойкость. На основании короткого ключа компьютер создает длинный ключ - гамму, используя один из нескольких алгоритмов, изложенных в стандартах шифрования DES или ГОСТ. Алгоритмы создания гаммы - гаммирования - основаны на серии замен и сдвигов, возможно, с использованием шифртекста. Алгоритмы шифрования не секретны, секретны только ключи. Для распространения ключей по сетям общего пользования используется следующая технология: через курьеров передаются ключи первого ранга, на их основе шифруются и передаются по сетям ключи второго ранга, используемые для шифрования документов.

Наиболее современные системы шифрования используют асимметричные алгоритмы с открытым и секретным ключами, где нет проблемы безопасной транспортировки ключа. К числу таких систем относится алгоритм rsa, названный по именам разработчиков (rivest-shamir-adleman - разработчики этой системы – Рональд Ривест, Ади Шамир и Леонард Адлеман, 1977 год), базирующийся на разложение больших чисел на множители.

В асимметричных криптосистемах (криптосистемах с открытым ключом) в алгоритмах шифрования и дешифрования используются различные ключи, каждый из которых не может быть получен из другого с приемлемыми затратами временных и других ресурсов. Один ключ - открытый - используется для шифрования информации, другой – секретный - для дешифрования, т.е. прочесть сообщение может только тот, кому оно предназначено, например, глава фирмы, получающий сообщения от своих многочисленных агентов.

Системы электронной подписи основаны на асимметричном шифровании, но секретный ключ хранится у отправителя сообщений, а открытым ключом, созданном на основе секретного путем математического преобразования, располагают многие. Открытый ключ может быть передан вместе с сообщением. Но в этом случае шифруется не само сообщение, а его хэш-функция, получаемая из сообщения путем его преобразования по определенному алгоритму и занимающая всего несколько байт. Изменение хотя бы одного бита в тексте сообщения приводит к существенному изменению хэш-функции. Получатель сообщения может расшифровать зашифрованную хэш-функцию, переданную вместе с сообщением, создать хэш-функцию полученного сообщения, используя известный алгоритм, и сравнить расшифрованную и воссозданную хэш-функции. Их совпадение гарантирует целостность полученного документа, т.е. отсутствие в нем искажений. Получатель не может внести изменений в полученный документ, так как не может зашифровать новую хэш-функцию. Поэтому электронная подпись имеет такую же юридическую силу, как и обычная подпись и печать на бумаге. Секретные и открытые ключи, программы и аппаратура для систем электронной подписи поставляют лицензированные ФСБ фирмы, которые в случае необходимости могут представить в суд копии ключей.

Существует два основных способа защиты: программный и аппаратный. Программный способ защиты данных хорош тем, что при относительно небольшой затрате средств можно получить программу, обеспечивающую требуемую надежность хранения информации. Но программные средства обладают несколькими существенными недостатками, о которых следует знать при выборе данного пути:

1. обычно работают медленнее аппаратных;

2. любую программу можно вскрыть, это лишь вопрос времени и квалификации специалиста;

3. при хищении носителя информации похищается и программа.

Аппаратные средства тоже обладают рядом недостатков: их разработка обходится дороже, прибавляются расходы на производство и обслуживание, аппаратная система более сложна и также требует помимо аппаратной части программное обеспечение.

Но преимущества использования аппаратных средств очевидны:

• быстрая работа без привлечения ресурсов системы;

• проникнуть в программу аппаратного средства без его хищения невозможно;

• не имея аппаратного средства невозможно расшифровать защищенные данные.