Введение в криптографию - Филипп Циммерманн

Не впадайте в ложное чувство защищённости только из-за того, что у вас есть надёжное средство шифрования. Криптографические методы предохраняют данные только когда они зашифрованы — прямое нарушение физической безопасности может легко скомпрометировать открытый текст, либо записанную или произнесённую информацию.

Этот тип атак дешевле криптоаналитической, но его эффективность в полной мере зависит от объёма усилий и средств, вложенных в обеспечение физической безопасности.

TEMPEST-атака

Другой подход к взлому, применяемый хорошо оснащённым оппонентом, основан на удалённом регистрировании излучаемых компьютером электромагнитных волн. Эта дорогостоящая и трудоёмкая атака всё же дешевле прямого криптоанализа. Соответствующим образом оборудованный фургон может припарковаться неподалёку от вашего офиса и дистанционно "снять" все нажатия клавиш и отображаемую на дисплее информацию. Это, безусловно, раскроет все ваши пароли, сообщения, и т. п. Такую атаку можно предотвратить надёжным экранированием компьютерной техники и сетевых кабелей. Эта защитная технология, известная как TEMPEST (от Transient Electromagnetic Pulse Emanation Standard, стандарт всплескового переменного электромагнитного импульсного излучения), применяется некоторыми государственными службами и оборонными предприятиями. Есть компании, поставляющие экранировку TEMPEST коммерчески.

Новые версии PGP от 6.0 и выше, имеющие опцию Secure Viewer, могут отображать расшифрованный текст с помощью специального шрифта с пониженным радиоизлучением компьютерного монитора, что делает сигналы более труднообнаружимыми.

Фальсификация меток времени

Несколько неочевидной уязвимостью PGP является возможность злоумышленной подделки меток времени на цифровых подписях и сертификатах ключей. Вы можете пропустить этот раздел, если не интересуетесь деталями некоторых протоколов асимметричных криптосистем.

Ничто не остановит недобросовестного пользователя от "перевода стрелок" его системных часов для генерации сертификатов открытых ключей и цифровых подписей, которые будут казаться созданными в иное, чем в действительности, время. Он может сделать так, чтобы подписанная информация казалась подписанной раньше или позже, чем было в реальности, или что его ключевая пара была создана в прошлом или в будущем. Это может принести ему некоторую юридическую или финансовую выгоду, например, создавая некую лазейку, позволяющую отречься от собственной подписи.

Проблема фальсификации меток времени ЭЦП не страшнее подделки даты собственноручных подписей. Человек может написать любую дату напротив собственноручного автографа на контракте, но, похоже, никто по этому поводу чересчур не волнуется. Далеко не в каждом случае "некорректная" дата ручной подписи указывает на факт мошенничества. Метка времени указывает на то, когда человек своей подписью утвердил документ или с какого момента он хочет, чтобы подпись вступила в законную силу.

PGP предваряет подписанный текст несколькими строчками с указанием даты подписания и лица, подписавшего текст. PGP Universal и PGP 8.0.3 и выше применяют особые механизмы для предостращения модификации этих служебных строк, тем не менее, взломщик может прибегнуть к обрамлению текста в электронном письме аккуратно составленным изображением, заставляющим вас поверить, что он подписал сообщение в иное время, чем было в действительности. Один из способов обнаружить обман — целиком выделить содержание сообщения (Ctrl+A). Выделенный текст выглядит обычно иначе, чем выделенная картинка.

В тех случаях, когда реальная дата подписания имеет критическое значение, люди просто пользуются услугами нотариусов, подтверждающих эту дату. Аналогом такой процедуры в случае с ЭЦП будет попросить доверенного посредника подписать сертификат ЭЦП, приложив к нему собственную достоверную метку времени. Это не потребует сколь-нибудь экзотических или чрезмерно формализованных протоколов. Подписи посредников давно признаются законным средством установления фактической даты подписания документа.

Доверенный нотариус или Центр сертификации может давать надёжные подписи с достоверными метками времени[17]. Для этой цели даже не нужна централизованная служба. Любой доверенный поручитель или незаинтересованная третья сторона сможет исполнить эту роль, как это делают частные, государственные и общественные нотариусы. Когда нотариус подтверждает чужую подпись, он создаёт сертификат подписи для сертификата подписи. Затем нотариус может поместить съёмную ЭЦП (без самого заверенного документа) в специальный публичных архив. Подпись нотариуса с достоверной меткой времени будет иметь больший вес и правовое значение, нежели дата оригинальной подписи документа.

Подробное обсуждение этой темы вы можете найти в статье Деннинга в IEEE Computer за 1983 год. Будущие версии PGP, возможно, будут иметь дополнительные функции по работе с нотариальными подписями и достоверными метками времени.

Изначально PGP создавался для однопользовательских ПК, находящихся под полным физическим контролем владельца. Если вы работаете с PGP на домашнем не подключённом к сети компьютере, ваши зашифрованные файлы будут в достаточной безопасности, только если некто не вломится к вам дом, не похитит компьютер и не станет угрожать, чтобы вы раскрыли ему свою парольную фразу (если она не столь проста, чтобы её угадать).

PGP не способен защитить ваши файлы на общедоступной системе, когда они представлены в виде открытого текста. Равно, не может он противостоять взломщику, применяющему чрезвычайно сложный комплекс мер для перехвата используемого закрытого ключа. Злоумышленник может проникнуть в ваш компьютер, если он подключён к сети или если это общедоступная многопользовательская система с возможностью удалённого подключения, как UNIX. Вам необходимо принимать в расчёт все эти риски многопользовательских систем и соответственно корректировать своё поведение. Возможно, в вашем случае будет лучше использовать PGP на изолированном персональном компьютере, находящимся под прямым физическим контролем.

Анализ трафика

Даже если взломщик не может узнать содержание зашифрованных сообщений, он всё же может получить некоторые крупицы информации, проследив, откуда приходят сообщения и куда они пересылаются, их объём, время отправки. Это аналогично тому, как если бы злоумышленник просматривал ваши счета за междугородние телефонные переговоры, чтобы узнать кому и когда вы звонили и как долго продолжался разговор, хотя само содержание звонков останется ему неизвестным. Это называется анализом трафика. PGP в одиночку не защищает от подобного рода атак. Решение этой проблемы может потребовать специализированных протоколов связи, возможно, с применением криптографических средств, разработанных для уменьшения риска анализа трафика в конкретной коммуникационной среде.

Криптоанализ

Криптоанализ— это чрезвычайно сложная и дорогостоящая атака, доступная лишь оппоненту с мощнейшими суперкомпьютерами и колоссальными вычислительными ресурсами, например, государственной разведслужбе. Вероятно, она может взломать открытый ключ, используя некое засекреченное математическое открытие. Но научная общественность предпринимает попытки взлома асимметричной криптографии с 1978 года, не добиваясь никакого успеха.

Возможно, спецслужбы владеют какими-то засекреченными методиками взлома реализованных в PGP блочных шифров. Это ночной кошмар любого криптолога. В практических криптографических приложениях не существует гарантий абсолютной безопасности.

Всё же определённый оптимизм остаётся оправданным. Реализованные в PGP алгоритмы с открытым ключом, хэш-функции и блочные шифры были созданы одними из лучших криптографов в мире. Они прошли долгую проверку на надёжность и безопасность лучшими группами гражданских криптоаналитиков планеты.

Даже если эти блочные шифры имеют какие-то неизвестные незначительные недостатки, PGP сжимает открытый текст перед зашифрованием, что сводит к минимуму любые возможные слабые места алгоритмов. Вычислительная нагрузка на вскрытие шифртекста вероятнее всего будет многократно превышать ценность самого сообщения, что сделает взлом нерентабельным и в конечном счёте бессмысленным.

Если же ваша ситуация оправдывает опасение перед дорогостоящими атаками такого масштаба, тогда вам лучше связаться с консультантом по информационной безопасности для разработки индивидуальных решений, приспособленных под ваши особые нужды.

Заключение

Без хорошей криптографической защиты цифровых коммуникаций злоумышленнику не составит почти никаких усилий и труда перехватывать сообщения, особенно, отправляемые по модему или по электронной почте. Если же вы применяете PGP и соблюдаете разумные меры предосторожности, взломщику потребуется гораздо больше сил, времени и средств, чтобы получить вашу информацию в свои руки.