Delphi - сбориник статей
Основные понятия
Прежде всего, введем несколько понятий и терминов, чтобы в дальнейшем их смысл не вызывал у Вас вопросов или недопонимания.
Открытый текст - собственно, это и есть та информация, которую мы будем пытаться защитить от несанкционированного доступа. "Открытый текст" - это вовсе не обязательно именно текст, это также могут быть двоичные данные, программный код, и т.д. Шифрованный текст - результат преобразования открытого текста, с использованием криптографических алгоритмов и дополнительного параметра (ключа) недоступный для восприятия. Шифрование - процесс создание шифрованного текста при наличии открытого текста и ключа. Дешифрование - процесс восстановления открытого текста из шифрованного при помощи ключа. Ключ - параметр шифра, необходимый для шифрования и/или дешифрования. Шифры подразделяются на две группы: Симметричные - для шифрования и дешифрования используется один и тот же ключ. Очевидно, что "секретность" шифрованного текста зависит от "секретности" ключа, поэтому такие ключи так и называются "секретными". Тут есть одна проблема: при передаче сообщения собеседнику, необходимо чтобы у него был тот же ключ, что и у Вас. А где гарантия, что при передаче ключа собеседнику, его никто не перехватит? Эта проблема решается с помощью асимметричных алгоритмов шифрования. Симметричные алгоритмы могут быть блочными (сообщение разбивается на блоки фиксированной длины, каждый из которых шифруется отдельно) и потоковыми (сообщение шифруется посимвольно). При использовании блочных шифров размер сообщения должен быть кратен размеру блока, в противном случае последний блок дополняется до необходимой длины. Блочные шифры считаются более надежными. Асимметричные - для шифрования и дешифрования используются разные ключи. Один из ключей держится в строжайшем секрете (он называется "закрытый"), другой - публикуется ("открытый"). Теперь представьте, что вы хотите передать какую-либо секретную информацию вашему другу или коллеге. Вы возьмете его открытый ключ (как уже было сказано - он не является секретным, и узнать его может кто угодно) и зашифруете с помощью его свое сообщение. Получив шифрованный текст, он попытается расшифровать его с помощью своего закрытого ключа. Так как закрытый ключ кроме него не известен никому, то полученное сообщение не сможет восстановить никто посторонний.Говоря об асимметричных шифрах, необходимо упомянуть еще одну замечательную возможность. Представьте, что вы зашифруете сообщение не открытым ключом получателя, а своим закрытым ключом. Расшифровать такое сообщение можно с помощью вашего открытого ключа, то есть все наоборот. Теперь получается, что расшифровать может кто угодно, а зашифровать - только вы. Кроме того, внести осмысленное изменение в сообщение (например, приписать нолик к денежной сумме) никто посторонний не сможет. Таким образом, получатель сможет аутентифицировать отправителя, т.е. он будет уверен, что отправитель сообщения именно вы и никто другой. Это называется электронно-цифровая подпись (ЭЦП) или просто цифровая подпись.
Какими бы замечательными асимметричные алгоритмы ни были, у них есть один существенный недостаток: по быстродействию они уступают симметричным раз в сто и используются в основном только для шифрования небольших сообщений. Поэтому на практике чаще всего применяют схемы, сочетающие в себе все достоинства и симметричных и асимметричных алгоритмов, например:
- Секретный ключ, с помощью которого будет зашифровано сообщение в данном сеансе связи (этот ключ не рекомендуют использовать повторно и называют "сеансовым") шифруется асимметричным алгоритмом с помощью открытого ключа получателя.
- Сообщение шифруется симметричным алгоритмом с помощью сеансового ключа.
- Зашифрованный сеансовый ключ и сообщение отправляется получателю.
- Получатель сначала расшифровывает сеансовый ключ с помощью своего закрытого ключа, а потом и само сообщения.
А как же быть с цифровой подписью, ведь, как уже было сказано ранее, длинные сообщения шифровать с помощью асимметричных алгоритмов неразумно? Прежде чем ответить на этот вопрос, познакомимся с еще одним понятием - хэш-функция.
Хэш-функция - это такая функция, значение которой является необратимым преобразованием исходного значения. Другими словами, пусть у нас есть число A. Вычислим Y=H(A). Функция H будет необратимой, если зная значение Y восстановить A будет невозможно. Такому условию удовлетворяет, например, простейшая контрольная сумма, однако к хэш-функциям есть еще одно серьезное требование: очень сложной задачей должно являться нахождение такого числа B не равного A, что H(B) также будет равняться Y (такие случаи называются коллизиями). Число Y называют дайджестом или отпечатком сообщения.Где это может пригодиться? Например, хорошим решением будет хранить в базе данных паролей не сами пароли, а их отпечатки, при вводе пользователем пароля, высчитывать его отпечаток и сравнивать со значением в базе данных. Если злоумышленник получит доступ к этой базе, то пароли он узнать не сможет, так как хэш-функция необратима. Также он вряд ли сможет подобрать другой пароль с аналогичным отпечатком.
А теперь вернемся к цифровым подписям. Как уже было сказано, подписывать целое сообщение неразумно. В цифровой подписи главное не секретность самого сообщения, а гарантия того, что отправитель тот за кого себя выдает, и текст сообщения не был изменен после подписания. Обычно поступают так: высчитывается отпечаток сообщения (обычно он составляет 16-64 байт), шифруется закрытым ключом отправителя и передается вместе с самим сообщением. Получатель вычисляет отпечаток сообщения, расшифровывает подпись открытым ключом отправителя и сравнивает полученные значения. Эта процедура называется верификацией.
