Основы криптографии
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?етода - выбор эффективного правила смены ключей. Наиболее простой путь - генерация случайного списка ключей. Смена ключей осуществляется в порядке списка. Однако, очевидно список придется каким-то образом передавать.
Другой вариант - использование математических алгоритмов, основанных на так называемых перебирающих последовательностях. На множестве ключей путем одной и той же операции над элементом получается другой элемент. Последовательность этих операций позволяет переходить от одного элемента к другому, пока не будет перебрано все множество.
Наиболее доступным является использование полей Галуа. За iет возведения в степень порождающего элемента можно последовательно переходить от одного числа к другому. Эти числа принимаются в качестве ключей.
Ключевой информацией в данном случае является исходный элемент, который перед началом связи должен быть известен и отправителю и получателю.
Надежность таких методов должна быть обеспечена с учетом известности злоумышленнику используемого правила смены ключей.
Интересной и перспективной задачей является реализация метода блуждающих ключей не для двух абонентов, а для достаточно большой сети, когда сообщения пересылаются между всеми участниками.
Формальный анализ протоколов проверки подлинности и обмена ключами
Проблема выделения безопасного сеансового ключа для пары компьютеров (или людей) в сети настолько фундаментальна, что стала причиной многих исследований. Некоторые исследования заключались в разработке протоколов. Это, в свою очередь, привело к появлению более важной и интересной задачи: формальному анализу протоколов проверки подлинности и обмена ключами. Иногда прорехи в протоколах, кажущихся вполне надежными, обнаруживались спустя много лет пoсле их разработки, и разработчикам потребовались средства, позволяющие сразу же проверять безопасность протокола. Хотя большая часть этого инструментария применима и к более общим криптографическим протoколам, особое внимание уделялось проверке подлинности и обмену ключами.
Существует четыре основных подхода к анализу криптографических протоколов:
- Моделирование и проверка работы протокола с использованием языков описания и средств проверки, не разработанных специально для анализа криптографических протоколов.
- Создание экспертных систем, позволяющих конструктору протокола разрабатывать и исследовать различные iенарии.
- Выработка требований к семейству протоколов, используя некую логику для анализа понятий "знание" и "доверие".
- Разработка формальных методов, основанных на записи свойств криптографических систем в алгебраическом виде.
Первый из подходов пытается доказать правильность протокола, рассматривая его как обычную компьютеpную программу. Ряд исследователей представляют протокол как конечный автомат, другие используют расширения методов иiисления предиката первого порядка, а третьи для анализа протоколов используют языки описания. Однако, доказательство правильности отнюдь не является доказательством безопасности, и этот подход потерпел неудачу при анализе многих "дырявых" протоколов . И хотя его применение поначалу широко изучалось, с ростом популярности третьего из подходов работы в этой области были пeреориентированы.
Во втором подходе для определения того, может ли протокол перейти в нежелательное состояние (например, потеря ключа), используются экспертные системы. Хотя этот подход дает лучшие результаты при поиске "дыр", он не гарантирует безопасности и не предоставляет методик разработки вскрытий . Он хорош для проверки того, содержит ли протокол конкретную "дыру", но вряд ли способен обнаружить неизвестные "дыры" в протоколе .
Третий подход гораздо популярнее. Он был впервые введен Майклом Бэрроузом, Мартином Абэди и Роджером Неедхэмом. Они разработали формальную логическую модель для анализа знания и доверия, названную БАН-логикой БАН-логика является наиболее широко распространена при анализе протоколов проверки подлинности. Она рассматривает подлинность как функцию от цeлостности и новизны, используя логические правила для отслеживания состояния этих атрибутов на протяжении всего протокола. Хотя были предложены различные варианты и расширения, большинство разработчиков пр o-токолов до сих пор обращаются к оригинальной работе.
БАН-логика не предоставляет доказательство безопасности, она может только рассуждать о проверке подлинности. Она является простой, прямолинейной логикой, легкой в применении и полезной при поиске "дыр" . Вот некоторые предложения БАН-логики:
- A iитает X (A действует, как если бы X являлось истиной )
- A видит X (Кто-то послал сообщение, содержащее X, А, который может прочитать и снова передать X - возможно после дешифрирования )
- A сказал X (В некоторый момент времени A послал сообщение, которое содержит предложение X Не известно, как давно было послано сообщение, и было ли оно послано в течении текущего выполнения протокола Известно, что A iитал X, когда говорил X )
И так далее. БАН-логика также предоставляет правила для рассуждения о доверии протоколу. Для доказательства чего-либо в протоколе или для ответа на какие-то вопросы к логическим предложениям о протоколе можно применить эти правила. Например, одним из правил является правило о значении сообщения:
Если A iитает, что у A и B общий секретный ключ, К, и A видит X, шифрованное