Подпись документов при помощи симметричных криптосистем
Первые варианты цифровой подписи были реализованы при помощи симметричных криптосистем, в которой абоненты, участвующие в обмене сообщениями, используют один и тоже секретный ключ для простановки и проверки подписи под документом. В качестве алгоритма криптографического преобразования может использоваться любая из симметричных криптосистем, обладающая специальными режимами функционирования (например, DES, ГОСТ 28147-89 и т.п.).
Процедура подписи документов при помощи симметричной криптосистемы может выглядеть следующим образом:
1. Алекс и Юстас обладают одинаковым секретным ключом K.
2. Алекс зашифровывает цифровое сообщение, используя ключ K, и посылает зашифрованное сообщение Юстасу. При этом, как уже отмечалось, используется криптосистема, обладающая специальными механизмами функционирования, например ГОСТ 28147-89 в режиме выработки имитовставки.
3. Юстас расшифровывает сообщение при помощи ключа K.
Так как только Алекс и Юстас обладают секретным ключом, то тем самым обеспечивается гарантия, что сообщение подписано именно Алексом, а не стариком Мюллером. Однако, данная схема применима только в тех сетях, в которых можно дать стопроцентную гарантирую надежности каждого из абонентов, т.к. в обратном случае существует потенциальная возможность мошенничества со стороны одного из абонентов, владеющих секретным ключом.
Для устранения указанного недостатка была предложена схема с доверенным арбитром. В данной схеме помимо Алекса и Юстаса существует арбитр - радистка Кэт. Она может обмениваться сообщениями и с Алексом, и с Юстасом, и владеет секретными ключами обоих - KА и KЮ. Процедура подписания документов в данной схеме выглядит следующим образом:
1. Алекс зашифровывает сообщение, используя ключ KА, и посылает его Кэт.
2. Кэт расшифровывает сообщение, также используя ключ KА.
3. Расшифрованное сообщение Кэт зашифровывает на ключе Юстаса KЮ.
4. Данное сообщение Кэт посылает Юстасу.
5. Юстас расшифровывает сообщение, полученное от Кэт, используя ключ KЮ.
Насколько эффективна данная схема? Рассмотрим ее с учетом вышеуказанных требований, предъявляемых к цифровой подписи.
Во-первых, Кэт и Юстас знают, что сообщение пришло именно от Алекса. Уверенность Кэт основана на том, что секретный ключ KА имеют только Алекс и Кэт. Подтверждение Кэт служит доказательством Юстасу. Во-вторых, только Алекс знает ключ KА (и Кэт, как доверенный арбитр). Кэт может получить зашифрованное сообщение на ключе KА только от Алекса. Если Мюллер пытается послать сообщение от имени Алекса, то Кэт сразу обнаружит это на 2-м шаге. В-третьих, если Юстас пытается использовать цифровую подпись, полученную от Кэт, и присоединить ее к другому сообщению, выдавая его за сообщение от Алекса, это выявляется. Арбитр может потребовать от Юстаса данное сообщение и затем сравнивает его с сообщением, зашифрованном на ключе KА. Сразу выявляется факт несоответствия между двумя сообщениями. Если бы Юстас попытался модифицировать присланное сообщение, то Кэт аналогичным способом выявила бы подделку. В-четвертых, даже если Алекс отрицает факт посылки подписанного сообщения, подтверждение от Кэт говорит об обратном.
В случае возникновения спорных ситуаций, например, связанных с отказом отправителя от факта подписания документа, используются услуги третьей, независимой стороны, так называемого арбитра, который расследует каждую такую ситуацию и принимает решение в пользу одной из сторон, участвующих в обмене данными.
Можно заметить, что самым критичным звеном этой схемы является именно арбитр. Во-первых, он должен быть действительно независимой ни от кого стороной. А во-вторых, арбитр должен быть абсолютно безошибочным. Ошибка в рассмотрении даже одной из нескольких тысяч спорных ситуаций подорвет доверие не только к арбитру, но и ко всем предыдущим подписанным документам, достоверность которых удостоверялась арбитром.
Именно поэтому, несмотря на теоретическую возможность применения симметричных криптосистем, на практике для выработки подписи они не используются, поскольку требуют дорогостоящих и громоздких мероприятий по поддержанию достаточного уровня достоверности передаваемых данных.
