Способы криптографической защиты данных

Криптографические методы защиты информации

Что такое криптографические методы защиты информации

Криптография — это наука о способах конфиденциальности и подлинности информации.

Криптографические методы преобразования данных являются самыми надежными в сфере информационной безопасности.

Криптография составляет целую систему методов, которые направлены на видоизменение персональных данных, чтобы сделать их бесполезными для злоумышленников.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Способы криптографического шифрования позволяют решить две ключевые задачи:

• обеспечение секретности;
• защита целостности информации.

Виды криптографической защиты информации

Классификация криптографических методов преобразования информации по типу воздействия на исходные данные включает следующие виды:

Шифрование

Шифрование предполагает видоизменение исходника посредством логических, математических, комбинаторных и других операций. В итоге таких преобразований первоначальные данные приобретают вид хаотически расположенных символов (цифр, букв и т.д.) и кодов двоичной системы.

Инструментами создания шифра служат алгоритм преобразования и ключ.

В определенных методах шифрования применяется постоянная преобразовательная последовательность. Ключ включает управляющие данные, определяющие выбор видоизменения на конкретных пунктах алгоритма и размер используемых в ходе шифрования операндов.

Шифрование является основным криптографическим способом видоизменения данных в компьютерах. Чтобы обеспечить эффективную борьбу против криптоатак (атак на шифр, криптоанализа), методы шифрования должны отвечать ряду требований:

1. Криптостойкость (стойкость перед криптоанализом), позволяющая вскрыть шифр лишь через полный перебор ключей.
2. Стойкость шифра благодаря конфиденциальности ключа, а не алгоритма преобразования.
3. Соразмерность объемов исходного текста и шифротекста.
4. Исключение искажений и потерь данных, последовавших за ошибками в ходе шифрования.
5. Небольшое время шифрования.
6. Согласованность стоимости шифрования и стоимости исходной информации.

Эффективность шифрования определяется криптостойкостью шифра. Единицей измерения этого показателя могут быть: время; стоимость инструментов, необходимых криптоаналитику на расшифровку без знания ключа.

На схеме изображен механизм работы простейшей криптосистемы:

В данной модели отправитель создает открытое исходное сообщение (М), передаваемое законному адресату по незащищённому каналу. Канал находится под контролем злоумышленника, который стремится перехватить сообщение и рассекретить его. Чтобы перехватчик не смог расшифровать передаваемые данные, отправитель защищает его посредством обратимого преобразования (Ек(С)), после чего получает шифротекст (С). Его он отправляет получателю. Адресат принимает зашифрованный текст, раскрывает засекреченное сообщение с помощью дешифровщика (Dк(С)) и получает исходный текст (М).

Ек — один из алгоритмов преобразования, К — это критпографический ключ, который определяет выбор алгоритма, подходящего для конкретного шифрования.

Выделяют два вида шифрования:

1. Симметричное: с использованием одного криптографического ключа.
2. Асимметричное: с открытым ключом.

Стенография

Этот метод, единственный среди криптографических способов, позволяет скрыть не только информацию, но и сам факт ее хранения и передачи. В основе стенографии лежит маскирование секретных данных среди общедоступных файлов. Иными словами, закрытая информация скрывается, а вместо нее создаются дубликаты.

Кодирование

Преобразование данных по этой методике происходит по принципу замещения слов и предложений исходника кодами. Закодированные данные могут выглядеть как буквенные, цифровые или буквенно-цифровые комбинации. Для кодирования и раскодирования применяют специальные словари или таблицы.

Рассматриваемый метод удобно использовать в системах с небольшим набором смысловых конструкций. Недостаток кодирования заключается в том, что необходимо хранить и распространять кодировочные таблица, а также достаточно часто их менять во избежание нежелательного рассекречивания информации.

Сжатие

Данный способ представляет собой сокращение объема исходной информации. Понятие сжатия относят к криптографическим с некоторыми оговорками. С одной стороны, сжатые данные требуют обратного преобразования для возможности их прочтения. С другой стороны, средства сжатия и обратного преобразования общедоступны, поэтому этот способ не является надежным в части защиты информации.

Используемые методы технологии

На сегодняшний день широкое применение получили следующие алгоритмы шифрования: Data Encryption Standard (DES), 3DES и International Data Encryption Algorithm (IDEA).

Характерной чертой данных преобразовательных стандартов является блочная шифровка информации по 64 бита. В случае, когда объем передаваемого сообщения больше 64 бит, его нужно разбить на блоки, каждый из которых содержит 64 бита. Далее все образовавшиеся блоки сводятся воедино одним из следующих способов:

• электронная кодовая книга (ECB);
• цепочка из зашифрованных блоков (CBC);
• x-битовая зашифрованная обратная связь (CFB-x);
• выходная обратная связь (OFB).

Алгоритм 3DES создан на базе DES, чтобы устранить основной недостаток последнего — возможность взлома ключа посредством перебора из-за его малой длины в 54 бит. Несмотря на то, что 3DES в три раза менее производителен, чем его предшественник, криптостойкость первого значительно выше DES.

Преобразовательный стандарт Advanced Encryption Standard ( AES ) или Rijndael использует в процессе создания шифров 128-битные, 192-битные или 256-битные ключи. Информационные сообщения шифруются блоками по 128 бит.

Сертифицированные криптографические средства защиты информации в России

Сертификацией средств защиты информации занимается Федеральная служба безопасности России. Криптографические СЗИ определены в следующие классы:

Класс КС1

Средства этого класса могут оказывать сопротивление внешним атакам, которые реализуются методами, неизвестными криптоаналитикам. Данные о системах, использующих средства класса КС1 находятся в общем доступе.

Класс КС2

К рассматриваемой категории относятся криптографические инструменты защиты данных, способные препятствовать атакам за пределами зоны контроля, блокируемым СЗИ класса КС1. При этом атакующие могли получить информацию о физических мерах безопасности данных и пр.

Класс КС3

Средства этой категории могут противодействовать атакам, имея физический доступ к компьютерным системам с установленными криптографическими методами защиты.

КВ1 и КВ2

Средства группы КВ обладают свойством сопротивления атакам, созданным криптоаналитиками и прошедшим лабораторные испытания.

Класс КА

Инструменты данного класса способны защитить от атак, которые разрабатывались с применением знаний о недокументированных возможностях вычислительных систем и конструкторской документацией, а также с доступом к любым компонентам СЗИ.

Источник

Криптографическая защита информации

Вы будете перенаправлены на Автор24

Криптографическая защита информации – это механизм защиты посредством шифрования данных для обеспечения информационной безопасности общества.

Криптографические методы защиты информации активно используются в современной жизни для хранения, обработки и передачи информации по сетям связи и на различных носителях.

Сущность и цели криптографической защиты информации

Сегодня самым надежным способом шифрования при передаче информационных данных на большие расстояния является именно криптографическая защита информации.

Криптография – это наука, изучающая и описывающая модели информационной безопасности (далее – ИБ) данных. Она позволяет разрешить многие проблемы, что присущи информационной безопасности сети: конфиденциальность, аутентификация, контроль и целостность взаимодействующих участников.

Шифрование – это преобразование информационных данных в форму, которая будет не читабельной для программных комплексов и человека без ключа шифрования-расшифровки. Благодаря криптографическим методам защиты информации обеспечиваются средства информационной безопасности, поэтому они являются основной частью концепции ИБ.

Ключевой целью криптографической защиты информации является обеспечение конфиденциальности и защиты информационных данных компьютерных сетей в процессе передачи ее по сети между пользователями системы.

Защита конфиденциальной информации, которая основана на криптографической защите, зашифровывает информационные данные посредством обратимых преобразований, каждое из которых описывается ключом и порядком, что определяет очередность их применения.

Готовые работы на аналогичную тему

Важным компонентом криптографической защиты информации является ключ, отвечающий за выбор преобразования и порядок его реализации.

Ключ – это определенная последовательность символов, которая настраивает шифрующий и дешифрующий алгоритм системы криптозащиты информации. Каждое преобразование определяется ключом, задающим криптографический алгоритм, который обеспечивает безопасность информационной системы и информации в целом.

Каждый алгоритм криптозащиты информации работает в разных режимах, которые обладают, как рядом преимуществ, так и рядом недостатков, что влияют на надежность информационной безопасности государства и средства ИБ.

Средства и методы криптографической защиты информации

К основным средствам криптозащиты информации можно отнести программные, аппаратные и программно-аппаратные средства, которые реализуют криптографические алгоритмы информации с целью:

• защиты информационных данных при их обработке, использовании и передаче;
• обеспечения целостности и достоверности обеспечения информации при ее хранении, обработке и передаче (в том числе с применением алгоритмов цифровой подписи);
• выработки информации, которая используется для аутентификации и идентификации субъектов, пользователей и устройств;
• выработки информации, которая используется для защиты аутентифицирующих элементов при их хранении, выработке, обработке и передаче.

В настоящее время криптографические методы защиты информации для обеспечения надежной аутентификации сторон информационного обмена являются базовыми. Они предусматривают шифрование и кодирование информации.

Различают два основных метода криптографической защиты информации:

• симметричный, в котором один и тот же ключ, что хранится в секрете, применяется и для шифровки, и для расшифровки данных;
• ассиметричный.

Кроме этого существуют весьма эффективные методы симметричного шифрования – быстрый и надежный. На подобные методы в Российской Федерации предусмотрен государственный стандарт «Системы обработки информации. Криптографическая защита информации. Алгоритм криптографического преобразования» — ГОСТ 28147-89.

В ассиметричных методах криптографической защиты информации используются два ключа:

1. Несекретный, который может публиковаться вместе с другими сведениями о пользователе, что являются открытыми. Этот ключ применяется для шифрования.
2. Секретный, который известен только получателю, используется для расшифровки.

Из ассиметричных наиболее известным методом криптографической защиты информации является метод RSA, который основан на операциях с большими (100-значными) простыми числами, а также их произведениями.

Благодаря применению криптографических методов можно надежно контролировать целостность отдельных порций информационных данных и их наборов, гарантировать невозможность отказаться от совершенных действий, а также определять подлинность источников данных.

Основу криптографического контроля целостности составляют два понятия:

Хэш-функция – это одностороння функция или преобразование данных, которое сложно обратить, реализуемое средствами симметричного шифрования посредством связывания блоков. Результат шифрования последнего блока, который зависит от всех предыдущих, и служит результатом хэш-функции.

В коммерческой деятельности криптографическая защита информации приобретает все большее значение. Для того чтобы преобразовать информацию, используются разнообразные шифровальные средства: средства шифрования документации (в том числе для портативного исполнения), средства шифрования телефонных разговоров и радиопереговоров, а также средства шифрования передачи данных и телеграфных сообщений.

Для того чтобы защитить коммерческую тайну на отечественном и международном рынке, используются комплекты профессиональной аппаратуры шифрования и технические устройства криптозащиты телефонных и радиопереговоров, а также деловой переписки.

Кроме этого широкое распространение получили также маскираторы и скремблеры, которые заменяют речевой сигнал цифровой передачей данных. Производятся криптографические средства защиты факсов, телексов и телетайпов. Для этих же целей применяются и шифраторы, которые выполняются в виде приставок к аппаратам, в виде отдельных устройств, а также в виде устройств, которые встраиваются в конструкцию факс-модемов, телефонов и других аппаратов связи. Электронная цифровая подпись широкое применяется для того, чтобы обеспечить достоверность передаваемых электронных сообщений.

Криптографическая защита информации в РФ решает вопрос целостности посредством добавления определенной контрольной суммы или проверочной комбинации для того, чтобы вычислить целостность данных. Модель информационной безопасности является криптографической, то есть она зависит от ключа. По оценкам информационной безопасности, которая основана на криптографии, зависимость вероятности прочтения данных от секретного ключа является самым надежным инструментом и даже используется в системах государственной информационной безопасности.

Источник

Защитить информацию и ничего не нарушить: какие вопросы мы задаем при работе с СКЗИ

Согласитесь, в теме криптографической защиты информации больше вопросов, чем ответов. Как учитывать СКЗИ, как их хранить и перевозить? А если защиту надо установить на мобильное приложение, а сколько человек должны подписывать акт, надо ли создавать у себя в компании ОКЗИ, а всегда ли можно это сделать? И главное, все ли множество лицензий вы получили или про что-то забыли.

В этом посте собраны самые больные частые вопросы, которыми задаемся мы в «Ростелеком-Солар» и которые задают наши коллеги по цеху. Мы постарались найти на них ответы. Надеемся, будет интересно и полезно.

Внимание, материал не является истиной в последней инстанции. Ответить точно на конкретный запрос может только регулятор.

Вопросы про лицензирование

Как найти грань между техническим обслуживанием СКЗИ и, например, выработкой ключевой информации?

— Все, что описано в эксплуатационной документации, в том числе и выработка ключевой информации, является техническим обслуживанием.

Можно ли отдать на аутсорсинг работы по обслуживанию СКЗИ в организации?

— Можно. Но у аутсорсинговой компании должны быть соответствующие пункты лицензии на «работы по обслуживанию шифровальных (криптографических) средств, предусмотренные технической и эксплуатационной документацией на эти средства (за исключением случая, если указанные работы проводятся для обеспечения собственных нужд юридического лица или индивидуального предпринимателя)». Этого требует постановление правительства N 313 от 16.04.2012.

Вопросы про журнал учета

Можно ли вести журнал учета СКЗИ/КД в электронном виде?

— Да. Некоторые организации уже так делают. При этом не стоит забывать про правила электронного документооборота, например, про использование квалифицированной электронной подписи.

Как организовать учет большого количества СКЗИ?

— Основной совет: каждое действие надо сопровождать актом и в журнале указывать его реквизиты. Не надо пытаться обеспечить всех участников доступом к журналу – территориально распределенные компании могут выдохнуть. Много и подробно о ведении учета журнала СКЗИ можете прочитать в этом посте.

Как вести поэкземплярный учет СКЗИ в мобильных и веб-приложениях?

— При скачивании учет СКЗИ обеспечивается тем, кто его распространяет, то есть разработчиком или вендором. Чтобы загрузить CSP, на сайте вендора нужно заполнить форму с ФИО и контактной информацией. Далее вы получаете ссылку на дистрибутив и серийник, а после регистрации – регистрационный номер СКЗИ. Все эти данные фиксируются у вендора, который распространяет СКЗИ, а у пользователя остается формуляр с серийным и регистрационным номерами. Подробнее этот процесс описан тут. Аналогичная схема действует и для корпоративного приложения или портала.

Могут ли всевозможные акты подписываться одним лицом – исполнителем, или обязательно комиссией, утвержденной приказом руководителя?

— Четкого количества лиц, подписывающих акт, текущая нормативно-правовая база не определяет. Но, чтобы исключить возможные претензии со стороны ФСБ, лучше подписывать акты коллегиально. Вот, что пишут на одном из профильных ресурсов: «Акты составляются коллегиально (должно быть не менее двух составителей). Нередко акты составляются специально создаваемыми комиссиями, состав которых утверждается распорядительным документом руководителя данной организации, вышестоящей организации или органа управления, осуществляющего контрольные, надзорные или иные функции. Акты могут составляться и постоянно действующими комиссиями на регулярной основе».

Если подходить более формально, то в ГОСТ Р 7.0.97-2016 есть пример:

Вопросы про ОКЗИ

В соответствии с п. 6 Инструкции № 152 ФАПСИ получается, что орган криптографической защиты информации (ОКЗИ) может быть создан только лицензиатом ФАПСИ. Значит ли это, что ОКЗИ может быть создан только у лицензиата ФСБ (как правопреемника ФАПСИ), а у всех остальных вместо этого назначается ответственное лицо?

— При создании и эксплуатации ОКЗИ появляются лицензируемые виды деятельности, поэтому право на его создание есть исключительно у лицензиата ФСБ. Правда, отсутствие ОКЗИ не освобождает от учета СКЗИ и ведения множества журналов, предусмотренных приказом ФАПСИ и эксплуатационной документацией к криптографическому оборудованию.

Можно ли самостоятельно обучить пользователей СКЗИ и как это оформить?

— Формально обучающие материалы должен разработать лицензиат ФСБ. Но самостоятельно проводить внутреннее обучение своих сотрудников на основе данных материалов может любая организация.

Есть ли какие-либо требования к сотрудникам, которые входят в ОКЗИ?

— Есть. Они должны пройти внутреннее обучение с тестированием. Сделать это можно в лицензированном учебном центре. Также им нужно ознакомиться с инструкцией пользователя СКЗИ под подпись.

Ответственный за защиту информации и ответственный за СКЗИ – это одно и то же?

— Не обязательно. Даже лучше, если эти роли выполняются разными лицами. Например, за администрирование средств защиты (антивирус, межсетевой экран и т.п.) отвечает администратор ИБ. А за администрирование и учет средств криптографической защиты – ответственный за СКЗИ. Как показывает практика согласования моделей нарушителей с ФСБ, регулятор просит данные роли не совмещать, хотя формального запрета на это нет. Но, гипотетически, такой запрет может встречаться в правилах эксплуатации на отдельные СКЗИ.

Другие вопросы

Если на компьютере установлено СКЗИ, является ли место, где он расположен спецпомещением? Как быть с сотрудниками, работающими удаленно с использованием СКЗИ (VPN)? Как опечатать помещение, где они работают?

— Строго говоря, по инструкции № 152 ФАПСИ, это спецпомещение. А, значит, к нему должны применяться меры, описанные в правилах пользования на конкретное СКЗИ. Причем требования должны выполняться как на территории организации, так и в отношении сотрудников, работающих удаленно.

В какой степени сейчас реализованы в СКЗИ квантовые технологии? Насколько они актуальны?

— У многих производителей уже есть решения ГОСТ VPN с использованием квантового распределения ключей. Но сертификаты соответствия ФСБ на данные изделия пока не получены, так как требования еще не утверждены.

Может ли Спецсвязь перевозить СКЗИ?

— Приказ ФАПСИ № 152 гласит, что СКЗИ и ключевые документы могут доставляться «фельдъегерской (в том числе ведомственной) связью или со специально выделенными нарочными из числа сотрудников органа криптографической защиты или пользователей СКЗИ, для которых они предназначены, при соблюдении мер, исключающих бесконтрольный доступ к ним во время доставки».

Существует две ключевых организации, осуществляющие доставку СКЗИ:

Государственная фельдъегерская служба (ГФС)

Главный центр специальной связи (ФГУП ГЦСС)

ФГУП ГЦСС (Спецсвязь) – это организация подведомственная Минкомсвязи. Согласно постановлению правительства от 15 декабря 1994 года N 1379-68, ФГУП ГЦСС, в частности, осуществляет прием и доставку корреспонденции и грузов, содержащих сведения и материалы, относящиеся к государственной, служебной и иной охраняемой законом тайне. ФГУП ГЦСС уполномочено осуществлять перевозку СКЗИ, в том числе для юридических лиц. Подробнее о доставке СКЗИ рассуждаем вот здесь.

И напоследок – крик души. Нужен ли единый протокол и алгоритм шифрования?

— Алгоритмы шифрования зафиксированы в государственных стандартах (ГОСТ) и одинаковы у всех производителей (за исключением незначительных деталей).

А вот несовместимость сетевых протоколов различных производителей – это действительно боль. Но определенные шаги в сторону стандартизации уже сделаны. Например:

«С-Терра СиЭсПи», «Крипто Про», «Элвис-Плюс» используются IPsec в соответствии с RFC.

«Код Безопасности» планирует переход с проприетарного алгоритма на IPsec в своих следующих версиях.

«ИнфоТеКС» сделал описание собственного проприетарного протокола публичным в виде рекомендаций по стандартизации.

Для ГОСТ TLS и ЭП совместимость доступна уже сейчас. А работы по совместимости реализации различных производителей сейчас активно ведет технический комитет по стандартизации «Криптографическая защита информации» (ТК 26).

Источник