Server2000 (Анализ системы безопасности Microsoft Windows 2000 Advanced Server и стратегий ее использования), страница 3

^{Все новые возможности обеспечения безопасности Windows 2000 основаны на криптографии. В отличие от этого, в первом выпуске Windows NT криптография использовалась только для хэширова­ния паролей. В течение периода использования Windows NT 4 в опе­рационную систему были добавлены разнообразные элементы крипографии, но они не обрабатывались согласованно и безопасно. Windows 2000 меняет такое положе­ние дел, используя Active Directory как контейнер практически для всей конфигурации, связанной с безопасностью, и применения по­литик.}

^{Windows 2000 использует шифрование (encryption) в трех жизненно важных целях:}

^{• для подтверждения идентичности принципала безопасности;}

^{• для подтверждения достоверности содержимого сообщения или файла;}

^{• чтобы скрыть содержимое хранилища или потока данных.}

^{Шифр (cipher) — это алгоритм шифрования, он защищает сообщение, переупорядочивая его или осуществляя изменения в кодировании, но не в смысловом значении сообщения. Код (code) — это согласованный способ сохранения тайны сообщений между двумя или более лично­стями. Ключ (key) — это небольшая порция информации, которая необходима для расшифровки сообщения, обычно в виде значения, ис­пользуемого в шифре для зашифровки сообщения. Ключ должен дер­жаться в секрете, для того чтобы сообщение оставалось закрытым.}

^{3.1.2. Алгоритмы шифрования}

^{Один из алгоритмов, который был разработан в секрете, но потом стал до­ступен для общественного использования, так же как и для государствен­ного (но только для информации «Unclassified but Sensitive », несекретной, но важной), — это алгоритм Data Encryption Standard (стандарт) шифрования данных), или DES. Это симметричный алгоритм, что значит, что один и тот же ключ используется и для шифрования, и для расшифровки; он был предназначен для использования 56-разрядно-З го ключа. DES широко используется в коммерческом программном обеспечении и в устройствах связи, поддерживающих шифрование.}

^{RSA (названный по именам своих создателей, Rivest, Shamir и Adleman) — это алгоритм, который не был разработан правительственным агентством. Его создатели воспользовались вычислительно-затратной проблемой разложения на простые числа для создания асимметрично­го (asymmetric) алгоритма, или алгоритма открытого ключа (public key), который может быть использован и для шифрования, и для ци­фровых подписей. RSA с тех пор стал очень популярной альтернативой DES. RSA используется рядом компаний по производству программ­ного обеспечения, чьи продукты должны осуществлять безопасные соединения через небезопасный Интернет (такие, как web-браузеры), в числе которых Microsoft, Digital, Sun, Netscape и IBM.}

^{Эти шифры не единственно возможные для использова­ния в компьютерах и сетях. Правительства разных стран США и бывшего СССР активно раз­рабатывали коды и шифры, много частных лиц (особенно за последнее десятилетие) внесли вклад в развитие криптографии. GOST (ГОСТ) был разработан в бывшем СССР, FEAL был разработан NTT в Японии, LOKI был разработан в Австралии и IDEA — в Европе. Большинство этих шифров используют запатентованные алгоритмы, которые дол­жны быть лицензированы для коммерческого использования, но не все (например, Blowfish). Каждый шифр обладает достоинствами и недо­статками.}

^{Все эти шифры обладают одним слабым местом: если известен шифр, который использовался для зашифровки сообщения, но не известен ключ, можно использовать ряд атак для того, чтобы попытаться декодировать сообщение, в том числе и метод «грубой силы» , пытаясь перепробовать все возможные ключи.}

^{Назначение шифров, в конечном итоге, — скрывать информацию. Противоположностью сокрытия информации являются попытки раскрыть, что же было засекречено, и прогресс в области взлома (breaking) кодов (или расшифровки кодов без ключа) идет в ногу с разработками в области создания кодов. Дея­тельность по осуществлению попыток взлома кодов называется крипто­анализом (cryptanalysis), а люди, которые взламывают коды, называют­ся криптоаналитиками (cryptanalyst). На системы безопасности может быть произведен ряд криптоаналитических атак различных типов.}

^{Атака перебором ключей. Перебор пространства ключей (keyspace search) подразумевает проверку всех возможных ключей, которые могли использоваться для зашифровки сообщения.}

^{Известный исходный текст. Для многих шифров криптоаналитик может сократить число перебираемых возможных ключей, если уже известен исходный текст зашифрованного сообщения.}

^{Линейный и дифференциальный криптоанализ. Криптоаналитик может также искать математические совпадения во всех собранных зашифрованных текстах, которые были зашифрованы при помощи одного ключа.}

^{Существует один шифр — одноразовая подстановка (one-time pad) — который нельзя разгадать, если нет ключа, даже имея в распоря­жении все оставшееся время существования вселенной и все теорети­чески возможные вычислительные возможности. К сожале­нию, требования этого шифра делают его непригодным к использова­нию, за исключением определенных видов коммуникаций, не требую­щих высокой пропускной способности.}

^{3.1.3. Симметрические функции}

^{Если один и тот же ключ может быть использован для зашифровки или расшифровки сообщения, то такой шифр использует симметрическую функцию (symmetric function). Один ключ должен быть и у отправи­теля, и у получателя. Ряд симметричных шифров используется и в программном, и в аппаратном обеспечении. Получить представление о возможных шифрах можно, сравнив следующие три.}

^{• DES. IBM и американское Управление национальной безопасности (National Security Agency, NSA) объединили усилия для разработки этого шифра. Он устойчив к дифференциальному криптоанали­зу, но поддается линейному криптоанализу. Длина ключа составля­ет только 56 бит, что сильно облегчает возможность попробовать все возможные ключи методом грубой силы для зашифрованного, текста. DES широко применяется в программном и аппаратном обеспечении шифрования. Это стандарт ANSI. Windows 2000 peaлизует и 40-битный DES, и 168-битный DES1 (triple-DES (тройной DES) — DES с тремя непрерывными ключами).}

^{• IDEA. Этот шифр обладает ключом длиной 128 бит — значитель­но больше, чем использует DES. В то время как обладающая серь­езной мотивацией и финансированием организация или большая команда хакеров может взломать закодированное DES-сообщение, большое пространство ключей делает неосуществимой атаку на IDEA по методу грубой силы. IDEA был разработан как шифр, неуязвимый для линейного и дифференциального криптоанализа. IDEA запатентован в Европе и США.}

^{Blowfish. Этот шифр может использовать ключ длиной от 32 до 448 бит, позволяя выбрать степень секретности сообщения.}

^{3.1.4. Однонаправленные функции}

^{При наборе пароля для входа в Windows 2000, он шифруется и сравнивается с хранимым зашифрованным значением паро­ля. Пароль сохраняется при помощи однонаправленной функции (one-way function), также называемой хэш (hash), trap-door, digest или fingerprint1.}

^{Хэш-функции также могут применяться для других целей. Например, можно использовать хэш-функцию, чтобы создать «отпечатки пальцев» файлов (создать цифровые отпечатки пальцев, или хэш-значение, которое будет уникально для данного файла). Хэш-функция может давать результат, который будет гораздо меньше, чем входной текст, хэширование занимающего много мегабайтов документа текстового процессора, например, может дать 128-разрядное число. Хэш-значение также уникально для файла, который его породил; практически невоз­можно создать другой файл, который произвел бы то же хэш-значение.}

^{Одна из особенностей хэш-функций (особенно дающих короткие хэш-значения) — это то, что все хэш-значения равновероятны. Следовательно, практически невозможно создать другой файл хэш-значение для которого совпадет с имеющимся.}

^{Некоторым хэш-функциям требуется ключ, другим — нет. Хэш-функция с ключом может вычисляться только кем-либо (или чем-либо), имеющим этот ключ.}

^{3.1.5. Шифрование с открытым ключом}

^{В то время как симметричные шифры используют один ключ для заши­фровки и расшифровки сообщений, шифрование с открытым ключом (public key encryption), или шифр с открытым ключом (public key cipher), использует для рас­шифровки ключ, отличный от использованного при шифровании. Это сравнительно новая разработка в криптографии, и она решает многие давнишние проблемы систем криптографии, такие как способ передачи секретных ключей в первый раз.}

^{Проблема симметричных шифров состоит в следующем: и отправи­тель, и получатель должен иметь один и тот же ключ для того, чтобы обмениваться зашифрованными сообщениями через небезопасный канал передачи данных. Если две стороны решат обмениваться зак­рытыми сообщениями или если между двумя устройствами в компью­терной сети или двумя программами должен быть установлен безопас­ный канал, две стороны коммуникации должны принять решение об общем ключе. Каждая сторона легко может выбрать ключ, но у этой стороны не будет никакого способа отправить этот ключ другой сто­роне, не подвергаясь риску перехвата ключа по дороге.}

^{При использовании шифра с открытым ключом один ключ (открытый ключ, public key) используется для шифрования сообщения, а другой ключ (закрытый ключ, private key) — это единственный ключ, который может расшифровать сообщение. Кто угодно, имея ключ, может зашифровать сообщение, расшифровать которое может только конкретный пользователь. Безопасные шифры с открытым ключом страдают от одной пробле­мы — они медленны, гораздо медленнее, чем симметричные шифры. Работа хорошего шифра с открытым ключом может отнять в 1000 раз больше времени для зашифровки одного и того же количества данных, чем у хорошего симметричного шифра.}

^{Хотя системы открытого/закрытого ключа гораздо медленнее сим­метричных систем, они четко решают проблему, от которой страдали симметричные криптосистемы. Когда двум людям (или устройствам) нужно установить безопасный канал для передачи данных, один из них может просто взять секретный ключ и зашифровать этот секретный ключ при помощи открытого ключа другой стороны. Зашифрованный ключ затем отправляется другому участнику коммуникации, и даже если этот ключ будет перехвачен, только другой участник сможет расшифровать секретный ключ при помощи своего закрытого клю­ча. Коммуникация между двумя сторонами затем может продолжать­ся с использованием симметричного шифра и этого секретного ключа. Система, которая использует как симметричное шифрование, так и шифрование с открытым ключом, называется гибридной криптосисте­мой (hybrid cryptosystem).}

^{3.2. Применение шифрования}