Односторонние функции шифрования.

Во многих базовых технологиях безопасности используется еще один прием шифрования – шифрование с помощью односторонней функции (one-wayfunction), называемой также хэш-функцией (hashfunction), или дайджест - функцией (digestfunction).

Эта функция, примененная к шифруемым данным, дает в результате значение (дайджест), состоящее из фиксированного небольшого числа байт (рис. 5 а). Дайджест передается вместе с исходным сообщением. Получатель сообщения, зная, какая односторонняя функция шифрования (ОФШ) была применена для получения дайджеста, заново вычисляет его, используя незашифрованную часть сообщения. Если значения полученного и вычисленного дайджестов совпадают, то значит, содержимое сообщения не было подвергнуто никаким изменениям. Знание дайджеста не дает возможности восстановить исходное сообщение, но зато позволяет проверить целостность данных.

Дайджест является своего рода контрольной суммой для исходного сообщения. Однако имеется и существенное отличие. Использование контрольной суммы является средством проверки целостности передаваемых сообщений по ненадежным линиям связи. Это средство не направлено на борьбу со злоумышленниками, которым в такой ситуации ничто не мешает подменить сообщение, добавив к нему новое значение контрольной суммы. Получатель в таком случае не заметит никакой подмены.

В отличие от контрольной суммы при вычислении дайджеста требуются секретные ключи. В случае если для получения дайджеста использовалась односторонняя функция с параметром, который известен только отправителю и получателю, любая модификация исходного сообщения будет немедленно обнаружена.

Рис 5. (а, б) Односторонние функции шифрования.

На рис. 5,б показан другой вариант использования односторонней функции шифрования для обеспечения целостности данных. В данном случае односторонняя функция не имеет параметра-ключа, но зато применяется не просто к сообщению, а к сообщению, дополненному секретным ключом. Получатель, извлекая исходное сообщение, так же дополняет его тем же известным ему секретным ключом, после чего применяет к полученным данным одностороннюю функцию. Результат вычислений сравнивается с полученным по сети дайджестом.

● по дайджесту, вычисленному с помощью данной функции, невозможно каким либо образом вычислить исходное сообщение;

● должна отсутствовать возможность вычисления двух разных сообщений, для которых с помощью данной функции могли быть вычислены одинаковые дайджесты.

Наиболее популярной в системе безопасности в настоящее время является серия хэш-функции MD2,MD4,MD5. Все они генерируют дайджесты фиксированной длины 16 байт. Адаптированным вариантомMD4 является американский стандартSHA(SecureHashAlgorithm– надежный алгоритм хэширования), длина дайджеста в котором составляет 20 байт. КомпанияIBMподдерживает односторонние функцииMDC2 иMDC4, основанные на алгоритме шифрованияDES.