Шифрование — специфический способ защиты информации

Шифрование информации, хранимой и обрабатываемой в электронном виде, — это нестандартная кодировка данных, исключающая или серьезно затрудняющая возможность их прочтения (получения в открытом виде) без соответствующего программного или аппаратного обеспечения и, как правило, требующая для открытия данных предъявления строго определенного ключа (пароля, карты, отпечатка и т.д.). Шифрование условно объединяет четыре аспекта защиты информации: управление доступом, регистрацию и учет, криптографическую защиту, обеспечение целостности информации. Оно включает в себя непосредственное шифрование информации, электронную подпись и контроль доступа к информации.

Шифрование. Оно направлено на достижение четырех основных целей.

1. Статическая защита информации, хранящейся на жестком диске компьютера или дискетах (шифрование файлов, фрагментов файлов или всего дискового пространства), исключает или серьезно затрудняет доступ к информации лицам, не владеющим паролем (ключом), т. е. защищает данные от постороннего доступа в отсутствие владельца информации. Статическое шифрование применяется в целях информационной безопасности на случай похищения файлов, дискет или компьютеров целиком (жестких дисков компьютеров) и исключения возможности прочтения данных любыми посторонними (не владеющими паролем) лицами. Наиболее продвинутой формой статической защиты информации является прозрачное шифрование (рис. 3.2), при котором данные, попадающие на защищенный диск, автоматически шифруются (кодируются) вне зависимости от природы операции записи, а при считывании с диска в оперативную память автоматически дешифрируются, так что пользователь вообще не ощущает, что находится под неусыпной защитой невидимого стража информации.

2. Разделение прав и контроль доступа к данным. Пользователь может владеть своими личными данными (разными компьютерами, физическими или логическими дисками одного компьютера, просто разными директориями и файлами), не доступными другим пользователям.

3. Защита отправляемых (передаваемых) данных через третьи лица, в том числе по электронной почте или в рамках локальной сети.

4. Идентификация подлинности (аутентификация) и контроль целостности переданных через третьи лица документов.

Шифровальные методы подразделяются на два принципиальных направления:

· симметричные классические методы с секретным ключом, в которых для зашифровки и дешифрации требуется предъявление одного и того же ключа (пароля);

· асимметричные методы с открытым ключом, в которых для зашифровки и дешифрации требуется предъявление двух различных ключей, один из которых объявляется секретным (приватным), а второй — открытым (публичным), причем пара ключей всегда такова, что по публичному невозможно восстановить приватный, и ни один из них не подходит для решения обратной задачи.

Как правило, шифрование производится путем выполнения некоторой математической (или логической) операции (серии операций) над каждым блоком битов исходных данных (так называемая криптографическая обработка). Применяются также методы рассеивания информации, например обыкновенное разделение данных на нетривиально собираемые части, или стеганография, при которой исходные открытые данные размещаются определенным алгоритмом в массиве случайных данных, как бы растворяясь в нем. От произвольной трансформации данных шифрование отличается тем, что выполняемое им преобразование всегда обратимо при наличии симметричного или асимметричного ключа дешифрации.

Идентификация подлинности и контроль целостности основываются на том, что дешифрация данных с определенным ключом возможна только в случае, если они были зашифрованы с соответствующим (тем же или парным) ключом и не подверглись изменению в зашифрованном виде. Таким образом, если в случае симметричного метода обеспечена секретность (уникальность) двух копий одного ключа, а в случае асимметричного метода — секретность (уникальность) одного из пары ключей, успех операции дешифрации данных гарантирует их подлинность и целостность (разумеется, при условии надежности используемого метода и чистоты его программной или аппаратной реализации).

Шифрование — наиболее общий и надежный при достаточном качестве программной или аппаратной системы способ защиты информации, обеспечивающий практически все его аспекты, включая разграничение прав доступа и идентификацию подлинности (электронную подпись). Однако существует два обстоятельства, которые необходимо учитывать при использовании программных средств, реализующих данное направление. Во-первых, любое зашифрованное сообщение в принципе всегда может быть расшифровано (хотя время, затрачиваемое на это, подчас делает результат расшифровки практически бесполезным). Во-вторых, перед непосредственной обработкой информации и выдачей ее пользователю производится расшифровка — при этом информация становится открытой для перехвата.

С точки зрения качества защиты информации шифрование можно условно разделить на «сильное», или «абсолютное», практически не вскрываемое без знания пароля, и «слабое», затрудняющее доступ к данным, но практически (при использовании современных ЭВМ) вскрываемое тем или иным способом за реальное время без знания исходного пароля. Способы вскрытия информации в современных компьютерных сетях включают:

· подбор пароля или рабочего ключа шифрования перебором (brute-force attack);

· угадывание пароля (key-guessing attack);

· подбор или угадывание пароля при известной части пароля;

· взлом собственно алгоритма шифрования.

Вне зависимости от метода шифрования любой шифр является слабым (т. е. вскрываемым за реальное время), если длина пароля недостаточно велика. Приводимые в табл. 3.1 данные показывают время, требуемое на подбор пароля на ЭВМ класса Pentium/200 МГц в зависимости от длины пароля и допустимых при его формировании знаков при вскрытии информации.

Таблица 3.1