Кафедра теории и истории государства и права, уголовного права

КАФЕДРА ТЕОРИИ И ИСТОРИИ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА, УГОЛОВНОГО ПРАВА

РЕФЕРАТ
по дисциплине
«Информатика и математика»

на тему:

«Защита электронной почты в Интернет»

Автор работы:

студент ЮЗ-16-1 курса

заочной формы обучения

Ф.И.О. Кот Елизавета Романовна

Подпись___________________

Руководитель работы:

Канд. пед. наук, доцент

Ф.И.О. Клейменова Евгения Викторовна

Оценка_______________________

Подпись_______________________

Липецк – 2017

Содержание

Введение

Способы защиты потока данных в Web

Защита на уровне приложений

2. 1. Система PGP

2. 2. Система S/MIME

Протоколы SSL и TLS

3. 1. Архитектура SSL

3. 2. Протокол записи SSL

3. 3. Протокол изменения параметров шифрования3. 4. Протокол извещения

3. 5. Протокол квитирования3. 6. Создание главного секретного ключа

3. 7. Генерирование криптографических параметров

Заключение

Список литературы

Введение

Большинство проблем, с которыми сталкиваются пользователи электронной почты (спам, вирусы, разнообразные атаки на конфиденциальность писем и т. д.), связано с недостаточной защитой современных почтовых систем.

С этими проблемами приходится иметь дело и пользователям общедоступных публичных систем, и организациям. Практика показывает, что одномоментное решение проблемы защиты электронной почты невозможно. Спамеры, создатели и распространители вирусов, хакеры изобретательны, и уровень защиты электронной почты, вполне удовлетворительный вчера, сегодня может оказаться недостаточным. Для того чтобы защита электронной почты была на максимально возможном уровне, а достижение этого уровня не требовало чрезмерных усилий и затрат, необходим систематический и комплексный, с учетом всех угроз, подход к решению данной проблемы.

Предпосылки некоторых проблем, связанных непосредственно с конфиденциальностью почтовых сообщений, закладывались при возникновении электронной почты три десятилетия назад. Во многом они не разрешены до сих пор.

· Ни один из стандартных почтовых протоколов (SMTP, POP3, IMAP4) не включает механизмов защиты, которые гарантировали бы конфиденциальность переписки.

· Отсутствие надежной защиты протоколов позволяет создавать письма с фальшивыми адресами. Нельзя быть уверенным на 100% в том, кто является действительным автором письма.

· Электронные письма легко изменить. Стандартное письмо не содержит средств проверки собственной целостности и при передаче через множество серверов, может быть прочитано и изменено; электронное письмо похоже сегодня на открытку.

· Обычно в работе электронной почты нет гарантий доставки письма. Несмотря на наличие возможности получить сообщение о доставке, часто это означает лишь, что сообщение дошло до почтового сервера получателя (но не обязательно до самого адресата).

Приведём краткий пример данных средств и методов:

1–ый способ. Использование снифферов. Сниффер - представляют собой программы, перехватывающие все сетевые пакеты, передающиеся через определенный узел. Снифферы используются в сетях на вполне законном основании для диагностики неисправностей и анализа потока передаваемых данных. Ввиду того, что некоторые сетевые приложения, в частности почтовые, передают данные в текстовом формате (SMTP, POP3 и др.), с помощью сниффера можно узнать текст письма, имена пользователей и пароли.

2-ой способ. IP-спуфинг (spoofing) - возможен, когда злоумышленник, находящийся внутри организации или вне ее выдает себя за санкционированного пользователя. Атаки IP-спуфинга часто являются отправной точкой для других атак, например, DoS (Denial of Service – «отказ в обслуживании»). Обычно IP-спуфинг ограничивается вставкой ложной информации или вредоносных команд в обычный поток передаваемых по сети данных. Это происходит в случае, если главная задача состоит в получении важного файла. Однако злоумышленник, поменяв таблицы маршрутизации данных и направив трафик на ложный IP-адрес, может восприниматься системой как санкционированный пользователь и, следовательно, иметь доступ к файлам, приложениям, и в том числе к электронной почте.

3-й способ – получение пароля на почту. Атаки для получения паролей можно проводить с помощью целого ряда методов, и хотя входное имя и пароль можно получить при помощи IP-спуфинга и перехвата пакетов, их часто пытаются подобрать путем простого перебора с помощью специальной программы.

4-й способ нарушения конфиденциальности - Man-in-the-Middle («человек в середине») - состоит в перехвате всех пакетов, передаваемых по маршруту от провайдера в любую другую часть Сети. Подобные атаки с использованием снифферов пакетов, транспортных протоколов и протоколов маршрутизации проводятся с целью перехвата информации, получения доступа к частным сетевым ресурсам, искажения передаваемых данных. Они вполне могут использоваться для перехвата сообщений электронной почты и их изменений, а также для перехвата паролей и имен пользователей.

5-й способ. Атаки на уровне приложений используют хорошо известные слабости серверного программного обеспечения (sendmail, HTTP, FTP). Можно, например, получить доступ к компьютеру от имени пользователя, работающего с приложением той же электронной почты.

Для защиты сетевой инфраструктуры необходимо использовать:

1. Прежде всего сильные средства аутентификации, например, технология двухфакторной аутентификации.

2. Эффективное построение и администрирование сети. Речь идет о построении коммутируемой инфраструктуры, мерах контроля доступа и фильтрации исходящего трафика, закрытии «дыр» в программном обеспечении с помощью модулей «заплаток» и регулярном его обновлении, установке антивирусных программ и многом ином.

3. Криптография, которая не предотвращает перехвата информации и не распознает работу программ для этой цели, но делает эту работу бесполезной. Криптография также помогает от IP-спуфинга, если используется при аутентификации.

Защита на уровне приложений

Система PGP

 

Сервис PGP, если не рассматривать управление ключами, складывается из пяти функций: аутентификация, конфиденциальности, сжатия, совместимости на уровне электронной почты и сегментации.

Рассмотрим краткую характеристику функций PGP.

 

Обозначения:

Ка – сеансовый ключ, используемый в схеме традиционного шифрования,

KRа – личный ключ А, используемый в схеме шифрования с открытым ключом,

KUа – открытый ключ А, используемый в схеме шифрования с открытым ключом,

EP – шифрование в схеме с открытым ключом,

DP – дешифрование в схеме с открытым ключом,

EC – шифрование в схеме традиционного шифрования,

DC – дешифрование в схеме традиционного шифрования,

H – функция хэширования,

|| – конкатенация,

Z – сжатие с помощью алгоритма zip,

R64 – преобразование в формат radix-64 ASCII.

Шаги:

1. Отправитель создает сообщение.

2. Используется алгоритм SHA-1, в результате чего получается 160-битовый хэш-вектор сообщения

3. Полученный хэш-вектор шифруется с помощью алгоритма RSA c использованием личного ключа отправителя, и результат добавляется в начало сообщения.

4. Получатель использует RSA с открытым ключом отправителя, чтобы дешифровать и восстановить хэш-код.

5. Получатель генерирует новый хэш-код полученного сообщения и сравнивает его с дешифрованным хэш-кодом. Если хэш-коды совпадают, сообщение считается подлинным.

Схема шифрования сообщения.

Шаги:

1. Отправитель генерирует сообщение и случайное 128-битовое число, которое выступает в качестве сеансового ключа только для этого сообщения.

2. Сообщение шифруется с помощью алгоритма CAST-128 (или IDEA, или 3DES) и данного сеансового ключа.

3. Сеансовый ключ шифруется с помощью алгоритма RSA

и открытого ключа получателя и присоединятся к началу сообщения.

4. Получатель использует RSA c личным ключом, чтобы дешифровать и тем самым восстановить сеансовый ключ.

5. Сеансовый ключ применяется для дешифрования сообщения.

Схема использования обоих служб (подписи сообщения с помощью личного ключа и его шифровки с помощью сеансового ключа).

Отправитель сообщения:

1. Для сообщения генерируется подпись (хэш-вектор, зашифрованный личным ключом отправителя объединяется с открытым текстом сообщения).

2. Подпись и открытый текст сообщения сжимаются zip-ом

3. Сжатый открытый текст сообщения и подпись шифруются с помощью алгоритма CAST -128 (или IDEA, или 3DES), а сеансовый ключ шифруется с помощью RSA (или алгоритма Эль-Гамаля) при этом используется открытый ключ получателя.

Получатель сообщения

1. Cеансовый ключ дешифруется с помощью личного ключа получателя.

2. С помощью полученного сеансового ключа дешифрует сообщение

3. Распаковка сообщения

4. Открытым ключом отправителя дешифрует хэш-вектор и генерирует новый хэш-вектор.

5. Сравнивает их. Если совпадают à сообщение не было изменено.

Идентификаторы ключей.

Так как получатель сообщения имеет возможность получать зашифрованные и подписанные сообщения от многих участников переписки, следовательно он должен иметь несколько пар личный/открытый ключей. Для того, чтобы получателю определить какой личный ключ (алгоритма RSA) надо использовать для расшифровки сеансового ключа (алгоритма CAST-128) он получает идентификатор открытого ключа (вместо самого ключа пересылается его идентификатор, так как сам открытый ключ для RSA может иметь длину в сотни десятичных разрядов). Идентификатор, связываемый с каждым открытым ключом, размещается в младших 64 разрядах ключа.

Идентификатор ключа требуется и для цифровой подписи PGP. Из-за того что отправитель может воспользоваться одним из нескольких личных ключей для шифрования профиля сообщения, получатель должен знать, какой открытый ключ ему следует использовать. Поэтому раздел цифровой подписи сообщения включает 64-битовый идентификатор соответствующего открытого ключа. При получении сообщения получатель проверяет, что идентификатор соответствует известному ему открытому ключу отправителя, а затем продолжает проверку подписи.

Формат передаваемого сообщения.

ERUb – шифрование с использованием личного ключа пользователя B

EKRa – шифрование с использованием открытого ключа пользователя А

EКs – шифрование с использованием сеансового ключа

ZIP – функция сжатия ZIP

R64 – функция преобразования в формат radix-64.

Компонент подписи включает следующие элементы:

1. Метка даты-времени. Время создания подписи

2. Профиль сообщения. 160-битоавый профиль сообщения, созданный с помощью SHA-1 и шифрованный с использованием личного ключа подписи отправителя (KRа). Профиль вычисляется для метки даты-времени подписи, связанной конкатенацией с порцией данных компонента сообщения. Включение метки даты-времени подписи в профиль обеспечивает защиту от атак воспроизведения сообщения. Исключение имени файла и метки даты-времени компонента сообщения гарантирует, что отделённая подпись будет в точности совпадать с подписью, добавляемой в префикс сообщения. Отделенные подписи вычисляются для файла, в котором нет никаких полей заголовка сообщения.

3. Ведущие два октета профиля сообщения. Чтобы обеспечить получателю возможность определить, соответствующий ли открытый ключ использовался для шифрования профиля сообщения с целью аутентификации, проводится сравнение этих двух октетов открытого текста исходного профиля с первыми двумя октетами дешифрованного профиля. Эти октеты также служат 16-битовой последовательностью, используемой для проверки сообщения.

4. Идентификатор открытого ключа отправителя. Идентифицирует открытый ключ, который должен служить для дешифрования профиля сообщения и, следовательно, идентифицирует личный ключ, использовавшийся для шифрования профиля сообщения.

Компонент сообщения и необязательный компонент подписи могут быть сжаты с помощью ZIP и могут быть зашифрованы с использованием сеансового ключа.

Компонент сеансового ключа включает сеансовый ключ и идентификатор открытого ключа получателя, который использовался отправителем для шифрования данного сеансового ключа.

Весь блок обычно переводиться в формат radix-64. Перевод в формат radix-64 используется для совместимости на уровне электронной почты. Сервис аутентификации предполагает, что мы шифруем только профиль сообщения (цифровая подпись), сервис конфиденциальности предполагает, что мы шифруем само сообщение (сеансовым ключом) и подпись (при наличии последней), таким образом часть или весь выходной блок сообщения представляет собой поток произвольных 8-битовых байтов. Однако многие системы электронной почты позволяют использовать только блоки, состоящие из символов текста ASCII. Чтобы удовлетворить такому ограничению, PGP обеспечивает сервис конвертирования сырого 8-битового двоичного потока в поток печатаемых символов ASCII. Для этого используется схема конвертирования radix-64.

 

Система S/MIME

Система S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extension – защищённые многоцелевые расширения электронной почты) является усовершенствованием с точки зрения защиты стандарта формата MIME электронной почты в Internet, базирующимся на использовании технологии RSA Data Security.Существуют основания полагать, что S/MIME станет стандартом коммерческого и промышленного использования, в то время как PGP останется альтернативой для защиты личной электронной почты большинства индивидуальных пользователей.

Стандарт MIME является расширением базового стандарта RFC 822, призванным решить некоторые проблемы и преодолеть ограничения протокола SMTP или некоторого другого протокола передачи почты, и RFC 822.

Ограничениями протокола SMTP, которые решает MIME являются:

1. SMTP не позволяет передавать исполняемые файлы и другие объекты в двоичном формате. Существует ряд схем преобразования двоичных файлов в текстовые (к ним относятся Uuencode/Uudecode для UNIX), которые затем могут быть использованы различными почтовыми системами SMTP/ Однако ни одна из таких схем не является стандартом.

2. SMTP не позволяет предавать текстовые данные, включающие символы национальных языков.

3. Шлюзы SMTP, выполняющие трансляцию кодов ASCII в коды EBCDIC и обратно, могут иметь разные таблицы перевода, что выливается в проблемы трансляции.

Исходя из этих недостатков технические спецификации MIME включают следующие элементы:

1. Определяется пять новых полей заголовка сообщения, которые могут включаться в заготовок RFC 822. Эти поля несут в себе информацию о теле сообщения.

2. Определяется несколько форматов содержимого, задающих стандарты представления документов мультимедиа в сообщениях электронной почты.

3. Определяются стандарты кодировок передаваемых данных, позволяющие защитить содержимое сообщения от изменения при осуществлении почтовыми системами преобразования передаваемых данных из одного формата в другой.

Стандарт MIME определяет пять полей заголовка сообщения, любые или все из которых могут включаться в заголовок RFC 822:

MIME-Version (версия MIME). Соответствующий параметр должен иметь значение 1.0. Это поле указывает, что сообщение соответствует стандартам RFC 2045 и 2046.

Content-Type (тип содержимого). Описывает данные, помещённые в тело сообщения, достаточно подробно для того, чтобы агент получателя смог выбрать соответствующий агент или механизм, позволяющий представить полученные данные пользователю или обработать их каким-то иным соответствующим образом.

Content-Transfer-Encoding (кодировка передаваемого содержания). Указывается тип преобразования, использовавшегося для того, чтобы представить тело сообщения в виде, приемлемом для пересылки почтой.

Сontent-ID (идентификатор содержимого). Служит для того, чтобы уникальным образом идентифицировать объекты MIME среди множества контекстов.

Content-description (описание содержимого). Текстовые описания объекта в теле сообщения; полезно тогда, когда объект имеет форму, недоступную для прочтения (например, звуковые данные).

Любая реализация, как минимум, должна поддерживать обработку полей MIME-Version, Content-Type и Сontent-Transfer-Encoding.

В S/MIME защита объекта MIME обеспечивается подписью, шифрованием или и тем, и другим одновременно. Объектом MIME может быть как всё сообщение (за исключением его заголовков RFC 822) или, в случае многокомпонентного содержимого MIME, одно или несколько частей сообщения. Объект MIME готовится в соответствии с обычными правилами подготовки сообщений MIME. Затем объект MIME вместе с некоторыми связанными с ним данными защиты (например, идентификаторами алгоритма и сертификатов) обрабатывается S/MIME, чтобы в результате получить то, что обычно называют объектом PKCS (Public-Key Cryptography Specification – спецификация криптографии с открытым ключом). С объектом PKCS затем обращаются как с содержимым сообщения, которое упаковывают в MIME (добавляя соответствующие заголовки MIME).

Помимо типов содержимого стандарта MIME, в стандарте S/MIME используются ряд новых типов содержимого, перечисленные в таблице. Все эти типы содержимого используют обозначения PKCS, опубликованные RSA Laboratories и доступные для S/MIME.

Протоколы SSL и TLS

Архитектура SSL

 

Протокол SSL призван обеспечить возможность надежной защиты сквозной передачи данных с использованием протокола TCP. SSL пред­ставляет собой не один протокол, а два уровня протоколов. Протокол записи SSL (SSL Record Protocol) обеспечивает базовый набор средств защиты, применяемых протоколами более высоких уровней. Эти средства, в частности, может использовать протокол передачи гипертекстовых файлов (HTTP), призванный обеспечить обмен данными при взаимодействии клиентов и серверов Web. Частью SSL считаются и три протокола более высокого уровня: протокол квитирования установления связи (Handshake Protocol), протокол из­менения параметров шифрования (Change Cipher Spec Protocol) и протокол из­вещения (Alert Protocol). Эти протоколы служат для управления обменом дан­ными SSL.

Протокол квитирования SSL	Протокол изменения параметров шифрования SSL	Протокол извещения SSL	FTP, SMTP, HTTP.
Протокол записи SSL
TCP
IP

Стек протоколов SSL.

Между любой парой обменивающихся информацией сторон (например, приложе­ний типа HTTP клиента и сервера) можно установить много защищенных соедине­ний. Теоретически между сторонами можно установить и несколько одновременно существующих сеансов, но на практике такая возможность не используется.

Соединение (connection) — транспорт, обеспечивающий сервис некоторого подходящего типа (SMTP, HTTP и т.д.) Каждое соединение ассоции­руется только с одним сеансом.

Сеанс (session). Сеанс SSL — это связь между клиентом и сервером. Сеан­сы создаются протоколом квитирования SSL (SSL Handshake Protocol). Се­анс определяет набор параметров криптографической защиты, которые мо­гут использоваться несколькими соединениями. Сеансы позволяют избе­жать необходимости ведения переговоров об установлении параметров защиты для каждого нового соединения.

 

Протокол записи SSL

Протокол записи SSL (SSL Record Protocol) обеспечивает поддержку двух сле­дующих сервисов для соединений SSL.

• Конфиденциальность. Протокол квитирования SSL (SSL Handshake Protocol) определяет общий для клиента и сервера секретный ключ, ис­пользуемый алгоритмом традиционной схемы для шифрования данных, передаваемых по протоколу SSL.

• Целостность сообщений. Помимо обеспечения конфиденциальности, протокол квитирования SSL определяет общий секретный ключ для вычисления значе­ний MAC (Message Authentication Code — код аутентичности сообщения).

Порядок отправки данных:

1. Этот про­токол, получив сообщение для пересылки другой стороне, сначала фрагментирует данные, разбивая их на блоки подходящего размера;

2. При необходимости вы­полняет сжатие данных;

3. Применяет алгоритм вычисления MAC;

4. Шифрует дан­ные (MAC +сжатое сообщение);

5. Добавляет заголовок

6. Передает полученные пакеты сегменту TCP.

При принятии данных: данные дешифруются, проверяются, восстанавливаются, собираются вновь и передаются приложениям более высокого уровня.

При вычислении кода аутентичности сообщения используется специальная схема вычисления MAC, в которой используется алгоритм хэширования MD5 или SHA-1.

Сжатое сообщение вместе с добавленным к нему значением MAC шифруется.

Используемые алгоритмы шифрования:

Блочное шифрование	Поточное шифрование
Алгоритм	Размер ключа	Алгоритм	Размер ключа
IDEA		RC4-40
RC2-40		RC4-128
DES-40
DES
3DES
Fortezza

В случае применения алгоритмов поточного шифрования шифруются только сжатое сообщение и добавленное к нему значение MAC.

При использовании алгоритмов блочного шифрования после значения MAC можно добавлять заполнитель. Заполнитель состоит из некоторого числа байтов заполнителя, за которыми следует 1-байтовое значение, указывающее длину за­полнителя. Для общей длины заполнителя выбирается наименьшее из значений, при котором общая длина последовательности данных, подлежащих шифрова­нию (открытый текст + MAC + заполнитель), будет кратна длине блока шифра.

Завершающим шагом в работе протокола записи SSL является создание заго­ловка, состоящего из следующих полей.

• Тип содержимого (8 битов). Определяет протокол лежащего выше уровня, с помощью которого должен обрабатываться данный фрагмент.

• Главный номер версии (8 битов). Указывает главный номер версии ис­пользуемого протокола SSL. Для SSLv3 это поле содержит значение 3.

• Дополнительный номер версии (8 битов). Указывает дополнительный номер версии применяемого протокола SSL. Для SSLv3 это поле содержит значение 0.

• Длина сжатого фрагмента (16 битов). Длина в байтах данного фрагмента открытого текста (или сжатого фрагмента при сжатии). Максимально до­пустимое значение равно 2^14 + 2048.

Для типа содержимого определены значения change_cipher_spec, alert, handshake и application_data. Первые три значения обозначают протоколы стека SSL.

Протокол извещения

Протокол извещения (Alert Protocol) предназначен для передачи другой уча­ствующей в обмене данными стороне извещений, касающихся работы SSL. Как и данные любого другого приложения, использующего SSL, сообщения протокола извещения точно так же сжимаются и шифруются в соответствии с параметрами текущего состояния.

Сообщение, генерируемое данным протоколом состоит из 2-х байтов: первый байт - значение, обозначающее уровень предупреждения или уровень неустранимой ошибки, второй байт – код, обозначающий конкретный смысл извещения. Если в первом байте указан уровень неустранимой ошибки, то протокол SSL разрывает соединение, другие соединения могут продолжать существовать, но нового соединения для данного сеанса создать уже будет невозможно.

В протоколе извещения существует 5 извещений, указывающих на неустранимую ошибку и 7 извещений не указывающих на неустранимую ошибку.

Протокол квитирования

Этот протокол позволяет серверу и клиенту выполнить взаимную аутентификацию, а также согласовать алгоритмы шифрования, вы­числения MAC и криптографические ключи, которые будут служить для защиты данных, пересылаемых в записи SSL. Протокол квитирования должен использо­ваться до начала пересылки данных прикладных программ.

В случае с протоколом квитирования генерируется несколько сообщений, ко­торыми обмениваются клиент и сервер. Любое такое сообщение содержит три следующих поля.

• Тип (1 байт). Указывает один из 10 допустимых типов сообщения.

• Длина (3 байта). Длина сообщения в байтах.

• Содержимое (> 1 байта). Параметры, связываемые с сообщением данного типа.

В содержимом может находится несколько полей, в каждом из которых находятся элементы.

может передать сертификат, сообщение обмена ключами и запрос сертификата. Сервер сигнализирует об окончании фазы приветственного сообщения.

Клиент передаёт сертификат, если он был запрошен. Клиент передает сообщение обмена ключами. Клиент может передать сообщение верификации сертификата.

Смена комплекта шифров и завершение работы протокола квитирования

1-ый этап – определение характеристик защиты.

Процесс инициируется клиентом, который передаёт сообщение серверу client_hello, сервер отвечает сообщением server_hello с выбранными параметрами, которые доступны клиенту.

Тип сообщения: client-hello.

Название поля	Характеристика поля
Версия	Наивысший номер версии SSL, поддерживаемый клиентом.
Случайное значение	Генерируемая клиентом случайная структура, содер­жащая 32-битовую метку даты/времени и 28 байтов, полученных с помо­щью защищенного генератора случайных чисел. Эти значения используют­ся в качестве оказий во время обмена ключами с целью защиты от атак воспроизведения.
Комплект шифров	Список, содержащий наборы криптографических алго­ритмов, поддерживаемых клиентом, перечисленные в порядке убывания их приоритета. Каждый элемент списка (каждый комплект шифров) опре­деляет алгоритм обмена ключами для схем традиционного шифрования, вычислений значений MAC и другие параметры шифрования. Сервер в server_hello должен определить какой-либо комплект шифров.
Метод сжатия	Список методов сжатия, поддерживаемых клиентом. Сервер в server_hello должен определить метод сжатии из доступных по списку.
Идентификатор сеанса	Идентификатор переменной длины для данного се­анса. Ненулевое значение говорит о намерении клиента обновить парамет­ры имеющегося соединения или создать новое соединение в рамках того же сеанса. Нулевое значение вводится тогда, когда клиент намерен создать новое соединение в новом сеансе.

2-й этап – Аутентификация сервера и обмен ключами сервера.

Данный этап начинается с отправки сервером его сертификата, если требуется аутентификация сервера. Сообщение certificate (сертификат) требуется для любого из предлагаемых методов обмена ключами, кроме анонимного мето­да Диффи-Хеллмана. При использовании метода Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами это сообщение сертификации (certificate) выполняет функции сообщения обмена ключами (server_key_exchange), поскольку в нем содержатся предлагаемые сервером открытые параметры алгоритма Диффи-Хеллмана.[3]

Затем при необходимости может быть отправлено сообщение server_key_exchange (обмен ключами сервера). Отправка такого сообщения не требуется в двух случаях: (1) когда сервер отправил сертификат для метода Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами или (2) когда предлагается использовать схему обмена ключами RSA. Сообщение server_key_exchange необ­ходимо в случаях, когда используются следующие схемы.

• Анонимный метод Диффи-Хеллмана.

• Метод Диффи-Хеллмана с одноразовыми параметрами. Сообщение содер­жит такие же три параметра, как и в случае анонимного метода Диффи-Хеллмана, и еще подпись для этих параметров.

• Обмен ключами по схеме RSA, когда использующий RSA сервер имеет ключ RSA только для подписи.

• Fortezza.

После этого неанонимный сервер (т.е. сервер, не использующий анонимный метод Диффи-Хеллмана) может запросить сертификат клиента. Сообщение certificate_request (запрос сертификата) включает два параметра: certificate_type (тип сертификата, указывающий на применяемый алгоритм шифрования с открытым ключом) и certificate_authorities (центры сертификации). Центры сертификации - список имен до­пустимых центров сертификации.

Последним (и единственным обязательным) сообщением второго этапа явля­ется сообщение server_done, которым сервер извещает о завер­шении фазы приветствия сервера ввиду отправки им всех соответствующих со­общений. Это сообщение не имеет параметров. После отправки этого сообщения сервер переходит в режим ожидания ответа клиента.

3-й этап - Аутентификация клиента и обмен ключами клиента.

Получив сообщение server_done, клиент должен убедиться в том, что сервер предоставил действительный сертификат (если это требуется) и что параметры сообщения server_hello являются приемлемыми. Если проверка завершается ус­пешно, клиент оправляет серверу следующие сообщения.

1. Если сервер запросил сертификат, клиент начинает данный этап с отправки серверу сообщения certificate. Если у клиента подходящего сертификата нет, клиент отправляет вместо него уведомление no_certificate (нет сертификата).

2. Следующим идет сообщение client_key_exchange (обмен ключами клиента), Содержимое этого сообщения зависит от выбранного метода обмена ключами и может быть следующим.

• RSA. Клиент генерирует 48-байтовый предварительный главный ключ и шифрует его с помощью открытого ключа из сертификата сервера или с помощью временного ключа RSA из сообщения server_key_exchange. Этот предварительный ключ позволяет вычислить главный ключ.

• Метод Диффи-Хеллмана с одноразовыми параметрами, или анонимный метод Диффи-Хеллмана. Отправляются открытые параметры клиента для метода Диффи-Хеллмана.

• Метод Диффи-Хеллмана с фиксированными параметрами. В данном слу­чае открытые параметры клиента для метода Диффи-Хеллмана уже были отправлены в сообщении certificate, поэтому содержимое данного сообще­ния оказывается пустым.

• Fortezza. Отправляются параметры клиента для алгоритма Fortezza.

В завершение данного этапа клиент может отправить сообщение certificate_verify (проверка сертификата), чтобы обеспечить средства прямой ве­рификации сертификата клиента. Это сообщение отправляется вслед за сертифи­катом клиента, поддерживающим подпись (т.е. вслед за любым сертификатом клиента, кроме тех, которые содержат параметры Диффи-Хеллмана с фиксиро­ванными параметрами). Сообщение включает подпись хэш-кода предыдущего со­общения.

4-ый этап – завершение создания защищённого соединения.

Клиент отправляет сообщение change_cipher_spec (изменение параметров шифрования) и копирует параметры шифрования из поля "комплект шифров" состояния ожидания в поле текущего состоя­ния. Обратите внимание на то, что это сообщение не считается частью протокола квитирования, а отсылается в рамках протокола изменения параметров шифро­вания (Change Cipher Spec Protocol). В ответ клиент немедленно отправляет со­общение finished, шифрованное новым алгоритмом с новыми ключами и секрет­ными значениями. Сообщение finished подтверждает, что процессы обмена клю­чами и аутентификации завершились успешно. Содержимое сообщения finished представляет собой результат конкатенации следующих двух значений хэш-кода.

MD5 (master_secret || pad_2 || MD5 (handshake_messages || Sender || master_secret || pad_l)),

SHA (master_secret || pad_2 || SHA (handshake_messages || Sender || master_secret || pad_l)),

где Sender - код, указывающий на то, что отправителем является кли­ент,

handshake_messages - все данные сообщений квитирования, за исключением данного сообщения.

master_secret – совместно применяемый главный секретный ключ, представляет собой однократно используемое 48-байтовое занчение (384 бита), генерируемое для данного сеанса в ходе защищённого обмена данными.

В ответ на эти два сообщения сервер посылает свое сообщение change_cipher_spec, переводит параметры шифрования состояния ожидания в те­кущее состояние и посылает свое сообщение finished. На этом процесс квитиро­вания завершается, и теперь клиент и сервер могут начать обмен данными на уровне приложения.[4]

 

Заключение

 

Исходя из рассмотренных уровней защиты потока данных в Web и архитектуры построения сети на основе стека TCP/IP был произведён обзор стандартов, существующих в настоящее время и обеспечивающих надёжную передачу данных (по e-mail), если используемое нами программное и аппаратное обеспечение поддерживает комплекс требований, изложенных в этих стандартах.

Итак, рекомендуемые меры и средства для защиты электронной переписки:

1. Сильные средства аутентификации, например, технология двухфакторной аутентификации.

2. Эффективное построение и администрирование сети. Речь идет о построении коммутируемой инфраструктуры, мерах контроля доступа и фильтрации исходящего трафика, закрытии «дыр» в программном обеспечении с помощью модулей- «заплаток» и регулярном его обновлении, установке антивирусных программ и многом ином.

3. Криптографию, основанную на сильных криптоалгоритмах (Симметричные - RC4, RC5, CAST, DES, AES, оптимальная длина ключа которых = 128 разрядов, ассиметричные - RSA, Diffie-Hellman и El-Gamal, оптимальная длина которых 2048 разряда.

4. Если криптографический алгоритм, используемый в системе достаточно стоек, а генератор случайных чисел, используемый для создания ключей, никуда не годится, любой достаточно опытный криптоаналитик в первую очередь обратит своё внимание именно на него.

5. Если удалось улучшить генератор, но ячейки компьютера не защищены, после того как в них побывал сгенерированный ключ, грош цена такой безопасности.

6. Следует учитывать, что большинство сбоев в обеспечении информационной безопасности происходит не из-за найденных слабостей в криптографических алгоритмах и протоколах, а из-за вопиющих оплошностей в их реализации.

7. Данная мера, которая в основном используется для усиления защиты электронных коммерческих операций, может быть реализована и для защиты обычной e-mail. Это построение многоуровневой эшелонированной системы обороны, которая заключается в реализации защиты на нескольких уровнях модели OSI. Например, если какие-то приложения Web имеют встроенные протоколы защиты данных (для e-mail это могут быть PGP или S/MIME), использование IPSec позволяет усилить эту защиту.

8. Надо отметить, что SSL защищает письма только при передаче и если не используются другие средства криптозащиты, то письма при хранении в почтовых ящиках и на промежуточных серверах находятся в открытом виде.

В этом случае надо использовать средства шифрования прикладного уровня (S/MIME) или сеансового уровня (IPSec), на котором реализуется шифрование всего пакета IP (или TCP в зависимости от режима).

Список литературы:

 

1. Вильям Столингс, Криптография и защита сетей: принципы и практика, 2-е издание: пер. с английского – М,: Издательский дом «Вильямс», 2001.

2. Материалы электронной библиотеки InfoCity. (wwwcity)

3. Материалы сервера www.citforum

4. Леонтьев, В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2001 [Текст] / В. П. Леонтьев. - М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2001. - 847 с. - ISBN 5-224-01995-8.

5. Голицина,О.Л. Основы алгоритмизации и программирования [Текст]: учеб.пособие / О.Л. Голицина, И.И. Попов. - М.: ИНФРА-М,2002г. - 432с.-ISBN5-16-000992-2.

 

 

 

[1] Вильям Столингс, Криптография и защита сетей: принципы и практика, 2-е издание: пер. с английского – М,: Издательский дом «Вильямс», 2001

[2] Леонтьев, В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2001 [Текст] / В. П. Леонтьев. - М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2001. - 847 с. - ISBN 5-224-01995-8.

 

[3] Голицина,О.Л. Основы алгоритмизации и программирования [Текст]: учеб.пособие / О.Л. Голицина, И.И. Попов. - М.: ИНФРА-М,2002г. - 432с.-ISBN5-