Методы оценки моделей и построения математического обеспечения электронной цифровой подписи для электронного документооборота в Социалистической Республике Вьетнам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Нгуен Туан Фонг

• Нгуен Туан Фонг
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нгуен Туан Фонг

Введение.

Глава 1. Электронный документооборот и применение электронной цифровой подписи в защите ЭД.

1.1. Анализ построения систем электронного документооборо га.

1.1.1. Общее понятия электронного документооборота.

1.1.2. Базовые понятия и терминология.

11.3. Основные задачи, решаемые сис темами документооборота.

1.1.4. Проблемы внедрения системы документооборота.

1.2. Основы организации защиты электронных документов в системе электронного докумен гооборота.

1.3. Общие принципы использования ЭЦП в СРВ и постановка задачи исследования.

1.4. Выводы.

Глава 2. Анализ существующих моделей, методы их оценки и построения математического обеспечения Электронной цифровой подписи для видов электронного документооборот Социалистической Республики Вьетнам.

2.1. Математические модели криптосистем с открытым ключом.

2.1.1. Криптосистемы с открытым ключом

2.1.2. Применение криптосистем с открытым ключом.

2.1.3. Условия применения методов криптографии с открытым ключом

2.1.4. Криптоанализ схем шифрования с о гкрытым ключом.

2.2. Функции хэширования.

2.2.1. Определение и свойства.

2.2.2. Хэш-функция SHA-1.

2.2.3. Хэш-функции SHA-2.

2.2.4. Хэш-функция по ГОСТ Р 34.11 - 94.

2.3. Модели электронной цифровой подписи.

2.3.1. Обобщенная модель ЭЦП.

2.3.2. Метод выполнения модели по схеме ЭЦП RSA.

2.3.3. Метод выполнения модели по схеме Эль-Гамаля.

2.3.4. Метод выполнения модели по схеме ЭЦП DSS

2.3.5. Метод выполнения модели ЭЦП, базирующийся на Российском стандарте ЭЦП (ГОСТ Р 34.10 - 94).

2.4. Метод выполнения модели ЭЦП на основе эллиптических кривых.

2.4.1. Эллиптические кривые.

2.4.2. Двоичные векторы.

2.4.3. Математические параметры цифровой подписи.

2.4.4. Основные процессы ЭЦП на основе Эллиптических кривых.

2.5. Метод выполнения модели ЭЦП на основе биометрических данных.

2.5.1. Основные понятия, термины.

2.5.2. Стадартизация и сертификация биометрических техноло! ий.

2.5.3. Разработка метода хранения и использования ключевой информации на основе биометрической аутентификации.

2.5.4. Криптографическая аутентификации с использованием биометрических параметров (личного и открытого ключа).

2.5.5. ЭЦП с применением биометрических данных.

2.6. Выводы.

Глава 3. Область реализации математического обеспечения ЭЦП видов электронного документооборота СРВ.

3.1. Организация системы ЭЦП.

3.2. Роль Удостоверяющих Центров.

3.3. Основные направления и принципы построения системы системы удостоверяющих центров.

3.3.1. Организационные вопросы создания системы УЦ.

3.3.2. Экономические вопросы создания системы УЦ.

3.3.3. Технические вопросы создания системы УЦ.

3.4. Функции удостоверяющего центра.

3.5. Выводы.

Глава 4. Предложения по реализации ЭЦП во Вьетнаме.

4.1. Вопросы использования ЭЦП в оперативной работе организации.

4.2. Действительность ЭЦП в электронном документообороте.

4.3. Предложения по созданию системы Электронной цифровой подписи во Вьетнаме.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы оценки моделей и построения математического обеспечения электронной цифровой подписи для электронного документооборота в Социалистической Республике Вьетнам»

В настоящее время мнение предприятия во Вьетнаме используют различные методы безбумажной обработки и обмена документами. Использование подобных систем позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на оформление сделки и обмен документацией, усовершенствовать и удешевить процедуру подготовки, доставки, учета и хранения документов, построить корпоративную систему обмена документами. Однако при переходе на электронный документооборот встает вопрос авторства документа, достоверности и защиты от искажений [1].

Наиболее удобным средством защиты электронных документов oi искажений, позволяющим при этом однозначно идентифицировать отправителя, сообщения, является электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Постановка задачи

Суть цифровой подписи состоит в том, что для гарантированного подтверждения подлинности информации, содержащейся в электронном документе, а также для возможности неопровержимо доказагь третьей стороне (партнеру, арбитру, суду и т. п.), что электронный документ был составлен именно конкретным лицом или по его поручению и именно в том виде, в котором он предъявлен, автору документа предлагается выбрать свое индивидуальное число (называемое обычно индивидуальным ключом, паролем, кодом и т. д.) и каждый раз для "цифрового подписывания" сворачивать (замешивать) этот свой индивидуальный ключ, хранимый в секрете от всех, с содержимым конкретного электронного документа. Результат такого "сворачивания" - другое число - может быть назван цифровой подписью данного автора под данным конкретным документом.

Для практического воплощения этой идеи требовалось найти конкретные и конструктивные ответы на следующие вопросы:

- Как "замесить" содержание документа с индивидуальным ключом пользователя, чтобы они стали неразделимы?

- Как проверить, что содержание подписываемого документа и индивидуальный ключ пользователя подлинные, не зная заранее ни того, ни другого?

- Как обеспечить возможность многократного использования автором одного и того же индивидуального ключа для цифрового подписывания большого числа электронных документов?

- Как гарантировать невозможность восстановления индивидуального ключа пользователя по любому количеству подписанных с его помощью электронных документов?

- Как гарантировать, что положительным результат проверки подлинности цифровой подписи и содержимого электронного документа будет в том и только в юм случае, когда подписывался именно данный документ и именно с помощью данно1 о индивидуального ключа?

- Как обеспечить юридическую полноправность документа с цифровыми подписями, существующею только в электронном виде, без бумажного дубликата или заменителей?

Актуальность работы

Актуальность темы диссертационно1 о исследования определяется развитием электронного документооборота в Социалистической Республике Вьетнам (СРВ) и выполнением разработок по структуре национальной системы ЭЦП при отсутствии требуемого математического обеспечения ЭЦП, осуществляющего аутентификацию, целостность и неотказуемость документов в применяемых видов электронного документооборота.

Для подтверждения подлинности и авторства электронных документов и придания им юридической силы традиционно используются собственноручные подписи лиц, участвующих в создании этих документов. Такой документ, кроме обозначения и наименования соответствующего ему электронного документа, содержит только подписи должностных лиц. Удостоверяющий лист хранится в традиционном бумажном архиве как самостоятельная единица хранения.

Внедрение электронной цифровой подписи для технических документов элеюронного исполнения позволит обходиться без такой «бумажной нагрузки».

Другая практическая задача электронного документооборота состоит в постепенном отказе от бумажной документации. При значительных архивных фондах, накопленных разрабатывающими организациями за долгие годы, это является сложной задачей. Имеющиеся архивные фонды должны быть преобразованы и сохранены в электронном виде. Технические аспекты данной задачи имеют хорошо обоснованные и практически поддерживаемые решения. Процедуры перевода документов в электронный вид достаточно просто реализуются с применением современных цифровых копирующих устройств (фотокамер и сканеров). Качество преобразованных таким образом документов не уступает бумажным оригиналам. Остается решить задачу придания официального юридического статуса преобразованным таким способом элеюронным документам.

Введение бумажного удостоверяющего листа является неприемлемым из-за юго, что практически невозможно (по разным причинам) получить подписи разработчиков исходных бумажных документов. Уже по этой причине задача становится неразрешимой. К этому можно прибавить задачу перевода в электронный вид сводных документов (спецификаций, ведомостей спецификаций и пр.). Необходимость введения в такой сводный документ в виде удостоверяющего листа входящего документа не позволит обойтись одними средствами копирования. Такие документы нужно создавать заново.

Во Вьетнаме внедрение ЭЦП в электронный документооборот позволит решить эту и другие сформулированные выше проблемы, хотя следует заметить, что наиболее сложными являются организационные и психологические аспекты внедрения ЭЦП

Цели работы диссертации.

Построение математического обеспечения элеюронной цифровой подписи для электронного документооборота, применяемых в Социалистической Республике Вьетнам.

Для реализации данной цели требуется:

1) Разработка схемы применения вычисления ЭЦП в электронных документооборотах, с учетом особенности СРВ:

- рассмотрение схемы электронною документооборота;

- разработка основы организации защиты электронных документов в системе электронного документооборота;

- рассмотрение схем ЭЦП на основе алгоритмов RSA, Эль-Гамаля, ГОС Г Р 34.11 - 94, ГОСТ Р 34.10 - 94, ГОСТ Р 34.10 - 2001;

- разработка ЭЦП на основе биометрических данных;

- анализ организационных проблем создания систем Электронной цифровой подписи во Вьетнаме.

2) Разработка организационных аспектов создания систем Электронной цифровой подписи во Вьетнаме:

- рассмотрение структуры национальной системы ЭЦП;

- создание Центрального удостоверяющего органа, который осуществляет техническое управление Национальной Системы ЭЦП;

- схемы правовых взаимоотношений в сфере использования ЭЦП.

Основная решаемая научная задача

Обоснование применения и разработка методов оценки моделей и построения математического обеспечения электронной цифровой подписи для видов электронного документооборота, применяемых в Социалистической Республике Вьетнам.

Методы исследования. В процессе работы были использованы методы теории криптографии с открытом ключом, алгоритмическое обеспечение ЭЦП, методы теории биометрической аутентификации и методология создания удостоверяющих центров.

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационного исследования определяется в том, что в работе впервые применительно к видам электронною документооборота, используемого в Социалистической Республике Вьетнам, были получены методы оценки моделей и построения математического обеспечения электронной цифровой подписи, обеспечивающего выполнение задач аутентификации, целостности и неотказуемости электроных документов.

В частности был получен ряд новых научных результатов, позволяющих применять системы ЭЦП во Вьетнаме:

- на основе анализа алгоритмрв применяющих для ЭЦП: RSA, Эль-Гамаля, ГОСТ Р 34.10-94, ГОСТ Р 34.10-2001 . , исследования особенности математического обеспечения и разработки алгоритмического обеспечения на эллиптических кривых для разработаны прицип использования ЭЦП с учётом особенности Вьетнама;

- разработка приципов и функции удостоверяющих центров;

- построение ЭЦП на основе биометрических данных;

- создание систем Электронной цифровой подписи во Вьетнаме.

Теоретическая значимость

Теоретическая значимость диссертационного исследования определяется возможностью применения разработанных в ней методов оценки моделей и построения математического обеспечения электронной цифровой подписи, не только для используемых в настоящее время в Социалистической Республике Вьетнам видов элеюронного документооборота, но и для новых применяемых видов электронного документооборота.

Научные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения, разработанные и исследованные в данной работе:

1. Методы оценки моделей и построения математическою обеспечения электронной цифровой подписи для электронного документооборота Социалистической Республике Вьетнам.

2. Предложения по используемым технологиям и применению ЭЦП в системах защиты электронных документов в видах электронною документооборота СРВ.

3. Предложения по применению:

- ЭЦП на основе эллиптических кривых;

- ЭЦП с применением биометрических параметров. в видах электронного документооборота СРВ.

4. Предложения по составу функций УЦ и созданию национальной системы ЭЦП во Вьетнам.

Апробация работы

Некоторые из изложенных в диссертации научных результатов работы докладывались:

- на 54, 55 научно-технических конференциях МИРЭА. (Москва - 2005, Москва 2006); на шестой научно-практической коференции «Современные информационные технологии в управлении и образовании». Москва - 2006;

- на VIII научном симпозиуме Вьетнамская научно-техническая ассоциация в РФ. Москва 2006.

Практическая значимость работы

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том. что полученные в ней результаты ориентированы на применеие в национальной системе ЭЦП для используемых видов электронного документооборота в СРВ.

Публикации. По резулыатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ, отражающих основные результаты работы.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Нгуен Туан Фонг

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Проведен анализ методов защиты электронных документооборотов на основе электронной цифровой подписи. Общие принципы использования ЭЦП полностью применимы к технической документации в электронном виде.

2. Выполнено обоснование применения и разрабоша методов оценки моделей и построения математическою обеспечения ЭЦП для видов электронного документооборота во Вьетнаме.

3. С учетом проведенного анализа существующих моделей электронной цифровой подписи для видов электронного документооборота Социалистической Республики Вьетнам на ряде стандартов (RSA, Эль-Гамаля, ГОСТ Р 34.11-94, ГОСТ Р 34.10-94, ГОСТ Р 34.10 - 2001) была предложена общая универсальная схема ЭЦП для применения во Вьетнаме. Даны предложения по используемым технолошям и применению ЭЦП в системах защиты электронных документов в видах электронного документооборота СРВ.

4. Выполнен анализ opi анизационных проблем создания системы ЭЦП: принципы построения и функционирование Удостоверяющего центра.

5. Даны предложения по созданию на основе биометрической аутентификации системы ЭЦП для Вьетнама с применением биометрических параметров, а также ЭЦП на основе эллиптических кривых.

6. Преведена разработка организационных аспектов создания системы Электронной цифровой подписи во Вьетнаме. Даны предложения по составу функций УЦ и созданию национальной системы ЭЦП во Вьетнаме.

7. Тема диссертации необходима для подготовки проекта закона «Об ЭЦП» во Вьетнаме с учетом опыта использования ЭЦП в России.

Степень полезности результатов состоит в том, что на основе анализа алгоритмов, применяющихся для ЭЦП: RSA, Эль-Гамаля, ГОСТ Р 34.11-94,

ГОСТ Р 34.10-94, ГОСТ Р 34.10-2001, проведены исследования особенностей математического обеспечения и разработаны предложения по

129 алгоритмическому обеспечению на основе эллиптических кривых и принципы использования ЭЦП с учётом особенностей Вьетнама. Предложены принципы и функции удостоверяющих центров для применения на практике при созданиеи системы Электронной цифровой подписи во Вьетнаме.

По теме диссертации был опубликовано 5 печатные работы:

1) Нгуен Туан Фонг. Способ защиты электронных документов на основе электронной цифровой подписи с применением криптографии. Сборник научных трудов по материалам 54-ой научно-гехнической конференции, Москва, МИРЭА, 2005 г. Часть 1 с.26-30.

2) Нгуен Туан Фонг. Обзор различных методов электронных цифровых подписей. Шестая научно-практическая конференция - Современные информационные технологии в управлении и образовании. Сборник научных трудов, ФГУП НИИ «ВОСХОД», МИРЭА, СИРИУС, - М., 2006 г. с. 70-75.

3) Нгуен Туан Фонг. Несколько математических проблем обеспечения электронной цифровой подписи по эллиптическим кривым. Доклады VIII научного симпозиума, Вьетнамская научно-техническая ассоциация в РФ. Москва 1-2006 г. с. 211-221.

4) Нгуен Туан Фонг. Принципы создания и функционирования системы удостоверяющих центров. Сборник научных трудов по материалам 55-ой научно-технической конференции, Москва, МИРЭА, 2006 г. с 78-81.

5) Нгуен Т>ан Фонг. Электронная цифровая подпись на основе биометрических параметров. Наукоёмкие технологии - научно-технический журнал №12. Москва 2006.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Нгуен Туан Фонг, 2006 год

1. Ткаченко В.М. Обеспечение безопасности и государственный контроль электронной коммерции. Использование кригпографии для электронной подписи. Проект Тасис EES RF 04 "Правовая поддержка развития электронной коммерции в России".

2. Нгуен Туан Фонг. Способ защиты электронных документов на основе электронной цифровой подписи с применением криптографии Сборник научных трудов по материалам 54-ой научно-технической конференции. Часть 1 - МИРЭА, 2005 г.

3. Нгуен Туан Фонг. Несколько математических проблем обеспечения элекфонной цифровой подписи по эллиптическим кривым. // Доклады VIII научного симпозиума, «Вьетнамская научно-техническая ассоциация в РФ». Москва 1-2006.

4. Нгуен Туан Фонг. Принципы создания и функционирования системы удосюверяющих центров. Сборник научных трудов по материалам 55-ой научно-технической конференции. МИРЭА, 2005.

5. Нгуен Туан Фонг. Электронная цифровая подпись на основе биометрических параметров. // Наукоемкие технологии научно-технический журнал.-№12-2006.

6. ГОСТ 28147-89- Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритмы криптографического преобразования Госстандарт СССР, 02.06.1989.

7. ГОСТ Р 34.11-94. Функция хэширования. Краткий анализ.

8. ГОСТ Р 34.10-94. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма.

9. ГОСТ Р 34.10-2001.Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи.

10. Федеральный закон "Об общих принципах электронною документооборота в Российской Федерации и его ретулирования"

11. Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. N 1-ФЗ "Об Электронной цифровой подписи"

12. Арам Пахчанян. Обзор систем электронного документооборота Журнал «Директор информационной службы», №08, 2001 год // Издательство "Открытые системы"

13. Гольдин В. В., Журавский В. Г., Полозов А. М. Научно-организационные основы формирования электронного архива технической документации на предприятии. // Радиопромышленность, 2000, № 2.

14. Гольдин В. В., Журавский В. Г., Уробушкин В. И. Вопросы организации и эксплуатации электронного архива технической документации на промышленных предприятиях. // Радиопромышленность, 2001, №3.

15. Ю.С.Харии, В.И.Берних, Г.В.Матвеев, С.В.Агиевич. Математические и компьютерные основы криптологии. МИНСК ООО «НОВОЕ ЗНАНИЕ» 2003.

16. Вильям Столлингс. Криптография и защита сетей: принципы и практика. Издательский дом "Вильяме Москва" • Санкт-Петербург • Киев. 2001.

17. М.А.Иванов. Криппмрафические методы защиты информации в компьютерных системах и сетях. "КУДИЦ" Москва • 2001.

18. Н.А.Молдовян, А.А. Молдовян, М.А.Еремеев. Криптография от примитивов к синтезу алгоритмов. Санкт-Петербург «БХВ-Петербург» 2004.

19. А.А. Молдовян, Н.А.Молдовян, Н.Д Гуц, Б.В. Изотов. Криптография Скоростные шифры. Санкт-Петербург «БХВ-Петербур1» 2002.

20. А.В. Бабаш, Г.П. Шанкин. Криптография Серия книг «Аспекты защиты» - COJIOH-P, 2002.

21. Брюс Шнайер. Прикладная криптография Москва ООО «Издательство Триумф» 2002.

22. Березин Б.В., Дорошкевич ILB. Цифровая подпись на основе традиционной криптографии. // Защиты информации. 1992 - № 2.

23. Молдовян Д.Н., Схемы цифровы подписи на основе сложности факторизации модуля // Вопросы защиты информации. 2004.

24. Ростовцев А.Г., Маховенко Е.Б. Введение в криптографию с открытым ключом. СПб.: Мир и Семья. - 2001.

25. Ю. Мельников. Электронная цифровая подпись: всегда ли она подлинная. // Банковские технологии, №5,1995.

26. Брюс Шнайер. Слабые места криптографических систем. // "Открытые системы", №1,1999.

27. Винокуров АЛО. Стандарты криптографической защиты информации России и США // Отраслевой каталог «Технологии и средства связи-2003». М.: Гротек, 2003.

28. Х.509: Housle) R., Ford W., Polk W., Solo D. RFC 2459: Internet X.509 Public Key Infrastructure. January 1999 (http://www.ietf.org/rfc/rfc2459.txt).

29. RSA: http://www.rsasecurity.com/rsalabs/pkcs/pkcs-l

30. DSA: http://www.itl.nist.gov/fipspubs/fipl86.htm

31. SHA-1: http://www.itl.nist.gov/fipspubs/fipl80-l.htm

32. MD5: http://www.ietf.org/rfc/rfcl321

33. Иванов А.И. Биометрическая идентификация личности по динамике подсознательных движений. Пенза, 2000.

34. А.И. Иванов Нейросетевые алгоритмы биометрической идентификации личности Книга 15 - Научная серия «Нейрокомпьютеры и их применение» -Издательство «Радиотехника» - 2004.

35. Иванов А.И., Волчихин В.М. Биометрическая поддержка элекронною денежного обращения. Тезисы доклада на международном сим-позуме «Надежность и качество 99», мая 1999, Пенза.

36. Иванов А.И. Оценка систем биометрической аутентификации. -защит информации. Конфидент. №2 1998.

37. Иванов А.И., Сапегин J1.H., Щигуннова Е.А. Прогноз качества обучения нейроподобных алгоритмов биометрической идентификации личности Новые промышленные технологии. 1999, №3.

38. Режимы биометрической идентификации и аутентификации но аналогии с классической идентификацией : http://biometr.chat.ru/GL-l/3/m42.html

39. Рабинер Jl.P, Шафер P.B. Цифровая обработка речевых сигналов. М.: Радио и связь, 1981