ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ.
АЛГОРИТМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ КЛЮЧЕЙ
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет –УПИ»
ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ.
АЛГОРИТМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ КЛЮЧЕЙ
Методические указания к лабораторному практикуму по курсам
«Автоматическая коммутация», «Системы коммутации» для студентов очной формы обучения специальности
200900 – Сети связи и системы коммутации
Екатеринбург
2007
УДК 621.395
Составители ,
Научный редактор проф., д-р техн. наук
ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ. АЛГОРИТМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ КЛЮЧЕЙ : методические указания к лабораторному практикуму по курсам «Автоматическая коммутация», «Системы коммутации»/ сост. , . Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 7 с.
В методических указаниях рассматриваются основы создания и использования электронно-цифровой подписи, а также методика изучения процесса генерирования ключей с помощью программного обеспечения.
Библиогр.: 7 назв.
Подготовлено кафедрой «Технологии и средства связи».
ã ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ», 2007
Краткие теоретические сведения
Цель работы – ознакомиться с теоретическими основами создания и использования электронно-цифровой подписи(ЭЦП) и алгоритмами асинхронной криптографии, а также с помощью программного обеспечения изучить процесс генерирования ключей (открытого и закрытого).
Электронная цифровая подпись – способ добавления к подписываемому файлу некоторой информации, однозначно идентифицирующей подписавшего и гарантирующей неизменность подписанного документа.
Электронная цифровая подпись используется для подтверждения подлинности документов, передаваемых по телекоммуникационным каналам. Функционально она аналогична обычной подписи и обладает ее основными достоинствами:
· удостоверяет, что подписанный текст исходит от лица, поставившего подпись;
· не дает самому этому лицу возможности отказаться от обязательств, связанных с подписанным текстом;
· гарантирует целостность подписанного текста.
Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной цифровой информации, передаваемой вместе с подписанным текстом.
ЭЦП основана на достижениях современной криптографии. С помощью ЭЦП устанавливается однозначная взаимная связь между содержимым сообщения, самой подписью и парой ключей. Изменение хотя бы одного из этих элементов приводит к нарушению этой связи, а ее сохранение является подтверждением подлинности цифровой подписи и, следовательно, самого сообщения. ЭЦП реализуется при помощи асимметричных алгоритмов шифрования.
Пользование ЭЦП включает две процедуры:
· формирование цифровой подписи;
· проверку цифровой подписи.
В процедуре формирования подписи используется закрытый ключ отправителя сообщения, в процедуре проверки подписи – открытый ключ отправителя, представленный в форме сертификата ключа подписи, подлинность которого подтверждается Удостоверяющим центром.
Формирование ЭЦП и ее проверку выполняют специальные программы, которые называются "средства ЭЦП" и входят в состав клиентского комплекта владельца сертификата ключа подписи.
Принципиальный момент в системе ЭЦП – невозможность подделки подписи клиента без знания его закрытого ключа. Клиент не должен допускать несанкционированного доступа к своему закрытому ключу. Закрытый ключ ЭЦП хранится на персональном ключевом носителе клиента.
Формирование ключей ЭЦП идет при помощи алгоритма (RSA), предложенного тремя исследователями-математиками Рональдом Ривестом
3
(R. Rivest) , Ади Шамиром (A. Shamir) и Леонардом Адльманом (L. Adleman) в 1977–78-х годах.
Для алгоритма RSA этап создания ключей состоит из следующих операций :
1. Выбираются два простых (!) числа p и q.
2. Вычисляется их произведение n=pq.
3. Выбирается произвольное число e (e<n) такое, что НОД(e,(p-1)(q-1))=1, то есть e должно быть взаимно простым с числом (p-1)(q-1).
4. Методом Евклида решается в целых числах (!) уравнение ed+(p-1)(q-1)y=1. Здесь неизвестными являются переменные d и y – метод Евклида как раз и находит множество пар (d, y), каждая из которых является решением уравнения в целых числах.
5. Два числа (e, n) публикуются как открытый ключ.
6. Число d хранится в строжайшем секрете – это и есть закрытый ключ, который позволит читать все послания, зашифрованные с помощью пары чисел (e, n).
Выполнение лабораторной работы
Для выполнения данной работы необходимо запустить программу кеу. ехе. Все необходимые указания по работе будут выводиться на экран.
Результатом выполнения будет заполнение следующей формы:
Номер опыта | Введенное значение параметров | |||||
p | q | n | e | y | d | |
1 | ||||||
… | … | … | … | … | … | … |
15 |
При этом нужно помнить, что в алгоритме генерирования ключей используется метод Евклида, где оба числа, являющиеся решением уравнения, – целые. Следовательно, закрытый ключ d не всегда возможно получить в виде целого числа.
Если исходные параметры выбраны неудачно и d – дробное (десятичное) число, то в вышеприведённой форме в колонках у и d в качестве значений параметров нужно поставить прочерк и остановить программу (закрыть). Затем вновь открыть приложение и начать работу с другими значениями параметров.
Среди пятнадцати опытов, как минимум, 3 должны быть удачными – иметь целое значение d.
Содержание отчета
Отчет о лабораторной работе должен содержать:
1) титульный лист;
4
2) цель работы;
3) таблицу, содержащую результаты пятнадцати опытов;
4) выводы по работе.
В качестве выводов необходимо представить личное мнение о рассмотренном алгоритме генерирования ключей (сложность, защищенность от ошибок), целостности данных, подписанных электронно-цифровой подписью, а также о перспективах развития и путях использования ЭЦП.
5
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гольдштейн коммутации/ . – СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2003. – 318 с.
2. Гольдштейн в сетях связи/ .– М.: Радио и связь, 1998. Т. 1. – 423 с.
3. Гольдштейн сети доступа/ .– М.: Радио и связь, 1999. Т. 2. – 317 с.
4. Гаранин и сети передачи информации: учеб. пособие для вузов/ , , . – М.: Радио и связь, 2001. – 336 с.
5. Многоканальные системы передачи: учебник для вузов/ [и др.]. – М.: Радио и связь, 1996. – 559 с.
6. Аджемов сигнализации ОКС №7/ , . – М.: Радио и связь, 2002. – 368 с.
7. Бакланов измерений в современных телекоммуникациях/ . – М.: Эко-Трендз, 1997. – 139 с.
6
ЭЛЕКТРОННО-ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ.
АЛГОРИТМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ КЛЮЧЕЙ
Составители
Редактор
Компьютерный набор
ИД № 000 от 01.01.2001 г.
Подписано в печать 27.02.2007 Формат 60х84 1/16
Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. л. 0,70
Уч. - изд. л. 0,33 Тираж Заказ Цена «С»
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
9
Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
Екатеринбург, ул. Мира, 19
РЕЦЕНЗИЯ
на методические указания к лабораторной работе «Электронно-цифровая подпись. Алгоритм генерирования ключей» по курсам «Автоматическая коммутация», «Системы коммутации» для студентов очного обучения специальности 200900 – «Сети связи и системы коммутации» и другим междисциплинарным специальностям телекоммуникационных направлений базового высшего образования.
Настоящая лабораторная работа посвящена исследованию электронно-цифровой подписи, алгоритмов асинхронной криптографии и изучению процесса генерирования ключей. С помощью электронно-цифровой подписи устанавливается однозначная взаимная связь между содержимым сообщения, самой подписью и парой ключей. В процедуре формирования подписи используется закрытый ключ отправителя сообщения, в процедуре проверки подписи - открытый ключ отправителя, представленный в форме сертификата ключа подписи, подлинность которого подтверждается Удостоверяющим центром.
Теоретическая часть лабораторной работы посвящена изучению создания и использования электронно-цифровой подписи, а также описанию, как с помощью программного обеспечения изучить процесс генерирования ключей. Электронная цифровая подпись используется для подтверждения подлинности документов, передаваемых по телекоммуникационным каналам.
Практическая часть лабораторной работы направлена на закрепление теоретического материала.
В целом методические указания к лабораторной работе «Электронно-цифровая подпись. Алгоритм генерирования ключей» содержат необходимый объем теоретического и практического материала, тема лабораторной работы актуальна, данные методические указания следует рекомендовать к изданию.
Зав. кафедрой ВЧСРТ,
д. т.н., профессор:
