Предисловие
Криптография — частая тема детских комиксов и шпионских историй. Дети когда-то собирали этикетки Ovaltine®, чтобы получить Секретное кольцо-декодер капитана Миднайта. Едва ли не каждый смотрел телевизионный фильм о неприметном одетом в костюм джентльмене с пристёгнутым к запястью дипломатом. Слово «шпионаж» навевает образы Джеймса Бонда, автомобильных погонь и свистящих пуль.
И вот вы, сидя в офисе, сталкиваетесь с заурядным делом: отправить отчёт о продажах своему сотруднику, но так, чтобы никто посторонний не смог его прочитать. Вы просто хотите быть уверенны, что ваш коллега будет единственным получателем письма, а он, в свою очередь, желает быть уверен, что именно вы являетесь фактическим отправителем. На кону, конечно, не национальная безопасность, но если конкурент получит к отчёту доступ, это может влететь вам в копейку. Как же вы разрешите эту задачу?
Вы можете воспользоваться криптографией. Конечно, вы обнаружите, что в реальности ей не достаёт драматизма передаваемых шёпотом в тёмных переулках кодовых фраз, но результат окажется ровно тем же: информация будет раскрыта только тому, кому она предназначалась.
Это руководство предназначено всем, кого интересуют азы криптографии; оно в популярной форме объясняет терминологию и технологию, с которыми вы столкнётесь, используя продукты PGP. Будет полезно прочитать его прежде, чем начинать работать с криптосистемой.
Руководство включает следующие главы:
Глава 1, «Основы криптографии», представляет описание терминологии и концепций, с которыми вам придётся иметь дело, используя PGP.
Глава 2, «Фил Циммерман о PGP», написанная автором PGP, содержит детальное обсуждение вопросов безопасности и прав личности, а также уязвимостей, присущих любой криптосистеме, включая PGP.
Библиография
В этом разделе представлены Веб-сайты, книги и периодика об истории, технических аспектах и политике криптографии, а также, доверенные сайты, с которых можно скачать PGP.
История криптографии
The Code Book: The Evolution of Secrecy from Mary, Queen of Scots, to Quantum Cryptography, Simon Singh, Doubleday & Company, Inc., 1999, ISBN 0-385-49531-5.The Codebreakers: The Story of Secret Writing, David Kahn, Simon & Schuster Trade, 1996, ISBN 0-684-83130-9 (обновление издания 1967 года). Эта книга описывает историю шифров и людей, взламывающих эти шифры, со времён древних египтян и до окончания Второй Мировой войны. Кан впервые написал её в шестидесятых — это пересмотренное издание. Эта книга не научит Вас тому, как действует криптография, но она может вдохновить Вас, как вдохновила целое поколение современных криптографов.
Технические аспекты криптографии
[1].
Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code in C, второе издание, Bruce Schneier, John Wiley & Sons, 1996; ISBN 0-471-12845-7. Если хотите купить всего одну книгу, по которой научитесь криптографии, то эта книга для вас.
Handbook of Applied Cryptography, Alfred Menezes, Paul van Oorschot и Scott Vanstone, CRC Press, 1996; ISBN 0-8493-8523-7. Это сугубо техническая работа, за которую следует браться после Шнайера. В ней много сложных математических вычислений, но она, тем не менее, пригодна и людям, не понимающим в математике.
Journal of Cryptology
Advances in Cryptology
Cryptography for the Internet, Philip Zimmermann, Scientific American, октябрь 1998 (вводная консультативная статья).
The Twofish Encryption Algorithm: A 128-Bit Block Cipher, Bruce Schneier, et al, John Wiley & Sons, Inc., 1999; ISBN: 0471353817. Содержит детальные сведения о шифре Twofish от критериев дизайна до криптоанализа алгоритма.
Политика криптографии
Privacy on the Line: The Politics of Wiretapping and Encryption, Whitfield Diffie и Susan Landau, The MIT Press, 1998, ISBN 0-262-04167-7. В этой книге рассматриваются вопросы истории и политик криптографии и безопасности телекоммуникаций. Прекрасный текст даже для новичков и нетехнических читателей. Содержит сведения, которыми не владеют даже многие эксперты.
Technology and Privacy: The New Landscape, Philip Agre и Marc Rotenberg, The MIT Press, 1997; ISBN 0-262-01162-x.
Building in Big Brother, The Cryptographic Policy Debate, редактор — Lance Hoffman, Springer-Verlag, 1995; ISBN 0-387-94441-9.
The Code Book: The Evolution of Secrecy from Ancient Egypt to Quantum Cryptography, Simon Singh, Doubleday & Company, Inc., сентябрь 2000; ISBN: 0385495323. Эта книга — прекрасное введение для желающих понять, как человеческая необходимость на тайну связи утвердила себя через криптографию.
Crypto: How the Code Rebels Beat the Government — Saving Privacy in the Digital Age, Steven Levy, Penguin USA, 2001; ISBN 0140244328.
Сетевая безопасность
Building Internet Firewalls, Elizabeth D. Zwicky, D. Brent Chapman, Simon Cooper и Deborah Russell (редактор), O’Reilly & Associates, Inc., 2000; ISBN: 1565928717. Это практическое руководство по проектированию, построению и обслуживанию сетевых брандмауэров.
Firewalls and Internet Security: Repelling the Wily Hacker, William R. Cheswick, Steven M. Bellovin, Addison Wesley Longman, Inc., 1994; ISBN: 0201633574. Это практическое руководство по защите сетей от атак хакеров через Интернет.
Hacking Exposed: Network Security Secrets and Solutions, Stuart McClure, Joel Scambray и George Kurtz, The McGraw-Hill Companies, 1999; ISBN: 0072121270. Современный подход к взлому компьютеров и компьютерных сетей с позиций защиты и нападения.
Network Security: Private Communication in a Public World, второе издание, Charles Kaufman, Radia Perlman, and Mike Speciner, Pearson Education, 2002; ISBN: 0130460192. Книга содержит описания многих сетевых протоколов, включая Kerberos, IPsec, SSL и др., а также разъяснения основ криптографии, с позиций которых показывает принципы построения конкретных систем.
Глава 1. Основы криптографии
Юлий Цезарь не доверял гонцам. Поэтому, отправляя письма своим генералам, он заменял каждую букву A в своём сообщении на D, каждую B на E, и т. д. Только тот, кто знал правило «сдвига на 3» мог расшифровать его послание.
Итак, приступим.
Зашифрование и расшифрование
Информация, которая может быть прочитана, осмыслена и понята без каких-либо специальных мер, называется открытым текстом (plaintext, clear text). Метод искажения открытого текста таким образом, чтобы скрыть его суть, называется зашифрованием[2] — (encryption или enciphering). Зашифрование открытого текста приводит к его превращению в непонятную абракадабру, именуемую шифртекстом (ciphertext). Шифрование позволяет скрыть информацию от тех, для кого она не предназначается, несмотря на то, что они могут видеть сам шифртекст. Противоположный процесс по обращению шифртекста в его исходный вид называется расшифрованием (decryption или deciphering)[3].
Рисунок 1 иллюстрирует это.
Что такое криптография
Криптография— это наука об использовании математики для зашифрования и расшифрования данных. Криптография позволяет хранить важную информацию или передавать её по ненадёжным каналам связи (таким как Интернет) так, что она не может быть прочитана никем, кроме легитимного получателя.
В то время как криптография — это наука о защите данных, криптоанализ — это наука об анализировании и взломе зашифрованной связи. Классический криптоанализ представляет собой смесь аналитики, математических и статистических расчётов, а также спокойствия, решительности и удачи. Криптоаналитиков также называют взломщиками.
Криптология объединяет криптографию и криптоанализ.
Стеганография является смежной дисциплиной. Вместо того, чтобы делать сообщения нечитаемыми, она использует техники сокрытия самих сообщений. Стеганография — это не криптография, это лишь частный случай кодирования, чья надёжность опирается на секретность механизма сокрытия сообщений. Скажем, если вы решите спрятать сообщение А, используя для этого первые буквы первых слов в каждом предложении сообщения Б, это будет секретом, пока кто-то не обнаружит, где искать А, и тогда механизм более не будет предоставлять никакой защиты.
Стойкая криптография
«В мире различают два типа критографии: криптография, которая помешает вашей младшей сестре читать ваши файлы, и криптография, которая помешает читать ваши файлы правительствам могучих держав. Эта книга посвящена криптографии второго типа»
PGP основан на том же типе криптографии.
Криптография может быть стойкой, а может быть слабой, как описано в приведённом примере. Криптографическая стойкость измеряется тем, сколько понадобится времени и ресурсов, чтобы из шифртекста восстановить исходный открытый текст. Результатом стойкой криптографии является шифртекст, который исключительно сложно взломать без обладания определёнными инструментами по дешифрованию. Но насколько сложно? Используя весь вычислительный потенциал современной цивилизации — даже миллиард компьютеров, выполняющих миллиард операций в секунду — невозможно дешифровать результат стойкой криптографии до конца существования Вселенной.
Кто-то может решить, что стойкая криптография сможет устоять даже против самого серьёзного криптоаналитика. Но кто об этом говорит? Никем не доказано, что лучшее шифрование, доступное сегодня, сможет выстоять против вычислительных возможностей компьютеров, доступных завтра. Тем не менее, стойкая криптография, задействованная в PGP, — лучшая на сегодняшний день. Бдительность и консерватизм сберегут вас лучше заявлений о совершенной защите.
Как действует криптография
Криптографический алгоритм, или шифр, — это математическая формула, описывающая процессы зашифрования и расшифрования. Чтобы зашифровать открытый текст, криптоалгоритм работает в сочетании с ключом— словом, числом или фразой. Одно и то же сообщение одним алгоритмом, но разными ключами будет преобразовываться в разный шифртекст. Защищённость шифртекста целиком зависит от двух вещей: стойкости криптоалгоритма и секретности ключа.
Криптоалгоритм плюс всевозможные ключи и протоколы, приводящие их в действие, составляют криптосистему. PGP — это криптосистема.