Одно из полезных применений асимметричного шифрования — работа с электронной подписью. Рассказываем, как устроена ЭП изнутри и где она применяется.
Что такое электронная подпись
Электронная подпись — это технология, которая помогает подтвердить подлинность электронного документа: договора, справки, выписки или чего-то ещё.
Если упрощённо, работает так:
👉 Есть некий документ, подписанный ЭП
👉 С помощью специальной программы можно проверить подлинность этой подписи и документа
✅ Если программа говорит, что всё окей, то мы можем быть уверены: документ подписал именно тот, кто в нём указан; и с момента подписания в документе ничего не изменилось.
❌ Или программа может сказать, что подпись не совпала. Это значит, что либо документ подписал другой человек, либо после подписания кто-то изменил этот документ (например, дописал ноль в стоимость контракта). Так мы поймём, что этому документу нельзя доверять.
С технической точки зрения ЭП — небольшой файлик, который прилагается к искомому документу. Файлик пересылается вместе с основным документом, его можно передавать по открытым каналам связи, в нём нет ничего секретного.
Электронная подпись нужна, чтобы защищать договоры, выдавать официальные справки, заключать сделки и участвовать в торгах по госзакупкам.
Основа ЭП — асимметричное шифрование
Мы уже писали об асимметричном шифровании. Вот основные мысли:
- В симметричном алгоритме зашифровать и расшифровать сообщение можно только одним и тем же ключом. Это полезно для передачи секретных сообщений, когда две стороны доверяют друг другу и могут заранее обменяться ключом.
- При асимметричном сообщение шифруется одним ключом, а расшифровывается другим. В разных комбинациях этот алгоритм помогает шифровать сообщения, когда стороны друг другу не доверяют или не могут обменяться ключами заранее. В частности, это полезно для подтверждения подлинности документов.
Кодирование и шифрование — в чём разница?
Невзламываемый шифр Вернама
Симметричное шифрование
Объяснение асимметричного шифрования без математики
Асимметричное шифрование
Как работает шифрование в мессенджерах
Разбор: Гугл делает вход по ключу доступа основным способом аутентификации
Алгоритмы шифрования, на которых держится мирКак работает: сертификаты
Электронная подпись состоит из двух принципиальных частей:
- Сертификат для удостоверения подписывающего.
- Криптографическая часть для проверки подлинности документа.
Грубо говоря, ЭП должна гарантировать, что документ подписали именно вы и что вы подписали именно этот документ.
В сертификате хранятся данные о владельце подписи:
- кто владелец этой подписи;
- открытый ключ для проверки подписи;
- когда заканчивается срок действия подписи;
- какого уровня документы можно подписывать этой подписью;
- кто выдал сертификат;
- и другие служебные данные.
Но смысл сертификата не в том, что там хранятся эти данные, а в том, кто эти данные туда положил. В России сертификаты и ЭП выдают специальные удостоверяющие центры — это компании, которые гарантируют, что сертификат выдаётся именно тому, кто в этом сертификате указан.
Чтобы получить сертификат, вы приходите лично в эту компанию (удостоверяющий центр), показываете документы, фотографируетесь. Вас заносят в базу удостоверяющего центра и выдают ключи электронной подписи. Так все участники электронного документооборота будут уверены, что все документы, подписанные вашими ключами, подписаны именно вами.
Как работает: алгоритмы шифрования
Допустим, вы уже сходили в удостоверяющий центр и получили на флешке сертификат и ключ электронной подписи. Теперь нужно скачать специальный софт, который и будет подписывать ваши документы и проверять чужие на подлинность.
Проблема в том, что ЭП основана на алгоритмах асимметричного шифрования, а их много: разложение на простые множители, дискретное логарифмирование, эллиптические кривые и множество других. Ключ из одного алгоритма не подойдёт для использования в другом, поэтому в России договорились использовать стандарт шифрования ГОСТ Р 34.10-2012, основанный на эллиптических кривых. Все государственные органы работают только с таким алгоритмом и не принимают другие ЭП.
Это значит, что нам нужен специальный софт, в котором уже есть этот алгоритм. Чаще всего используют КриптоПРО, реже — ViPNet CSP. С помощью этих программ можно подписать документы и проверить сертификаты на подлинность.
Принцип работы электронной подписи
Электронная подпись — это асимметричное шифрование наоборот: вы зашифровываете закрытым ключом, а расшифровать может кто угодно с помощью открытого ключа, который доступен всем.
👉 Если открытый ключ подходит к сообщению и расшифровывает его, значит, оно было зашифровано именно этим закрытым ключом — то есть именно вами.
Разберём по шагам:
- В удостоверяющем центре вы получаете сертификат и ключ электронной подписи. Это закрытый ключ, который передавать никому нельзя. Открытый же ключ хранится в самом сертификате, который прикладывается к каждому документу и доступен всем.
- Берёте нужный документ и получаете его криптографический хеш. Хеш — это небольшая строка, которая представляет собой «цифровой отпечаток» файла. У каждого файла с уникальным набором битов будет уникальный хеш, причём он всегда одинаковой длины. Подробнее о хешах мы писали, когда разбирали скандал с паролями Фейсбука.
- Шифруете этот хеш своим закрытым ключом. Полученный результат шифрования добавляете к исходному документу.
- Туда же добавляете сертификат, чтобы все могли проверить и убедиться, что документ подписали вы.
А что если подменят сам сертификат?
Все сертификаты, которые выдаёт удостоверяющий центр, тоже подписываются электронной подписью. Чтобы проверить подлинность сертификата, можно зайти на официальный сайт удостоверяющего центра и скачать открытый ключ для проверки. Если хеш самого сертификата совпадает с хешем, который мы получили с помощью открытого ключа с сайта — значит, и сам сертификат подлинный.
