Для иллюстрации этого давайте рассмотрим процесс установления зашифрованной связи через Интернет. Пусть как на вашем компьютере, как и на компьютере, с которым вы, как предполагается, соединяетесь, установлена ныне модная программа CryptoX. Вы вводите известный вам IP-адрес другого компьютера и ударяете на клавишу Connect (установить соединение). Программное обеспечение сообщает вам об установке соединения и обмене ключами. Теперь вам доступна надежная связь с 1024-битным шифрованием. Следует ли вам верить этому? Да, следует. Ведь за простым интерфейсом работы этой программы скрывается сложная криптоинфраструктура, обеспечивающая описанный процесс соединения (позднее в этой главе будет объяснено, что это означает). К сожалению, похитить IP-связь не только не невозможно, но даже не слишком трудно (см. главу 11).
Проблема состоит в том, как узнать, с каким компьютером вы обменялись ключами. Вы могли установить соединение именно с тем компьютером, с которым вы и хотели осуществить обмен, так и со злоумышленником, ожидающим ваших действий по установке соединения, для того чтобы попытаться подменить IP-адрес компьютера, с которым вы соединяетесь, на свой. Единственный способ удостовериться в факте соединения с требуемым компьютером состоит в наличии на обоих компьютерах порции информации, которая позволила бы удостовериться в идентичности друг друга. Как это осуществить? Сразу приходит на ум пара методов. Во-первых, можно воспользоваться открытыми ключами, распространяемыми сертификационными центрами в Интернете. Во-вторых, можно использовать разделяемый секретный ключ или средства аутентификации протокола защищенных сокетов SSL, гарантирующего безопасную передачу данных по сети в результате комбинирования криптографической системы с открытым ключом и блочного шифрования данных. Конечно, все перечисленное является разделяемыми порциями информации, необходимой для проверки отправителя информации.
Отсюда следует необходимость решения задачи управления ключами, поэтому исследуем некоторые аспекты этого процесса, ответив на следующие вопросы. Как переслать ключи туда, где они необходимы? Защищен ли маршрут распространения ключей от злоумышленника, готового к атаке типа «злоумышленник посередине» (man-in-the-middle – MITM)? Какие затраты ресурсов необходимы и насколько оправдано их использование по отношению к ценности защищаемой информации? Участвует ли доверенное лицо в обмене ключей? Может ли оно быть атаковано? Какие методы используются для обмена ключей и насколько они уязвимы?
Давайте рассмотрим некоторые способы распределения и обмена ключами. После обмена ключами шифрования нужна дополнительная информация, чтобы удостовериться в том, что обмен состоялся именно с тем, с кем нужно, и ключи не стали добычей злоумышленника в результате его успешной атаки типа MITM. Доказать это трудно потому, что доказательство сводится к рассмотрению всевозможных протоколов обмена ключами, которые когда-либо могли быть изобретены, и поиску уязвимости каждого из них к атакам типа MITM.
Как и в случае большинства нападений, может быть, разумнее всего положиться на то, что люди, как правило, не следуют хорошим советам по обеспечению безопасности, или на то, что результат шифрования обычно менее криптостоек, чем примененный алгоритм шифрования.
Давайте проанализируем часть документации, посвященной обмену общедоступными ключами, для того чтобы получить представление о реализации одного из способов их обмена. Подробнее познакомиться с документацией можно в Интернете: www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios113ed/113ed_cr/secur_c/scprt4/scencryp.htm#xtocid211509.
Это – документ компании Cisco Systems, Inc., который описывает, помимо всего прочего, как обмениваться ключами стандарта цифровой подписи DSS. DSS – стандарт открытых/секретных ключей (public/private key standard), который Cisco использует для аутентификации одноранговых маршрутизаторов. Шифрование с использованием открытых/секретных ключей обычно считается слишком медленным для шифрования в реальном масштабе времени, поэтому для обмена информацией применяются симметричные сеансовые криптографические ключи (типа ключей DES или 3DES алгоритмов). DES – американский правительственный стандарт алгоритма шифрования, принятый в 70-х годах. 3DES – улучшенная версия алгоритма DES, связывающая вместе три отдельных выполнения алгоритма DES для двукратного или трехкратного, в зависимости от реализации, повышения криптостойкости алгоритма. Для успешной работы по описываемой схеме у каждого маршрутизатора должен быть правильный открытый ключ другого маршрутизатора. Если в случае атаки типа MITM злоумышленнику удастся обмануть каждый маршрутизатор, подсунув свой ключ вместо открытого ключа другого маршрутизатора, то сначала он сможет узнать все ключи сессии, а затем контролировать любой трафик сети.