Карпенко Е.А.
Черкасский государственный технологический университет
Исследование повышения стойкости к взлому ключа противоугонных систем, путем использования асимметричного ключа.
Целью данной роботы является оптимизация выбора кодовой последовательности
(ключа) в автомобильных противоугонных системах.
Следует оптимизировать метод выбора кодовой последовательности путем
использования асимметричного кода в автомобильных противоугонных системах.
Асимметричный шифр — система шифрования и/или электонной цифровой подписи (ЭЦП), при которой открытый ключ
передаётся по открытому (то есть незащищённому, доступному для наблюдения)
каналу, и используется для проверки ЭЦП и для шифрования сообщения. Для
генерации ЭЦП и для расшифровки сообщения используется секретный ключ. Криптографические системы с открытым ключом в настоящее время широко
применяются в различных сетевых протоколах, в частности, в протоколах TLS (Transport
Layer Security) и его предшественнике SSL (Secure Sockets Layer, лежащих в основе HTTPS - Hypertext
Transfer Protocol Secure), в SSH (Secure SHell). Также используется в PGP (Pretty Good Privacy), S/MIME (Secure /
Multipurpose Internet Mail Extensions).
· RSA (Rivest, Shamir и Adleman) – криптографический алгоритм с открытым ключом. RSA стал первым алгоритмом такого типа, пригодным и для шифрования, и для цифровой подписи. Алгоритм используется в большом числе криптографических приложений.
· Elgamal (Схема Эль-Гамаля) – криптосистема с открытым ключом,основанная на трудности вычисления дискретных алгоритмов в конечном поле. Криптосистема включает в себя алгоритм шифрования и алгоритм цифровой подписи. Схема Эль-Гамаля лежит в основе стандартов электронной цифровой подписи в США и России (ГОСТ Р 34.11-94). Схема была предложена Тахером Эль-Гамалем в 1984 году. Эль-Гамаль разработал один из вариантов алгоритма Диффи-Хеллмана. Он усовершенствовал систему Диффи-Хеллмана и получил два алгоритма, которые использовались для шифрования и для обеспечения аутентификации. В отличии от RSA алгоритм Эль-Гамаля не был запатентован и, поэтому, стал более дешевой альтернативой, так как не требовалась оплата взносов за лицензию. Считается, что алгоритм попадает под действие патента Диффи-Хеллмана.
Американский
комитет Accredited
Standards Committee X9 в апреле 2011 года утвердил
использование самого быстрого алгоритма асимметричного шифрования NTRU
(NTRUEncrypt). Удивительно, но широкая публика раньше ничего не слышала о таком
алгоритме, а вот он уже становится технологическим стандартом для финансовых
транзакций, причём демонстрирует быстродействие на четыре порядка быстрее RSA за счёт хорошей параллелизации.
Например,
графический процессор GTX280 может осуществлять до 200 000 операций в секунду
шифрования 256-битным ключом NTRU. Это уже сравнимо скорее с симметричными
ключами, например, это всего в 20x медленнее AES (Advanced Encryption Standard,
также
известный как Rijndael —
симметричный алгоритм блочного шифрования (размер блока 128 бит,
ключ 128/192/256 бит)).
Утверждённый стандарт X9.98 описывает
использование алгоритма NTRU в финансовых
приложениях. Здесь он будет конкурировать с RSA и
криптосистемами на эллиптических кривых (ECC). По крайней мере,
так думает Эд Адамс, исполнительный директор компании Security Innovation, владелец прав и
патентов на алгоритм NTRU.
NTRU был изобретён ещё в середине 90-х. В отличие от RSA, не получил широкого
распространения, потому что с самого начала нужно было повысить стойкость и
производительность этого шифра. Сейчас все недостатки исправлены и на практике
NTRU уже считается намного быстрее, чем RSA. Данный факт подтверждают даже сами
специалисты RSA Labs, а также независимые исследования.
Одно из таких сравнительных исследований провели криптологи из Лёвенского
католического университета (Бельгия). Они выяснили, что при тестировании с
максимальными настройками безопасности NTRU на четыре порядка быстрее RSA и на
три порядка быстрее ECC.
Система RSA бы разработана в 70-е годы, она считается более зрелой
криптографической технологией и применяется во многих приложениях, а её
надёжность не вызывает сомнений, тогда как NTRU ещё нуждается в пристальном
изучении. Так что вряд ли переход на новые стандарты будет быстрым. Однако
Адамс уверен, что его детище в будущем может оказаться надёжнее RSA: он
объясняет, что NTRU основан на решётчатой
конструкции,
которая потенциально лучше противостоит компьютерным атакам так называемого
«квантового типа», то есть атакам с использованием квантовых компьютеров.
Эд Адамс говорит, что в будущем правилньо спроектированный квантовый компьютер
сможет взломать и RSA, и системы на эллиптических кривых. Правда, пока ещё
неизвестно, можно ли собрать такой компьютер на практике, но финансовые
учреждения могут испугаться и уже сейчас начать миграцию на новый стандарт.
Например, NTRU уже применяет спутниковый провайдер EchoSat для процессинга
платежей по IP-протоколу, а сам предприниматель сейчас ведёт переговоры с
Microsoft, McAfee и Symantec по использованию NTRU в их программных продуктах,
в частности, в системах автоматического обновления.
Разумеется, для истинной проверки NTRU нужно опубликовать алгоритм и исходные
коды системы. Security Innovation планирует летом наконец-то сделать это.
Использование асимметричных кодов в различных сферах в том числе и
противоугонных системах неизбежно и чем раньше такие системы будут внедряться
тем лучше.
Литература:
1.) Брюс Шнайер.
Прикладная криптография. 2-е изд. Протоколы, алгоритмы и исходные тексты на
языке Си. Глава 2.7 Цифровые подписи и шифрование.
2.) Венбо Мао Современная
криптография. Теория и практика = Modern Cryptography: Theory and
Practice — М.: Вильямс, 2005. — 768 с. — 2 000 экз. — ISBN 5-8459-0847-7,
ISBN 0-13-066943-1.
3.) Алфёров А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин
А.В Основы криптографии.
4.) Болотов А.А., Гашков С.Б., Фролов А.Б., Часовских
А.А.
Элементарное
введение в эллиптическую криптографию — Москва:
КомКнига, 2006. — 280 с.