home
***
CD-ROM
|
disk
|
FTP
|
other
***
search
/
Chip 1996 April
/
CHIP 1996 aprilis (CD06).zip
/
CHIP_CD06.ISO
/
hypertxt.arj
/
9305
/
SELECT.CD
< prev
next >
Wrap
Text File
|
1995-04-15
|
16KB
|
304 lines
@VVéd-elem@N
@VAdatbiztonság, adatvédelem@N
Elérhetô-e az abszolút adatbiztonság? Milyen lehetôségeink
vannak, hogy megvédjük adatainkat? A kérdés a hálózatok
megjelenésével különösen égetôvé vált. A világ egyre
nyíltabb, de ez kétélû dolog. Ezért mindig nagyon fontos a
titkosítás kérdése. E kérdés fontosabb XX. századi
eseményeivel, eredményeivel foglalkozik cikkünk.
Bizonyára mindnyájan hallottunk már bûnesetekrôl, amikor
információt loptak, vagy az információ segítségével
zsaroltak, csaltak. És bizonyára hallottunk olyan
esetekrôl is, amikor valamilyen katasztrófa következtében
nagy szellemi értékek mentek veszendôbe -- gondoljunk csak
az alexandriai könyvtár sorsára. Napjainkban például
bankoknak szerez ""örömet" egy-egy lopott programmal bevitt
játékos kedvû számítógépes vírus.
Ma már a számítógép a legfôbb adattároló. Az így tárolt
adatok biztonságát szolgáló intézkedések a következôk
szerint csoportosíthatók:
-- fizikai védelem (katasztrófa- és tûzvédelem,
közbiztonság, hardvervédelem, adminisztratív-ügyviteli
utasítások, adatmentések külön helyen tárolható
adathordozóra);
-- rendszerszintû védelem (jogosultságellenôrzés,
rejtjelezés, szoftverintegritás).
A hálózatokról külön szólunk a ""Hálózatok szelektív
biztonsági intézkedései" táblázatban.
A szoftver rugalmassága nagy veszélyt jelenthet a rendszer
biztonságára. Minden operációs rendszernek megvannak a
gyenge pontjai, amiket a rendszer létrehozói ismernek a
legjobban. A program késôbbi megváltoztatása csak
úgy-ahogy védhetô ki hardveres írásvédelemmel. A
file-okhoz való hozzáférési jogot táblázatok tárolják --
ezek védelme különösen fontos.
A mester-kulcsok bevivôi, a rejtjelzési algoritmusok
létrehozói, az adatbázis-menedzserek és biztonsági
felügyelôk felelôsségét meg kell osztani. Egy jól
felépített rendszerben teljesen világosnak kell lennie
annak, hogy ki miért és milyen mértékig felelôs.
A technológia fejlôdése önmagában még nem biztosíték a
biztonságra. Ma már nem nehéz elkészíteni egy olyan
programot, amely értelmezi egy kommunikációs vonal bináris
mintázatait, s ""kivonatolja" a szükséges adatokat. A
helyi hálózatokon (LAN) és az elektronikus postán átvitt
adatokhoz könnyen hozzá lehet férni, ezért külön
rejtjelezés nélkül ezek nem biztonságosak.
A matematikailag feltétlenül biztos rejtjelezô eljárást
Vernam az AT&T-nél már 1917-ben megalkotta @K(2)@N. Az ô
eljárásának lényege a következô: az eredeti szöveg
(plaintext) minden karakterét bitenkénti XOR mûvelettel
összekombinálta véletlenszerû számokkal. Egy kalapból
kihúzott véletlenszerû számsort rávittek egy lyukszalagra
(ez adta a kulcsfolyamatot) és az eredeti szöveget egy
másik olvasóra vitték. A visszafejtés ugyanezzel a
kulcsfolyamattal történt. Mivel bármilyen azonos
hosszúságú rejtjeles szöveg egy ismeretlen véletlenszerû
kulccsal csak az utóbbi ismeretében fejthetô meg, ezért az
utóbbit csak egyetlen alkalommal használják. Innen az
eljárás neve: ""egyszeri szalag", melynek jelentôségét
aláhúzza, hogy a Moszkva--Washington ""forró drót" is ezt
az eljárást alkalmazza.
A rejtjelezés elméletéhez az egyik legjelentôsebb
hozzájárulás egy amerikai tudós, Shannon cikke @K(3)@N
volt, amit nem sokkal közismert matematikai
kommunikációelméletének kidolgozása után írt. Ebben
kétféle biztonságot definiált:
-- feltétlenül biztos rendszerek;
-- számításilag biztos rendszerek.
Egy rejtjeles szöveg (kriptogram) akkor lehet feltétlenül
biztos, ha az egyetlen helyes megoldáshoz nem ad elégséges
információt. Ehhez Shannon egy úgynevezett ""unicitási
távolságot" definiált, ami egyszerûen azt jelenti, hogy az
eredeti szöveg redundanciájának meg kell haladnia a kulcs
információját. Egy monoalfabetikus helyettesítô rejtjelezô
kulcsméret 26!; log2 26! = 88, valamint ha az eredeti
szöveg, mint írott szöveg redundanciáját 80%-nak vesszük,
akkor minden karakter 3,8 bit redundanciát hordoz. Ezért
bármilyen 88/3,8 azaz körülbelül 23 karakternél hosszabb
szöveg alkalmas lehet a monoalfabetikus rejtjelezés
feltörésére, mivel az unicitási távolság 23.
Mivel az egyszeri szalag unicitási távolsága végtelen,
ezért mai ismereteink szerint ez az egytelen matematikailag
feltétlenül biztos rendszer.
Bár a számításilag kivihetetlen feltörô eljárásnak nincs
definíciója, ma olyan nézet van, hogy egy 10^25 lépést
meghaladó számítás nem kivitelezhetô, ha a ""lépést" egy
LSI morzsával 1 milliomod másodperc alatt végezhetô
mûveletnek vesszük. A termodinamikai határ az ismert
eljárásokra szorítkozik: ha feltételezzük, hogy minden
logikai lépés @KkT@N energiát fogyaszt (ahol @Kk@N a
Boltzmann állandó és @KT@N az abszolút hômérséklet) továbbá
azt véve, hogy a számítás 100 K-en történik, kimutatható,
hogy az 1000 év alatt elvégezhetô mûveletek száma 3x10^48.
A különbözô adatvédelmi rendszerek megjelenése és a
hálózatok összekapcsolásának igénye magával hozta a
szabványosítás igényét is. Ezt felismerve az Egyesült
Ållamok Szabványhivatala (NBS, újabb nevén NST) 1973-ban
kiírt egy pályázatot olyan rejtjelezô algoritmus
kidolgozására, melynek a következô követelményeket kellett
kielégítenie:
1. Adjon magasszintû biztonságot.
2. Teljesen specifikált és könnyen elérhetô legyen.
3. Az algoritmus által nyújtott titkosság ne legyen az
algoritmus titkosságának függvénye.
4. Minden felhasználó és gyártó számára hozzáférhetô
legyen.
5. Legyen alkalmazható egymástól nagyon különbözô
felhasználási területeken.
6. Elektronikus eszközökkel gazdaságosan megvalósítható és
hatékony legyen.
7. Alá lehessen vetni érvényesítésnek (validation).
8. Legyen exportálható.
A beérkezett válaszok kiábrándítóak voltak: sok matematikus
kiforratlan, további fejlesztést kívánó algoritmust
javasolt, s olyan is volt, aki újból felfedezte az
""egyszeri szalagot". Ezért 1974 augusztusában másodszor
is kiírták a pályázatot. A pályázatok többsége ekkor sem
felelt meg a követelményeknek. Egyedül az IBM Lucifer
algoritmusa felelt meg minden pontnak. Kimutatták, hogy ha
minden rejtjelezô kulcs tesztelésére 1 pikosec-et vesznek,
akkor az eljárás kívülrôl való feltöréséhez 10^19 év
szükséges.
Már Shannon rámutatott a szorzat-elven mûködô rejtjelezôk
ama sajátosságára, hogy önmagukban gyenge mûveletek
eredményezhetik a kívánt titkosságot. Itt két mûvelet
néhányszori ismétlését végzik: a bináris bitek
felcserélését (Shannon szerint ez a diffúzió), valamint a
bitmintázatok szisztematikus lecserélését helyettesítô
(look-up) táblák (a Substitution vagy egyszerûen csak
S-boxok) segítségével (ezt Shannon konfúziónak nevezte).
A Lucifer 128 bites blokkhosszúságával két, egymástól
különbözô S-dobozos fokozatot használt, ugyanakkor a
kulcsméret is 128 bit volt azáltal, hogy mindegyik kulcsot
négyszer alkalmazták. A Lucifer egy további újítása a
szorzatrejtjelezôk mellett a megszakításnak nevezett
folyamat, amely kiválasztott kulcsbitek modulo|2
kombinációit képezte.
Az algoritmus értékelése 18 hónapig tartott az NBS-nél, s
végül 1977-ben került nyilvánosságra a DES (Data Encryption
Standard), amelyet az American National Standards Institute
adatrejtjelezési algoritmusnak nevezett (DEA). (Az
oda-vissza mûvelet logikai folyamatábrája az 1. ábrán
látható).
A bemenet (plaintext) és a megfejtett kimenet (ciphertext)
64 bites. A kulcsblokk révén csak 56 bit lép be közvetlenül
az algoritmusba, míg a fennmaradó nyolc bitet az USA
szövetségi törvénye páratlan paritási célokra tartotta
fenn. Az algoritmus építôelemei permutációk, lecserélések
és modulo|2 összeadások.
A permutáció is háromféle (2. ábra):
1. Egyenes -- a bitek egyszerûen át vannak rendezve.
2. Expandált (E-permutáció) -- néhány bitet duplikálnak és
átrendeznek.
3. Permutálva kiválasztott (P-permutáció) -- néhány bit ki
lesz hagyva, az eredmény sorrendje pedig meg lesz keverve.
A lecseréléshez -- szemben a Lucifer 4 bites S-dobozaival
-- a DES nyolc különbözô, 6 bit bemenetû és 4 bit kimenetû
S-dobozt használ.
3. ábránk az algoritmus további megértését elôsegítô
létradiagramot mutatja. Az @KR@N és @KL@N regiszterek
közötti cserét a @Kk1--k16@N-os kapcsolók vezérlik, ezek a
fô rejtjelezô kapcsoló által szolgáltatott 48 bites
mintázatok. Az E- és P-permutációk, és az S-dobozok ezen az
ábrán az F-funkcióban összevontan szerepelnek.
Bár 1988. január 1. óta az Egyesült Ållamokban kormányzati
célokra nem a DES-t, hanem a National Security Agency (NSA)
által I. és II. típusúaknak nevezett algoritmusokat
használják (ezek szigorúan titkosak és az USA-ból nem
exportálhatók), ma már -- amikor a rendszerszervezôk gyors
LSI eszközöket alkalmaznak -- kétségtelen, hogy a
DES-implementációk rendkívül népszerûek, és sok
kereskedelmi adatbiztonsági rendszerben alkalmazzák ezeket.
Mivel még egy magán hálózatot is meg kell védeni a jogtalan
beavatkozástól, a nyilvános hálózatokon pedig egyenesen
kötelezô a rejtjelezés, háromféle védelem képzelhetô el:
@K1. Kapcsolatonkénti rejtjelezés (link-by-link).@N Ez a
védelem a hálózat legsebezhetôbb elemeit, a vonalakat
tartja szem elôtt. A rejtjelezés ekkor nem veszi figyelembe
az üzenetek struktúráját -- például a fejlécek jelenlétét
-- és lényegében az OSI modell egyes és kettes rétegére
szorítkozik. Fôleg hardveres védelem.
@K2. Végzôdésenkénti rejtjelezés (end-to-end).@N Ekkor a
kommunikációs hálózatot egyetlen entitásnak tekintjük,
amely a rejtjeles üzenet számára átlátszó. Az OSI modellben
ez a 3--7-es rétegek bármelyikében történhet.
@K3. Csomópontonkénti rejtjelezés (node-by-node).@N Ekkor
csupán a felhasználói adatok lesznek rejtjelezve, a
fejlécek nem, mégpedig azért, hogy a rendszerhibák ne
okozzanak rossz rendeltetési csomópontot. A rejtjelezô
kulcs váltásának problémája a node-on belüli, fizikailag
biztonságos modullal van megoldva, amely tartalmazza az
összes kulcsot. Egy üzenet beérkezésekor külön kulcsok
vannak a bejövô és a kimenô vonalra.
A fenti három eljárás közül az utolsó a legkevésbé
szerencsés. Egyrészt mivel az összes fejléc és irányító
adat tiszta -- szemben a kapcsolatonkénti módszerrel --,
elvesztettük a forgalombiztonságot, másrészt pedig elvész a
végzôdésenkénti módszer elônye a felhasználói adatok
elválasztásával.
Akkor egy hálózatban hol célszerû a rejtjelezés?
@KÖkölszabály:@N vagy nagyon alacsony, vagy magasabb
szinten! Elôbbi esetben forgalomtitkosság, utóbbiban külön
védett adatáramlás biztosítható. A legtöbb kereskedelmi
alkalmazásnál a forgalomtitkosság nem kap hangsúlyt, ezért
ilyen esetben az end-to-end rejtjelzés a legjobb.
@KVörös Gábor@N
@VIrodalom:@N
@K(1)@N Baker: Computer Security Handbook. TAB
Professional and Reference Books, Second Edition, 1991.
@K(2)@N Davies, Price: Security for Computer Networks.
John Wiley & Sons, Second Edition, 1989.
@K(3)@N Shannon: Communication Theory of Secrecy Systems.
Bell System Technical Journal. vol. 28., p. 656., Oct.
1949.
@VHálózatok szelektív biztonsági intézkedései (1)@N
@VIntézkedés Osztály@N
Szünetmentes tápellátás Katasztrófa
Biztonsági megbízott kijelölése Katasztrófa, fizikai
Hordozók megbízhatósága és azonosítása Adminisztratív, fizikai
Rejtjeles védelem Mûszaki
Hozzáférés megszorítása Fizikai, adminisztratív
A felhasználói kulcsszavak dinamikus megváltoztatása Mûszaki
Tranzakciós privilégiumok a terminálok számára Mûszaki
A felhasználás figyelése s naplózása Mûszaki, adminisztratív
A számítógép által generált jelszavak
printjeinek lezárt borítékban való tárolása Adminisztratív
Távoli terminál felhasználói beleegyezés Adminisztratív
A berendezés leválasztása Katasztrófa
A termelô és a tesztrendszer szétválasztása Mûszaki
Terminálazonosítás Mûszaki
Jelvények (badge) általános használata Fizikai, adminisztratív