Усовершенствования, связанные с ключами увеличенной длины в сертификатах и ID

В этой лекции мы обсудим усовершенствования, внесенные в инфраструктуру общих ключей (public key infrastructure, PKI) в Lotus Notes и Domino 7. Вы можете использовать личные ключи для того, чтобы сделать аутентификацию и шифрование, являющиеся основами безопасности Notes и Domino, еще более защищенными, чем они уже есть. Мы обсудим следующие темы:

• как используется PKI в Notes и Domino;
• каким образом более длинные ключи увеличивают безопасность;
• вопросы управления идентификаторами и ключами;
• смена ключей для клиентов и серверов в Notes и Domino 7.

5.1 Как в Notes и Domino используется инфраструктура общих ключей

Система Lotus Notes была разработана для того, чтобы пользователи могли вести совместную работу и обмениваться информацией. Одним из ключевых элементов, которые помогли Notes преуспеть в этой области, является безопасность. Чтобы люди могли доверять системе, которая была создана для совместного доступа к информации, пользователи должны быть уверены, что система может и будет ограничивать общий доступ к информации так, чтобы к ней не могли обращаться люди, не имеющие права видеть или изменять ее.

Обычно специалисты по компьютерной безопасности любят делить мир на "хороших парней", которые хотят защитить свои системы и информацию, и "плохих парней", которые хотят взломать и прочитать конфиденциальные данные. Одним из способов, которым "хорошие парни" защищают свои системы, является криптография, использующая математические методы преобразования свободно читаемых данных, которые называются открытым текстом (plaintext), в нечитаемые данные, называющиеся зашифрованным текстом (cryptotext). У криптографии есть две главных ветви - общие ключи (public keys) и секретные ключи (secret keys), которые также называются асимметричными и симметричными алгоритмами, соответственно. В Lotus Notes и Domino используются как общие, так и секретные ключи, и, как во многих других использующихся на практике системах безопасности, они объединены в гибридных методах, поскольку система, применяющая только общие ключи для обмена сообщениями, будет неэффективна.

Краеугольным камнем надежной системы компьютерной безопасности является аутентификация - процесс определения подлинности пользователей, а также серверов, чтобы можно было применять имеющиеся ограничения доступа. Существует множество разных способов выполнения аутентификации, некоторые из которых сравнительно слабо защищенные, например приглашение ввести имя и пароль, а некоторые - гораздо надежнее. Компания Lotus решила реализовать более надежную систему аутентификации с помощью криптографии на основе общих ключей. Файлы сертификатов и ID, а также книга имен и адресов (которая теперь называется Domino Directory) в Notes обеспечивают безопасную аутентификацию в Notes и Domino с самой первой версии этой системы. В сочетании эти компоненты образуют инфраструктуру общих ключей Notes и Domino, или сокращенно PKI.

Краткое описание того, как в системе Notes и Domino используется PKI

Математика, лежащая в основе шифрования с использованием общих ключей, выходит за рамки данного курса, но мы перечислим основные принципы, на которых основывается PKI Domino.

• Существует 3 типа сущностей, для которых PKI осуществляет аутентификацию и помогает защитить данные:
  • сертификаторы;
  • серверы;
  • пользователи.
• Каждая сущность имеет 2 математически связанных друг с другом ключа, которые в действительности представляют собой очень большие числа:
  • общий ключ;
  • личный ключ.
• Хотя эти два ключа связаны математически, требуется очень много времени и вы числительных мощностей, чтобы вычислить один из них по другому. Чем больше цифр (или битов) в этих больших числах, тем больше требуется времени и вычислительных мощностей и тем надежнее аутентификация и защита.
• В Notes и Domino для всех операций с общими и личными ключами используется алгоритм RSA,
• Личный ключ сущности надежно хранится в ее ID-файле и используется для следующих целей:
  • электронная подпись того, что сущность посылает другим сущностям;
  • дешифрование ключей массивов информации, которыми шифруются сообщения, которые другие сущности посылают данной сущности.
• Общий ключ сущности хранится в Domino Directory, где к нему может обратиться каждый. Он используется для следующих целей:
  • шифрование массива данных, который другая сущность отправляет в сообщении для данной сущности;
  • проверка подписи в сообщениях, полученных от других сущностей.
• Аутентификация, основанная на безопасности цифровых подписей:
  • сертификаторы подписывают сертификаты, добавляемые в ID сервера и пользователя;
  • серверы и пользователи обмениваются подписанными сертификатами для установления доверительных отношений, а затем они подписывают идентификационные данные, чтобы доказать, что они являются теми, за кого себя выдают.
• Шифрование представляет собой процесс, состоящий из четырех этапов:
  • Создание ключа массива информации, который является гораздо более коротким, чем личный или общий ключ.
  • Шифрование данных с помощью короткого ключа и алгоритма шифрования:
    • RC2 - это блочный шифр, используемый для шифрования полей;
    • RC4 - это потоковый шифр, применяемый для шифрования на сетевых портах.
  • Шифрование короткого ключа при помощи общего ключа получателя в соответствии с алгоритмом RSA для шифрования общим ключом. Этот этап повторяется для каждого получателя зашифрованных данных.
  • Объединение зашифрованных данных с зашифрованным ключом, чтобы можно было послать данные получателям.