Чем отличаются новый и старый ГОСТ для электронной подписи

Цифровая подпись позволяет заверить электронный документ и подтвердить авторство, а также неизменность данных после подписания. Для защиты содержащейся информации и невозможности подделки при формировании ЭП используются средства криптографического преобразования. А поскольку электронный реквизит имеет юридическую силу, на него распространяется специальный государственный стандарт. В него входят все основные положения об ЭЦП и определения, процессы формирования и заверения документов.

Стандарт ЭЦП

В связи с введением в информационное пространство понятия «электронная подпись» в России был разработан ГОСТ Р 34.10-2001 «Информационная технология. Криптографическая защита информации». Введен стандарт в оборот 01.07.2002 года. Затем под влиянием развивающихся технологий и меняющихся требований к безопасности был создан национальный стандарт ГОСТ Р 34.10-2012 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной подписи».

Переход на новый ГОСТ стал длительным по нескольким причинам. Аккредитованным центрам для работы по ГОСТу необходимо приобрести новое оборудование, отвечающее требованиям документа. Также требуется время для подготовки информационной системы к приему и проверке электронных подписей по новому стандарту.

С учетом обстоятельств ФСБ выпустило официальное Письмо от 07.09.2018 г. под номером 149/7/6-363 о продлении срока действия старого ГОСТа до 31.12.2019 г. Следом Министерство цифрового развития, связей и массовых коммуникаций распространило Уведомление о переходе на ЭП по ГОСТу от 2012 г:

• Срок действия первого стандарта продлен до 31.12.2019 г.;
• До конца 2018 принимаются сертификаты по ГОСТу-2001;
• С 01.01.2019 г. аккредитованные УЦ обязаны остановить выпуск квалифицированных сертификатов по старому ГОСТу;
• УЦ обязаны сообщить владельцам сертификатов старого образца, что с 01.01.2019 г. сертификаты по ГОСТу-2001 будут недействительны.

Вся информация о вводе нового законопроекта доводится до сведения заинтересованных лиц и лежит в открытом доступе на сайтах удостоверяющих центров.

Чем отличается новый ГОСТ от старого

Первая форма государственного стандарта от 23.05.1993 г. называется «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки цифрового реквизита на базе асимметричного криптографического алгоритма». Этот стандарт был разработан для установления процесса выработки и проверки ЭД с использованием цифровой подписи. В результате процесса проверки обеспечивается защита передаваемых сообщений от незаконного вмешательства сторонних лиц, от искажения информации и подтверждается авторство лица, заверившего документ.

Старый ГОСТ и его редакция от 2001 года имеют много общего. Основные различия заключаются в следующем:

• В первой редакции предусмотрено проведение части операций над полем. В новой версии это действие происходит над точками эллиптической кривой;
• Различный механизм получения числа p{displaystyle p}, q {\displaystyle q} и a {\displaystyle a}.

Электронная подпись ГОСТ 34, разработанная в 2001 году, имеет более высокий уровень защиты, чем ее предшественник. Однако базовые понятия и термины остались в новой формулировке стандарта неизменны.

Термины и обозначения

В ГОСТе от 2012 года больше внимания уделяется вопросам защиты сообщений от искажений и подделок. Терминология и концепция нового стандарта связана с соответствующими стандартами ИСО — Международной организации по стандартизации. Предназначен ГОСТ для использования при создании новых систем обработки информации и усовершенствования действующих.

К основным терминам ГОСТа относят:

• Дополнение. Это строка бит, состоящая из цифровой подписи и текста;
• Ключ подписи (КП) — уникальная комбинация зашифрованной информации, предназначенная для конкретного пользователя и используемая при создании подписи;
• Ключ проверки — это элемент информации, связанный математической функцией с КП. Без него невозможна проверка подписи;
• Параметр схемы ЭЦП — часть данных, общая для всех лиц схемы электронной подписи, и известная или доступная всем пользователям;
• Процесс создания подписи. Основан он на одновременном использовании сообщения, ключа подписи и параметров схемы;
• Свидетельство — часть информации, подтверждающей достоверность ЭП.

Также термины включают в себя:

• Последовательность псевдослучайных чисел. Это результат выполнения арифметического действия, использованная взамен последовательности случайных чисел;
• Процесс проверки ЭП. Проводится для подтверждения правильности ЦП с использованием подписанного сообщения, ключа проверки и параметров схемы;
• Сообщения — определяются как строчки бит с определенной длиной;
• Случайное число — число, выбранное из массы чисел так, что вероятность выбора каждой отдельной цифры одинакова;
• Хэш-код — это строка, имеющая внутреннюю структуру, которая зависит от определенного метода создания ЭП. Является результатом формирования подписи.

Хэш-функция — функция, преображающая строку бит в строку определенной длины с 3 свойствами:

• Ее значение не позволяет определить данные, отраженные в значении;
• Для заданной исходной информации сложно подобрать данные, чтобы получить аналогичный результат;
• Невозможно вычислить другую пару исходных данных с аналогичным значением хэш-функции.

В ГОСТе для сохранения преемственности терминологии с действующей российской нормативной документаций термины «цифровая» и «электронная цифровая подпись» являются равнозначными.

К основным обозначениям, описанным в стандарте, относят:

• Vl — объем всех доступных двоичных векторов с длиной l бит;
• V — объем всех доступных произвольных по длине двоичных векторов;
• Z — целые числа;
• p — простые числа от 3 до бесконечности;
• F(p) — простое поле, состоящее из множества простых целых чисел;
• M — сообщение, созданное пользователем;
• — объединение пары двоичных векторов;
• a,b — данные эллиптической кривой;
• m — группы точек, расположенные на кривой;
• q — подгруппа точек эллиптической кривой;
• O — нулевая точка на кривой;
• P — точка эллиптической кривой, принадлежащая к подгруппе;
• d — целое число в ключе электронной подписи.

Специальное обозначение имеет точка на эллиптической кривой, принадлежащая ключу проверки и цифровая подпись, поставленная под сообщением пользователя.

Общие положения ГОСТа

Создание ЭП состоит из 3 последовательных процессов:

• Формирование ключа;
• Создание подписи;
• Проверка ЭП.

Этап генерации ключей в стандарте не рассматривается, поскольку методы их реализации зависят от субъектов, принимающих участие в процессе. Данные субъекты устанавливают параметры самостоятельно. Механизм создания цифровой подписи осуществляется в 2 этапа: формирование и проверка. Цель процесса — установление личности, заверившей электронный документ.

Дополнительно ЭП позволяет:

• Контролировать целостность и неизменность документа после его заверения;
• Подтвердить доказательно подпись ЭД;
• Защитить документ от подделки и вмешательства сторонних лиц.

На схеме подписанное ЭЦП сообщение выглядит так:

В поле «Текст» содержится информация о времени или личные данные субъекта, заверившего документ. Данная схема является обязательной к реализации с использованием группы точек эллиптической кривой, которая задается от конечного простого поля. Обязательным также является применение в работе хэш-функции.  Криптографические особенности схемы и высокая степень ее безопасности определяется сложностью решения дискретной логарифмированной задачи в группе точек ЭК и использованием функции хэширования.

Формирование ЭЦП

Получение ЭП под сообщением происходит в несколько этапов по определенному алгоритму:

1. Вычисление хэшированного сообщения;
2. Вычисление двоичного числа;
3. Генерация псевдослучайного числа, походящего по условиям к неравенству;
4. Вычисление точки ЭК;
5. Вычисление двоичного вектора и определение электронной подписи, как конкатенации пары двоичных векторов.

Процесс создания цифровой подписи можно представить так:

На выходе получается уникальный набор зашифрованных символов, подтверждающий авторство и устанавливающий личность заверителя.

Проверка ЭП

После формирования ЭП происходит процесс ее проверки, который также состоит из нескольких этапов. На первом вычисляются целые числа, а при получении неравенства 0<r

Затем определяется целое число: и вычисляются значения для

После определения точек эллиптической прямой и решения уравнения проверяется равенство R=r.

Визуально процесс проверки подписи выглядит так:

При выполненном условии подпись принимается, при невыполненном является неверной.

Контрольный пример

Для примера и понимания, как работает механизм и схема электронной подписи, можно разобрать случай со следующими заданными параметрами:

• Модулю эллиптической кривой присвоено значение 5789604461865809771178549250434395392//634992332820282019728792003956564821041 в степени 10 и p=8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000431 в степени 16;
• Коэффициенты кривой со значением для а — 7 в 10 степени и 7 в 16 степени, для b — 43308876546767276905765904595650931995//942111794451039583252968842033849580414 в 10 степени и 5FBFF498AA938CE739B8E022FBAFEF40563F6E6A3472FC2A514C0CE9DAE23B7E в 16 степени.

При расчете порядка группы точек на ЭК принимают значение m, равное 5789604461865809771178549250434395392//7082934583725450622380973592137631069619 в 10 степени и m=8000000000000000000000000000000150FE8A1892976154C59CFC193ACCF5B3 в 16 степени. Для расчета порядка подгруппы циклической группы точек на ЭК значение для

q=8000000000000000000000000000000150FE8A1892976154C59CFC193ACCF5B3 в 16 степени.

Ключ проверки цифровой подписи имеет следующие координаты:

• x(q)=57520216126176808443631405023338071//176630104906313632182896741342206604859403 в степени 10;
• x(q)=7F2B49E270DB6D90D8595BEC458B5//0C58585BA1D4E9B788F6689DBD8E56FD80B в степени 16;
• y(q)=17614944419213781543809391949654080//031942662045363639260709847859438286763994 в степени 10;
• y(q)=26F1B489D6701DD185С8413A977B3//CBBAF64D1C593D26627DFFB101A87FF77DA в степени 16.

Ключ самой подписи выглядит в этом примере так: 7A929ADE789BB9BE10ED359DD39A72C//11В60961F49397EEE1D19СЕ9891ЕС3В28 в степени 16.

Цифровая подпись используется как физическими лицами, так и индивидуальными предпринимателями, и компаниями. Она подтверждает подлинность документа и позволяет установить его авторство и неизменность после заверения. Для контроля за работой ЭЦП и поддержания высокого качества безопасности передаваемой информации был создан специальный ГОСТ. Стандарт разработан с учетом требований современных информационных технологий, и включает все основные определения, принципы работы и формирования ЭЦП, а также алгоритмы и контрольные примеры. Его соблюдение обязательно для всех создателей и пользователей цифрового реквизита, а дополнения к действующему ГОСТу публикуются в ежегодном справочнике, и доступны для ознакомления в электронном виде.