Протокол доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации
Использование доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации можно пояснить на конкретном примере. Предположим, что имеется пещера. Вход в пещеру находится в точке А, а в точке В пещера разветвляется на две половины — С и D. У пещеры есть секрет: только тот, кто знает волшебные слова, может открыть дверь, расположенную между С и D.
Антону волшебные слова известны, Борису — нет. Антон хочет доказать Борису, что знает волшебные слова, но так, чтобы Борис по-прежнему оставался в неведении относительно этих слов. Тогда Антон может воспользоваться следующим протоколом:
1. Борис стоит в точке А.
2. По своему выбору Антон подходит к двери либо со стороны точки С,
либо со стороны точки D.
3. Борис перемещается в точку В.
4. Борис приказывает Антону появиться или через левый проход к двери,
или через правый.
5. Антон подчиняется приказу Бориса, в случае необходимости используя
волшебные слова, чтобы пройти через дверь.
6. Шаги 1—5 повторяются n раз, где n — параметр протокола.
Допустим, что у Бориса есть видеокамера, с помощью которой он фиксирует все исчезновения Антона в недрах пещеры и все его последующие появления. Если Борис покажет записи всех n экспериментов, произведенных им совместно с Антоном, могут ли эти записи послужить доказательством знания Антоном волшебных слов для другого человека (например, для Владимира)?
Вряд ли. Владимир никогда не сможет удостовериться в том, что Антон каждый раз предварительно не сообщал Борису о своих намерениях, чтобы потом Борис приказывал ему выходить именно с той стороны двери, с какой Антон зашел. Или что из сделанной видеозаписи не вырезаны все неудачные эксперименты, в ходе которых Антон не смог выполнить распоряжения Бориса.
Это означает, что Борис не в состоянии убедить Владимира, лично не присутствовавшего при проведении экспериментов в пещере, в том, что Антон действительно подтвердил свое знание секрета. А значит использованный Антоном протокол доказательства характеризуется именно нулевым разглашением конфиденциальной информации. Если Антон не знает волшебные слова, открывающие дверь в пещере, то, наблюдая за Антоном, не сможет ничего узнать и Борис. Если Антону известны волшебные слова, то Борису не поможет даже подробная видеозапись проведенных экспериментов. Во-первых, поскольку при ее просмотре Борис увидит только то, что уже видел живьем. А во-вторых, потому что практически невозможно отличить сфальсифицированную Борисом видеозапись от подлинной.
Протокол доказательства с нулевым разглашением срабатывает в силу того, что не зная волшебных слов, Антон может выходить только с той стороны, с которой зашел. Следовательно лишь в 50% всех случаев Антон сумеет обмануть Бориса, догадавшись, с какой именно стороны тот попросит его выйти. Если количество экспериментов равно n, то Антон успешно пройдет все испытания только в одном случае из 2n. На практике можно ограничиться n=16. Если Антон правильно исполнит приказ Бориса во всех 16-ти случаях, значит он и правда знает секрет волшебных слов.
Пример с пещерой является наглядным, но имеет существенный изъян. Борису значительно проще проследить, как в точке В Антон поворачивает в одну сторону, а потом появляется с противоположной стороны. Протокол доказательства с нулевым разглашением здесь попросту не нужен.
Поэтому предположим, что Антону известны не какие-то там волшебные слова, типа “Сезам, откройся”. Нет, Антон владеет более интересной информацией — он первым сумел найти решение этой труднорешаемой задачи. Чтобы доказать данный факт Борису, Антону совсем не обязательно всем и каждому демонстрировать свое решение. Ему достаточно применить следующий протокол доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации:
1. Антон использует имеющуюся у него информацию и сгенерированное
случайное число, чтобы свести труднорешаемую задачу к другой труднорешаемой задаче, изоморфной исходной задаче. Затем Антон решает эту новую задачу.
2. Антон задействует протокол предсказания бита для найденного на
шаге 1 решения, чтобы впоследствии, если у Бориса возникнет необходимость ознакомиться с этим решением, Борис мог бы достоверно убедиться, что предъявленное Антоном решение действительно было получено им на шаге 1.
3. Антон показывает новую труднорешаемую задачу Борису,
4. Борис просит Антона или доказать, что две труднорешаемые задачи
(старая и новая) изоморфны, или предоставить решение, которое Антон должен был найти на шаге 1, и доказать, что это действительно решение задачи, к которой Антон свел исходную задачу на том же шаге.
5. Антон выполняет просьбу Бориса.
6. Антон и Борис повторяют шаги 1—6 n раз, где n — параметр
протокола.
Труднорешаемые задачи, способ сведения одной задачи к другой, а также случайные числа должны по возможности выбираться так, чтобы у Бориса не появилось никакой информации относительно решения исходной задачи даже после многократного выполнения шагов протокола.
Не все труднорешаемые задачи могут быть использованы при доказательстве с нулевым разглашением конфиденциальной информации, однако большинство из них вполне пригодны для таких целей. Примерами могут служить отыскание в связном графе цикла Гамильтона (замкнутого пути, проходящего через все вершины графа только один раз) и определение изоморфизма графов (два графа изоморфны, если они отличаются только названиями своих вершин).
- Группа подготовки издания:
- 199034, Санкт-Петербург, 9-я линия, 12. Предисловие
- Компьютерная безопасность Глава 1
- Угрозы компьютерной безопасности Компьютерная преступность в России
- Тенденции
- Internetкак среда и как орудие совершения компьютерных преступлений
- Синдром Робина Гуда
- История одного компьютерного взлома
- Компьютер глазами хакера
- Кто такие хакеры
- Методы взлома компьютерных систем
- Атаки на уровне систем управления базами данных
- Атаки на уровне операционной системы
- Атаки на уровне сетевого программного обеспечения
- Защита системы от взлома
- Глава 2
- Программы-шпионы Программные закладки
- Модели воздействия программных закладок на компьютеры Перехват
- Искажение
- Уборка мусора
- Наблюдение и компрометация
- Защита от программных закладок
- Защита от внедрения программных закладок
- Выявление внедренной программной закладки
- Удаление внедренной программной закладки
- Троянские программы
- Откуда берутся троянские программы
- Где обитают и как часто встречаются троянские программы
- Как распознать троянскую программу
- Клавиатурные шпионы
- Имитаторы
- Фильтры
- Заместители
- Как защитить систему от клавиатурных шпионов
- Глава 3
- Парольная защита операционных систем Парольные взломщики
- Что такое парольный взломщик
- Как работает парольный взломщик
- Взлом парольной защиты операционной системыUnix
- Взлом парольной защиты операционной системыWindows nt База данных учетных записей пользователей
- Хранение паролей пользователей
- Использование пароля
- Возможные атаки на базу данныхSam
- Защита системы от парольных взломщиков
- Как сделать парольную защитуWindows 95/98 более надежной
- Как установить парольную защитуWindows 95/98
- Почему парольная защита Windows 95/98 ненадежна
- Как предотвратить несанкционированную загрузку системы
- Как запретить кэширование паролей вWindows 95/98
- Соблюдайте осторожность: парольная защита ненадежна
- Глава 4
- Безопасность компьютерной сети Сканеры
- Сканер в вопросах и ответах Что такое сканер?
- Каковы системные требования для работы со сканерами?
- Трудно ли создать сканер?
- Что не по силам даже самому совершенному сканеру?
- Насколько легальны сканеры?
- В чем различие между сканерами и сетевыми утилитами?
- Сканер в действии
- Satan, Jackal и другие сканеры
- Анализаторы протоколов
- Локальное широковещание
- Анализатор протоколов как он есть
- Защита от анализаторов протоколов
- Криптографические методы защиты информации Глава 5
- Основы криптографии Зачем нужна криптография
- Терминология Шифрование и расшифрование
- Аутентификация, целостность и неоспоримость
- Шифры и ключи
- Симметричные алгоритмы шифрования
- Алгоритмы шифрования с открытым ключом
- Криптоаналитические атаки
- Надежность алгоритма шифрования
- Сложность криптоаналитической атаки
- Шифры замены и перестановки
- Шифры замены
- Шифры перестановки
- Роторные машины
- Операция сложения по модулю 2
- Одноразовые блокноты
- Компьютерные алгоритмы шифрования
- Глава 6
- Криптографические ключи Длина секретного ключа
- Сложность и стоимость атаки методом тотального перебора
- Программная атака
- "Китайская лотерея"
- Биотехнология
- Термодинамические ограничения
- Однонаправленные функции
- Длина открытого ключа
- Какой длины должен быть ключ
- Работа с ключами
- Генерация случайных и псевдослучайных последовательностей
- Псевдослучайные последовательности
- Криптографически надежные псевдослучайные последовательности
- Генерация ключей
- Сокращенные ключевые пространства
- Плохие ключи
- Случайные ключи
- СтандартAnsi x9.17
- Нелинейные ключевые пространства
- Передача ключей
- Проверка подлинности ключей
- Контроль за использованием ключей
- Обновление ключей
- Хранение ключей
- Запасные ключи
- Скомпрометированные ключи
- Продолжительность использования ключа
- Уничтожение ключей
- Глава 7
- Криптографические протоколы Что такое криптографический протокол
- Зачем нужны криптографические протоколы
- Распределение ролей
- Протокол с арбитражем
- Протокол с судейством
- Самоутверждающийся протокол
- Протокол обмена сообщениями с использованием симметричного шифрования
- Протокол обмена сообщениями с использованием шифрования с открытым ключом
- Гибридные криптосистемы
- "Шарады" Меркля
- Цифровая подпись
- Подписание документов при помощи симметричных криптосистем и арбитра
- Подписание документов при помощи криптосистем с открытым ключом
- Отметка о времени подписания документа
- Использование однонаправленных хэш-функций для подписания документов
- Дополнительная терминология
- Несколько подписей под одним документом
- Неоспоримость
- Цифровая подпись и шифрование
- Основные криптографические протоколы Обмен ключами
- Обмен ключами для симметричных криптосистем
- Обмен ключами для криптосистем с открытым ключом
- Атака методом сведения к середине
- Блокировочный протокол
- Протокол обмена ключами с цифровой подписью
- Одновременная передача ключа и сообщения
- Множественная рассылка ключей и сообщений
- Аутентификация
- Аутентификация при помощи однонаправленных функций
- Отражение словарной атаки при помощи "изюминок"
- Периодическая сменяемость паролей
- Аутентификация при помощи криптосистем с открытым ключом
- Формальный анализ криптографических протоколов
- Многоключевая криптография с открытым ключом
- Множественная рассылка шифрованных сообщений
- Распределение ответственности
- Распределение ответственности и мошенничество
- Вспомогательные криптографические протоколы Отметка о времени создания файла
- Отметка о времени создания файла и арбитраж
- Связующий протокол
- Распределенный протокол
- Подсознательный канал
- Практическое применение подсознательного канала
- Неоспоримая цифровая подпись
- Цифровая подпись с назначенным конфирмантом
- Цифровая подпись по доверенности
- Групповые подписи
- Цифровая подпись с дополнительной защитой
- Предсказание бита
- Предсказание бита с помощью симметричной криптосистемы
- Предсказание бита с помощью однонаправленной функции
- Предсказание с помощью генератора псевдослучайных битовых последовательностей
- Бросание монеты
- Бросание монеты с помощью предсказания бита
- Бросание монеты с помощью однонаправленной функции
- Бросание монеты с помощью криптосистемы с открытым ключом
- Игра в покер
- Специальные криптографические протоколы Доказательство с нулевым разглашением конфиденциальной информации
- Протокол доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации
- Параллельные доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации
- Неинтерактивные протоколы доказательства с нулевым разглашением конфиденциальной информации
- Удостоверение личности с нулевым разглашением конфиденциальной информации
- Неосознанная передача информации
- Анонимные совместные вычисления
- Вычисление средней зарплаты
- Как найти себе подобного
- Депонирование ключей
- Депонирование ключей и политика
- Глава 8
- Надежность криптосистем
- Как выбрать хороший криптографический алгоритм
- Криптографические алгоритмы, предназначенные для экспорта из сша
- Симметричный или асимметричный криптографический алгоритм?
- Шифрование в каналах связи компьютерной сети
- Канальное шифрование
- Сквозное шифрование
- Комбинированное шифрование
- Шифрование файлов
- Аппаратное и программное шифрование Аппаратное шифрование
- Программное шифрование
- Сжатие и шифрование
- Как спрятать один шифртекст в другом
- Почему криптосистемы ненадежны
- Реализация
- Учет реальных потребностей пользователей
- Законодательные ограничения
- Слишком малая длина ключа
- Потайные ходы
- Шифрование вокруг нас
- Приложение Англо-русский криптологический словарь с толкованиями
- Лексикографические источники
- Сокращения Английские
- Русские
- Условные обозначения
- Криптологический словарь
- Глава 1 6
- Глава 2 24
- Глава 3 52
- Глава 4 75
- Глава 5 92
- Глава 6 110
- Глава 7 138
- Глава 8 204