Криптография и электронная подпись правила защиты данных типы данных в электронной таблице excel

Обновлено: 04.07.2024

Для осуществления электронного документооборота необходимо, чтобы документы были подписаны электронной подписью (ЭП, ЭЦП). Это обязательное условие, так как документ без подписи не может считаться юридически значимым. Рассказываем, что и в каком порядке нужно сделать, чтобы подписать документ электронной подписью.

Что потребуется

Документ следует подписывать только в окончательной редакции — какие-либо изменения в нём после подписания будут невозможны, иначе документ таким образом потеряет свою юридическую силу.

Чтобы подписать документ с помощью ЭЦП, вам потребуются:

Действующий сертификат квалифицированной электронной подписи.

КЭП — единственная ЭЦП, которая даёт документу юридическую силу без дополнительных соглашений между сторонами ЭДО.

Средства электронной подписи.

В связи с особенностями технологии электронной подписи владелец ЭЦП не может подписывать документы без специального ПО, которое пользователь должен установить на ПК.

Программа для создания ЭЦП — плагины, онлайн-сервисы и программы, устанавливаемые отдельно.

Как с помощью ЭЦП подписать документы формата Word и Excel

Чтобы документ, подписанный в Word или Excel, обладал юридической силой, необходимо предварительно установить КриптоПро Office Signature — специальный программный модуль, позволяющий создавать и проверять ЭЦП по алгоритмам программ Word и Excel.

Порядок действий при подписании документа для разных версий MS Office отличается. Для программ, начиная с версии MS Office 2010, алгоритм следующий:

на вкладке Файл перейти в разделе Сведения;

нажать кнопку Добавить электронную подпись (КриптоПро);

в окне Подписание нажать кнопку Изменить и выбрать личный сертификат ЭЦП;

после выбора сертификата нажать кнопку Подписать.

Если ключевой контейнер защищён паролем, нужно указать его в соответствующем окне.Если ключевой контейнер защищён паролем, нужно указать его в соответствующем окне.

Обратите внимание! Если создать подпись в одной версии КриптоПро Office Signature, а проверять её в другой, результат проверки может быть некорректным.

Как с помощью ЭЦП подписать документ в формате PDF

Для создания и проверки электронной подписи в программах для работы с PDF-файлами Adobe Acrobat, Adobe Reader предусмотрен модуль КриптоПро PDF.

Прежде чем подписывать документ, для работы с КриптоПро PDF нужно установить и настроить Acrobat Reader DC либо Adobe Acrobat Pro.

Рассмотрим настройку на примере Acrobat Reader DC:

Заходим в меню Редактирование → Установки → Подписи.

В блоке Создание и оформление нажимаем кнопку Подробнее.

В пункте Метод подписания по умолчанию выбираем КриптоПро PDF.

Чтобы подписать PDF-файл:

Откройте документ в Acrobat Reader DC

Выберите пункт Заполнить и подписать на панели инструментов справа.

Выберите пункт Сертификаты. Если его нет в списке, то необходимо добавить через настройки панели инструментов.

Нажмите Подписать.

Как создать и подписать файл в формате SIG с помощью ЭЦП

Как видно по изображению, файл с подписанным документом не только имеет другой формат, но и больше исходного по размеру. Это связано с добавлением подписи.

Чтобы сформировать документ в формате SIG или посмотреть содержимое документа с таким форматом, потребуется специальное ПО для шифрования и расшифрования данных, создания и проверки ЭЦП.

Как создать файл электронной подписи в формате SIG

Процесс создания документа в формате SIG мы рассмотрим на примере программы КриптоАРМ. Чтобы создать подписанный документ необходимо:

Выбрать исходный документ, кликнув по нему правой кнопкой мыши (1), выбрать в меню КриптоАРМ (2), затем – Подписать (3).

Выбрать в списке исходный файл для подписания. При необходимости можно добавить дополнительные файлы, которые нужно подписать.

Выбрать формат, в который будет преобразован исходный файл. По умолчанию установлен sig, поэтому менять в нашем случае ничего не нужно.

В блоке свойства подписи выбрать Подписано рядом с параметром Использование подписи (4). Если необходимо сохранить отдельный файл в формате SIG, отмечаем соответствующий параметр (5).

Нажать кнопку Выбрать(6) в окне Выбор сертификата подписи.

В Хранилище сертификатов выбрать сертификат ЭЦП из списка.

На последнем этапе создания документа с помощью Мастера нажать Готово.

После завершения операции подписания документа появится окно с результатами (7).

Готово! Документ в формате SIG создан и подписан.

Чтобы воспользоваться программой КриптоАРМ, потребуется лицензия, приобрести которую можно у нас на сайте. Если у вас ещё нет электронной подписи, оставьте заявку на её изготовление — наши менеджеры свяжутся с вами и проконсультируют по вопросам её получения в удостоверяющем центре
«Астрал-М», а также помогут подобрать удобный вариант тарифа.

Одно из полезных применений асимметричного шифрования — работа с электронной подписью. Рассказываем, как устроена ЭП изнутри и где она применяется.

Что такое электронная подпись

Электронная подпись — это технология, которая помогает подтвердить подлинность электронного документа: договора, справки, выписки или чего-то ещё.

Если упрощённо, работает так:

👉 Есть некий документ, подписанный ЭП

👉 С помощью специальной программы можно проверить подлинность этой подписи и документа

✅ Если программа говорит, что всё окей, то мы можем быть уверены: документ подписал именно тот, кто в нём указан; и с момента подписания в документе ничего не изменилось.

❌ Или программа может сказать, что подпись не совпала. Это значит, что либо документ подписал другой человек, либо после подписания кто-то изменил этот документ (например, дописал ноль в стоимость контракта). Так мы поймём, что этому документу нельзя доверять.

С технической точки зрения ЭП — небольшой файлик, который прилагается к искомому документу. Файлик пересылается вместе с основным документом, его можно передавать по открытым каналам связи, в нём нет ничего секретного.

Электронная подпись нужна, чтобы защищать договоры, выдавать официальные справки, заключать сделки и участвовать в торгах по госзакупкам.

Основа ЭП — асимметричное шифрование

Как работает: сертификаты

Электронная подпись состоит из двух принципиальных частей:

Сертификат для удостоверения подписывающего.
Криптографическая часть для проверки подлинности документа.

Грубо говоря, ЭП должна гарантировать, что документ подписали именно вы и что вы подписали именно этот документ.

В сертификате хранятся данные о владельце подписи:

кто владелец этой подписи;
открытый ключ для проверки подписи;
когда заканчивается срок действия подписи;
какого уровня документы можно подписывать этой подписью;
кто выдал сертификат;
и другие служебные данные.

Но смысл сертификата не в том, что там хранятся эти данные, а в том, кто эти данные туда положил. В России сертификаты и ЭП выдают специальные удостоверяющие центры — это компании, которые гарантируют, что сертификат выдаётся именно тому, кто в этом сертификате указан.

Чтобы получить сертификат, вы приходите лично в эту компанию (удостоверяющий центр), показываете документы, фотографируетесь. Вас заносят в базу удостоверяющего центра и выдают ключи электронной подписи. Так все участники электронного документооборота будут уверены, что все документы, подписанные вашими ключами, подписаны именно вами.

Как работает: алгоритмы шифрования

Допустим, вы уже сходили в удостоверяющий центр и получили на флешке сертификат и ключ электронной подписи. Теперь нужно скачать специальный софт, который и будет подписывать ваши документы и проверять чужие на подлинность.

Проблема в том, что ЭП основана на алгоритмах асимметричного шифрования, а их много: разложение на простые множители, дискретное логарифмирование, эллиптические кривые и множество других. Ключ из одного алгоритма не подойдёт для использования в другом, поэтому в России договорились использовать стандарт шифрования ГОСТ Р 34.10-2012, основанный на эллиптических кривых. Все государственные органы работают только с таким алгоритмом и не принимают другие ЭП.

Это значит, что нам нужен специальный софт, в котором уже есть этот алгоритм. Чаще всего используют КриптоПРО, реже — ViPNet CSP. С помощью этих программ можно подписать документы и проверить сертификаты на подлинность.

Принцип работы электронной подписи

Электронная подпись — это асимметричное шифрование наоборот: вы зашифровываете закрытым ключом, а расшифровать может кто угодно с помощью открытого ключа, который доступен всем.

Разберём по шагам:

В удостоверяющем центре вы получаете сертификат и ключ электронной подписи. Это закрытый ключ, который передавать никому нельзя. Открытый же ключ хранится в самом сертификате, который прикладывается к каждому документу и доступен всем.
Берёте нужный документ и получаете его криптографический хеш. Хеш — это небольшая строка, которая представляет собой «цифровой отпечаток» файла. У каждого файла с уникальным набором битов будет уникальный хеш, причём он всегда одинаковой длины. Подробнее о хешах мы писали, когда разбирали скандал с паролями Фейсбука.
Шифруете этот хеш своим закрытым ключом. Полученный результат шифрования добавляете к исходному документу.
Туда же добавляете сертификат, чтобы все могли проверить и убедиться, что документ подписали вы.

А что если подменят сам сертификат?

Все сертификаты, которые выдаёт удостоверяющий центр, тоже подписываются электронной подписью. Чтобы проверить подлинность сертификата, можно зайти на официальный сайт удостоверяющего центра и скачать открытый ключ для проверки. Если хеш самого сертификата совпадает с хешем, который мы получили с помощью открытого ключа с сайта — значит, и сам сертификат подлинный.

В этой части сделаем небольшое отступление от цифровых подписей в сторону того, без чего непосредственно цифровых подписей, да и защиты информации в привычном понимании, не было бы: шифрования. Ведь первое, что приходит на ум, когда идет речь о защите наших данных — это не дать эти данные нехорошему человеку прочитать. Поэтому, перед тем, как продолжить рассмотрение стандартов PGP и S/MIME, стоит закрасить некоторые остающиеся в знаниях белые пятна, и рассмотреть процесс шифрования немного поподробнее.

Шифры и коды существуют, наверное, с того момента, как человечество научилось записывать свои впечатления об окружающем мире на носителях. Если немного вдуматься, даже обыкновенный алфавит — уже шифр. Ведь когда мы читаем какой-либо текст, в нашей голове каждому нарисованному символу сопоставляется некий звук, сочетание звуков, или даже целое понятие, а в голове соседа, который читать не умеет, этого уже не происходит.

Не зная, какому символу и что сопоставлено, мы никогда не сможем понять, что же именно писавший имел ввиду. К примеру, попробуйте взять и прочитать что-то, написанное на иврите, или на китайском языке. Сами алфавиты этих языков будут являться для вас непреодолимым препятствием, даже если с помощью этих символов написаны понятия вашего родного языка.

Но, тем не менее, простое использование чужого алфавита все же недостаточная мера для защиты ваших данных. Ведь любой алфавит, так или иначе, создавался для удобства пользования им и является неразрывно связанным с языком, которому данный алфавит характерен. А значит, выучив этот язык и некоторый набор базовых понятий на нем (а то и просто воспользовавшись услугами человека, знающего данный язык), нехороший человек может прочитать вашу информацию.

Значит, надо придумать алфавит, который знает только ограниченный круг лиц, и с его помощью записать информацию. Наверняка все читали (или, по крайней мере, слышали) цикл историй про Шерлока Холмса. В этом цикле фигурировал алфавит, составленный из пляшущих человечков (а многие, я думаю, в детстве на его основе составляли свой). Однако, как показывает данная история, наблюдательный человек может разгадать, какой символ и к чему относится. А значит наша информация опять попадет не в те руки.

Что же делать? Придумывать все более и более сложные алфавиты? Но чем более сложный и громоздкий алфавит, тем более неудобно с ним работать, хранить его в тайне. К тому же, насчет тайны есть замечательная поговорка: знают двое – знают все. Ведь самое слабое звено в любом шифре – это человек, который знает, как этот шифр расшифровать.

Вспомним же, что такое функция. Это некоторое соотношение, по которому из одного числа можно получить другое. Зная x и подставляя его в известное нам соотношение y=A*x, мы всегда получим значение y. Но ведь, как правило, верно и обратное: зная y, мы можем получить и x.
Как правило, но далеко не всегда. Для многих зависимостей получить y легко, тогда как x – уже очень трудно, и его получение займет продолжительное время. Вот именно на таких зависимостях и базируется используемое сейчас шифрование.

Но, вернемся к самому шифрованию. Шифрование подразделяют на симметричное, асимметричное и комбинированное. Рассмотрим, в чем суть каждого из них.

Симметричное шифрование, по большому счету, достаточно слабо отличается от старого доброго секретного алфавита. Собственно говоря, отличается оно как раз наличием ключа – некоторой сравнительно маленькой последовательности чисел, которая используется для шифрования и расшифровывания. При этом, каждая из обменивающихся информацией сторон должна этот ключ знать и хранить в секрете. Огромным плюсом такого подхода является скорость шифрования: ключ, по сути, является достаточно простой и короткой инструкцией, какой символ, когда, и на какой надо заменять. И работает данный ключ в обе стороны (то есть с его помощью можно как заменить все символы на новые, так и вернуть все как было), за что такой способ шифрования и получил название симметричного. Столь же огромным минусом является именно то, что обе стороны, между которыми информация пересылается, должны ключ знать. При этом, стоит нехорошему человеку заполучить ключ, как он тут же прочитает наши столь бережно защищаемые данные, а значит проблема передачи ключа принимающей стороне становится в полный рост.

Асимметричное шифрование поступает несколько хитрее. Здесь и у нас, и у нашего получателя есть уже два ключа, которые называют открытый и закрытый. Закрытый ключ мы и получатель храним у себя (заметьте, каждый хранит только свой ключ, а значит, мы уже выходим за пределы той самой поговорки про двоих знающих), а открытый мы и получатель можем спокойно передавать кому угодно – наш закрытый, секретный, по нему восстановить нельзя. Итого, мы используем открытый ключ получателя для шифрования, а получатель, в свою очередь, использует свой закрытый ключ для расшифровывания. Плюс данного подхода очевиден: мы легко можем начать обмениваться секретной информацией с разными получателями, практически ничем (принимая условие, что наш получатель свой закрытый ключ не потерял/отдал и т.п., то есть не передал его в руки нехорошего человека) не рискуем при передаче информации. Но, без огромного минуса не обойтись. И здесь он в следующем: шифрование и расшифровывание в данном случае идут очень, очень, очень медленно, на два-три порядка медленнее, чем аналогичные операции при симметричном шифровании. Кроме того, ресурсов на это шифрование тратится также значительно больше. Да и сами ключи для данных операций существенно длиннее аналогичных для операций симметричного шифрования, так как требуется максимально обезопасить закрытый ключ от подбора по открытому. А значит, большие объемы информации данным способом шифровать просто невыгодно.

Пример использования асимметричного шифрования [Wikipedia]
e — открытый ключ получателя B
d — закрытый ключ получателя B
m — исходная информация отправителя A
c — зашифрованная исходная информация

И снова возникает вопрос: что же делать? А делать нужно следующее: взять, и скомбинировать оба способа. Собственно, так мы и получаем комбинированное шифрование. Наш большой объем данных мы зашифруем по первому способу, а чтобы донести ключ, с помощью которого мы их зашифровали, до получателя, мы сам ключ зашифруем по второму способу. Тогда и получим, что хоть асимметричное шифрование и медленное, но объем зашифрованных данных (то есть ключа, на котором зашифрованы большие данные) будет маленьким, а значит расшифровывание пройдет достаточно быстро, и дальше уже в дело вступит более быстрое симметричное шифрование.

Пример применения комбинированной системы [Wikipedia]

Все эти механизмы нашли свое применение на практике, и оба наших больших лагеря PGP и S/MIME их используют. Как говорилось в первой статье, асимметричное шифрование используется для цифровой подписи (а именно, для шифрования нашего хэша). Отличие данного применения от обычного асимметричного шифрования в том, что для шифрования используется наш закрытый ключ, а для расшифровывания достаточно наличие связанного с ним (то есть, тоже нашего) открытого ключа. Поскольку открытый ключ мы не прячем, наш хэш можем прочитать кто угодно, а не только отдельный получатель, что и требуется для цифровой подписи.
Комбинированное же шифрование применяется в обоих стандартах непосредственно для шифрования отправляемых данных.

Таким образом, начиная пользоваться цифровыми подписями для защиты наших данных от подмены, мы автоматически (для этих двух стандартов) получаем и замечательную возможность защитить наши данные еще и от прочтения, что, согласитесь, весьма удобно.

Теперь, когда мы познакомились с общими принципами работы механизмов, используемых для защиты наших данных, можно наконец перейти к практике и рассмотрению, что же использовать. Но об этом в следующих статьях.

Это пятый урок из цикла «Погружение в крипту». Все уроки цикла в хронологическом порядке:

Урок 5. Электронная подпись. Виды электронных подписей, как они работают и как их использовать (ты здесь)
Урок 6. Квантовая криптография. Что это такое, где используется и как помогает в распределении секретных ключей, генерации случайных чисел и электронной подписи

Как работает цифровая подпись

Если ты читал вторую часть нашего цикла, то помнишь, что существуют симметричный и асимметричный подходы к шифрованию. С электронной подписью дела обстоят очень похоже — есть подписи с симметричным механизмом, а есть с асимметричным.

Симметричный механизм подписи малоприменим на практике — никому не хочется генерировать ключи для каждой подписи заново. А как ты помнишь, именно в одинаковых ключах кроется фишка симметричной криптографии.

Схемы электронной подписи так же многообразны, как и способы шифрования. Чтобы схема подписи была стойкой, нужно, чтобы она основывалась на трудновычислимой математической задаче. Есть два типа таких задач: факторизация больших чисел и дискретное логарифмирование.

Факторизация больших чисел

Рассмотрим на практике электронную подпись на основе знаменитого алгоритма RSA. Шифрование RSA мы рассматривать не стали — это мейнстрим, и в той же «Википедии» есть его подробное описание.

1. Генерация ключей

Причина стойкости RSA кроется в сложности факторизации больших чисел. Другими словами, перебором очень трудно подобрать такие простые числа, которые в произведении дают модуль n. Ключи генерируются одинаково для подписи и для шифрования.

Когда ключи сгенерированы, можно приступить к вычислению электронной подписи.

2. Вычисление электронной подписи

3. Проверка электронной подписи

RSA, как известно, собирается уходить на пенсию, потому что вычислительные мощности растут не по дням, а по часам. Недалек тот день, когда 1024-битный ключ RSA можно будет подобрать за считаные минуты. Впрочем, о квантовых компьютерах мы поговорим в следующий раз.

В общем, не стоит полагаться на стойкость этой схемы подписи RSA, особенно с такими «криптостойкими» ключами, как в нашем примере.

Дискретное логарифмирование

Это вторая сложная проблема, на которой основаны цифровые подписи. Для начала хорошо бы усвоить, что такое дискретный логарифм. Для кого-то такое словосочетание может звучать пугающе, но на самом деле это одна из самых простых для понимания вещей в этой статье.

Предположим, дано уравнение 4x = 13 (mod 15) . Задача нахождения x и есть задача дискретного логарифмирования. Почему же она так сложна для вычисления? Попробуй решить это уравнение перебором! Компьютер, ясное дело, будет более успешен, но и задачи дискретного логарифмирования обычно далеко не так просты. Возьмем для примера схему Эль-Гамаля.

1. Генерация подписи

2. Проверка подписи

Даже если не вникать в схему, понятно, что такой алгоритм сложнее. Кроме того, нигде уже не используется простой модуль, его сменили эллиптические кривые. Эллиптическая кривая — это кривая, которая задана кубическим уравнением и имеет невообразимо сложное представление. Задача решения логарифма в группе точек, которые принадлежат эллиптической кривой, вычислительно сложная, и на данный момент не существует таких мощностей, которые решали бы это уравнение за полиномиальное время, если длина секретного ключа составляет 512 бит. Согласно задаче дискретного логарифмирования, невероятно сложно найти на кривой две такие точки, которые связывает операция возведения в некоторую степень.

ЭЦП на практике

В России, как и во многих развитых странах, электронная подпись имеет официальный юридический статус. У нас этот факт регламентирует закон № 63-ФЗ «Об электронной подписи». Однако он утверждает, что юридической силой обладает далеко не любая электронная подпись, а только соответствующая определенным критериям:

подпись сгенерирована посредством криптографического преобразования с секретным ключом;
этот ключ и соответствующий ему открытый ключ выданы квалифицированным удостоверяющим центром;
по подписи можно достоверно установить ее обладателя.

Подпись также должна быть вычислена средствами, соответствующими требованиям закона. Этим требованиям удовлетворяет отечественный алгоритм шифрования ГОСТ 34.10—2012. Он использует математический аппарат эллиптических кривых, является достаточно стойким и официально используется для разработки криптографических средств, реализующих электронную подпись. Для того чтобы попробовать неквалифицированную подпись — без сертификата удостоверяющего центра, можно воспользоваться известной PGP. Потестировать подпись можно, к примеру, на сайте ReadVerify.

Стоит сказать, что в нашей стране электронная подпись используется чаще, чем можно себе представить. В банках, налоговых, торгово-закупочных операциях, бухгалтерии — во всех этих организациях используется или внедряется ЭЦП. Электронная подпись отважно борется со злом бюрократии, однако до полной победы еще далеко.

За рубежом электронный документооборот процветает еще дольше. Официальный стандарт электронной подписи в США DSS (Digital Signature Standard) также использует эллиптические кривые и основан на описанной выше схеме Эль-Гамаля.

Цифровая подпись в Bitcoin

Помимо прочего, электронная подпись используется в криптовалютах, в частности — в Bitcoin. У каждого пользователя Bitcoin есть пара из секретного и открытого ключа. Хеш-значение открытого ключа служит основным адресом для передачи монет. Это значение не секретно, и сообщать его можно кому угодно. Но по значению хеша вычислить значение открытого ключа невозможно.

Сама пара ключей будет использована лишь однажды — при передаче прав собственности. На этом жизнь пары ключей заканчивается.

PUB1 — публичный ключ;
PRIV1 — секретный ключ;
HASH1 или HASH(PUB1) — хеш-значение открытого ключа (биткойн-адрес);
HASH2 или HASH(PUB2) — хеш открытого ключа следующего владельца.

Вот как устроен сам процесс передачи прав собственности на биткойны.

Владелец монеты открыто сообщает хеш своего публичного ключа HASH(PUB1), это и будет идентифицировать биткойн.
До момента продажи оба ключа PUB1, PRIV1 продавца остаются в секрете. Известен только HASH(PUB1) и соответствующий ему биткойн.
Как только появляется покупатель, владелец формирует открытое письмо, в котором указывает адрес биткойна HASH(PUB1) и хеш-значение публичного ключа нового владельца HASH(PUB2). И конечно же, подписывает письмо своим секретным ключом PRIV1, прилагая публичный ключ PUB1.
После этого пара ключей владельца PUB1 и PRIV1 теряют свою актуальность. Публичным ключом можно проверить само письмо, узнать новый адрес монеты.

О втором собственнике ничего не известно, кроме HASH(PUB2), до тех пор пока он не передаст права третьему владельцу. И эта цепочка может быть бесконечной.

Подписывая передачу прав с использованием ЭЦП, собственник подтверждает не только свою личность, но и свое согласие на проведение сделки. То есть вернуть монетку он уже не может и с этим согласился, подписавшись электронной подписью.

Благодаря HASH(PUB) получается двойная защита. Первая загадка — узнать публичный ключ по его хешу. Вторая загадка — подписаться чужим секретным ключом.

Такая технология построения цепи передачи прав и называется блокчейном. Благодаря этой технологии можно отследить историю владения до самых истоков, но изменить эту историю никак нельзя.

Выводы

Будущее неразрывно связано с криптографией. В один прекрасный момент при получении паспорта наши дети будут генерировать электронную подпись и покупать чипсы в ларьке за криптовалюту. Что готовит нам будущее с точки зрения развития криптографии, посмотрим в следующей статье на примере квантовых компьютеров.

Читайте также: