Надсилання повідомлення у майбутнє

Міністерство освіти України

Пермський державний університет

Кафедра математичного забезпечення обчислювальних систем

ВІДПРАВЛЕННЯ ПОВІДОМЛЕННЯ В МАЙБУТНЄ

3-го курсу 1 групи

Міков Олександр Іванович.

Намірившись зануритися в летаргічний сон або стати клієнтом криогенного дипозитарію, Ви напевно побажаєте надіслати секретне повідомлення в майбутнє, сподіваючись, що його розшифрують тільки в потрібний термін. Саме розгляду рішень цієї проблеми і присвячена ця робота. Зараз існує два основних методи, які вирішують проблему розкриття повідомлення у зазначений термін:

- «шаради» з тимчасовим замком на базі обчислювальних проблем із суттєво послідовними алгоритмами рішення;

- використання довірених агентів, які приймають він зобов'язання не розкривати інформацію протягом заданого інтервалу часу.

Специфіка першого методу полягає в тому, що на відміну від традиційних криптографічних методів, що передбачають наявність у одержувача повідомлення секретного ключа відправника (у симетричних криптосистемах) або у відправника повідомлення автентичного (справжнього) відкритого ключа одержувача (в асиметричних криптосистемах) секретний ключ знищується відразу після шифрування і невідомий як відправнику, і одержувачу повідомлення. А при використанні другого методу з довіреними довіреними агентами виникає проблема надійності, яка частково може бути вирішена за рахунок застосування криптографічної техніки поділу секрету. У цій роботі будуть розглянуті обидва методи.

Зміст

3. Використовувані позначення……………………………………. 6

4. Глава 1. Розв'язувані проблеми…………………………………. 7

5. Розділ 2. Методи побудовикриптосистем з тимчасовим розкриттям…………………………………………………………8

5.1. «Шаради» з тимчасовим замком (time – lock puzzles) ……9

5.2. Використовувані поняття…………………………………….12

5.3. Схема з використанням довірених агентів…………14

Споконвіку не було цінності більшої, ніж інформація. ХХ століття - століття інформатики та інформатизації. Технологія дає можливість передавати та зберігати все більші обсяги інформації. Це благо має і зворотний бік. Інформація стає все більш вразливою з різних причин:

• зростаючі обсяги даних, що зберігаються і передаються;

• розширення кола користувачів, які мають доступ до ресурсів ЕОМ, програм та даних;

• ускладнення режимів експлуатації обчислювальних систем

Тому все більшої важливості набуває проблема захисту інформації від несанкціонованого доступу при передачі та зберіганні.

Наразі послуги криптографії необхідні майже у всіх сферах діяльності людини. З розвитком прогресу, виникає потреба вирішувати завдання, які, зовсім недавно, письменники науково-фантастичного жанру описували у своїх творах.

Ще нещодавно проблема відправлення секретних повідомлень у майбутнє хвилювала лише любителів фантастичної літератури. Однак сьогодні вона стає все більш актуальною у зв'язку з науково-технічним прогресом.

Наприклад, відомо, що сучасні технології дозволяють

Цю проблему дозволяють вирішити криптографічні методи забезпечення конфіденційності та цілісності при заданому часі дешифрування повідомлення на невідомому ключі.

Публікацій на тему цієї роботи дуже мало. Це зумовлено, в першу чергу тим, що раніше не існувало сильної потреби у шифруванні повідомлень на такий довгийперіод часу. Першим, хто звернувся до спільноти Internet з пропозицією розглянути подібне завдання у зв'язку з потребами людей, які користуються послугами кріогенних депозитаріїв, був Тімоті Мей. Саме він і запропонував використовувати у криптографічній схемі довірення агентів. Як відповідь на цей запит і виникли схеми, які були розроблені відомими криптографами Рональдом Л. Рівестом, Аді Шаміром і Девідом А. Вагнером. Наскільки мені відомо, інших криптографічних схем, спрямованих саме на вирішення цієї проблеми, немає. Ніякої літератури, крім статті у відповідь Рівеста, Шаміра, Вагнера і доповнення цієї статті в журналі “Конфідент”5'96 мені знайти не вдалося. Слід врахувати, що запропоновані схеми ґрунтуються на базових поняттях криптографії, з якими можна ознайомитись у будь-якій спеціалізованій літературі.

4М-секретне повідомлення.

4К-секретний ключ, на якому шифруєтьсяМ.

4t- час, на який шифруєтьсяМ.

4t- поточний час.

4S -продуктивність комп'ютера.

4Е- вибраний алгоритм шифрування.

4p,q- прості числа.

4n-формується, як добуток чиселpіq.

4f(n)-формується як добуток чисел(p-1)і(q-1).

4d– кількість довірених агнтів.

4i[М1] -номер агента.

4θ- поріг схеми поділу секрету.

4yj – “тінь” ключаК, j-ого агента

4rj – криптограма “тіні” ключаК, j-ого агента

4F– одностороння хеш-функція.

Глава 1. Вирішуються проблеми.

Крім збереженняінформації про «заморожене», на заданий термін також необхідно згадати і деякі інші практичні додатки криптографії з тимчасовим розкриттям:

• учасник торгів може побажати «запечатати» пропозицію ціни для того, щоб вона була «роздрукована» після завершення торгової сесії;
• домовласник хоче надати власнику заставної можливість здійснювати платежі з використанням зашифрованого цифрового кеша (digital cash) з різними датами дешифрування так, щоб оплата виконувалася на початку кожного наступного місяця;
• приватна особа може побажати зашифрувати свій щоденник так, щоб вона могла бути дешифрована після закінчення певного терміну;
• схема шифрування з депонуванням ключів (key-escrow scheme) може бути реалізована на базі "шарад" з тимчасовим замком з тим, щоб урядові організації могли отримати ключі для розшифрування повідомлення тільки після закінчення певного періоду часу.

У деяких із вищеперелічених ситуаціях час на яке повідомлення залишається секретним коливається в рамках 1 року, коли у випадку із «замороженою» людиною або шифруванням щоденника цей термін обмежується знизу, як мінімум, 2-3 роками, верхня оцінка є взагалі невизначеною. Враховуючи дану обставину, природно було б запропонувати два методи шифрування повідомлення, на не дуже тривалий період часу 2-3 роки і на досить тривалий час, порядку кількох десятиліть, що було зроблено. Кожен із методів повинен використовуватися у відповідній ситуації.

В основному, криптографічна задача шифрування повідомлення розглядається таким чином, щоб отримана криптограма могла бути дешифрована (у тому числі і самим відправником повідомлення) після заданого інтервалу часу. Атака наподібну криптосистему вважається успішною, якщо вдається дешифрувати повідомлення значно раніше встановленого терміну. Такий спосіб захисту, з можливістю розкриття секретної інформації після певного часу, і називається криптографією з тимчасовим розкриттям (timed-release crypto).

Глава 2. Методи побудови криптосистем з тимчасовим розкриттям.

Криптосистема з тимчасовим розкриттям, запропонована Р.Л.Райвестом, А.Шаміром та Д.А.Вагнером отримала назву «шаради» з тимчасовим замком (time – lock puzzles). Цей підхід до захисту інформації пов'язаний саме з проблемами, що виникають при надсиланні секретного повідомлення в майбутнє. Його специфіка полягає в тому, що на відміну від традиційних криптографічних методів, що передбачають наявність у одержувача повідомлення секретного ключа відправника (у симетричних криптосистемах) або у відправника повідомлення автентичного (справжнього) відкритого ключа одержувача (в асиметричних криптосистемах) секретний ключ знищується відразу після шифрування і невідомий як відправнику, і одержувачу повідомлення.

---