Что такое хранилище rsa ключей
Как исправить ошибку при генерации RSA ключа для ЕГАИС?
При генерации RSA ключа (транспортного ключа) в личном кабинете ЕГАИС алкоголь могут возникать ошибки. Разобраться в этих ошибках непросто специалисту, не говоря уже о рядовом пользователе.
Попробуем разобрать типовые ошибки, которые возникают при генерации транспортных RSA ключей ЕГАИС.
Почему возникает ошибка при генерации ключа ЕГАИС?
В основном ошибки при генерации связаны с некорректными настройками компьютера.
Общие рекомендации для успешной генерации транспортного RSA ключа ЕГАИС
Для успешной генерации транспортных ключей на сайте ЕГАИС необходимо соблюсти некоторые требования и рекомендации:
Ошибка при генерации RSA ключа «Выберете устройство чтения смарт карт. «
Если при генерации ключа ЕГАИС вместо окна запроса пин-кода Вы увидели окно «Выберете устройство чтения смарт карт» или «Обнаружена смарт-карта, но она не может использоваться для текущей операции. » или «Смарт-карта не может выполнить запрошенную операцию либо операция требует другой смарт-карты», значит нужно скорректировать настройки компьютера.
Такая ошибка возникает из-за того, что настройки вашего компьютера не позволяют сформировать ключи, необходимые для работы УТМ ЕГАИС.
Если Вы используете носитель Рутокен ЭЦП, то вам необходимо сделать следующее:
Пробуйте сгенерировать транспортный ключ ЕГАИС еще раз.
В крайне редких случаях, если генерация ключа не проходит, помогает утилита восстановления работоспособности Рутокен (позволяет правильно определить драйвера носителя в системе).
Все должно получиться!
Ошибка в методе createCertificateRequest Error: CKR_PNI_INCORRECT
В этой ошибке прямым текстом, правда по иностранному, написано, что неверно введен пин-код.
Проверьте правильность ввода пин-кодов. Если на вашем носителе установлен пин-код по умолчанию. и Вы его не помните, то напоминаем:
Если не подходят стандартные пин-коды и пин-код, который установили Вы, то скорее всего носитель заблокировался. Для разблокировки носителя обратитесь к тому, у кого получали ключи, должны помочь.
Ошибка в методе createCertificateRequest Error: CKR_ATTRIBUTE_TYPE_INVALID
Такая ошибка была нами зафиксирована при использовании ключа JaCarta SE.
Для исправления ошибки необходимо инициализировать раздел PKI на носителе. Для этого откройте Единый клиент JaCarta желательно включить интерфейс Администратора (снизу слева кнопка «Переключиться в режим администрирования»). Перейдите вверху во вкладку PKI и нажмите «Инициализировать». При запросе пин-кода введите пин-код Администратора 00000000, пин-код Пользователя 11111111.
После успешной инициализации попробуйте снова сгенерировать транспортный ключ.
Также не забывайте о том, что для нормальной работы вашего защищенного носителя для ЕГАИС должен быть установлен свежий драйвер ключа!
Решения самых популярных проблем с ЕГАИС Вы можете найти в нашем Telegram канале «ЕГАИС простыми словами» (@egais_is_easy ).
Реализация алгоритма RSA в архитектуре «клиент-сервер»
Возникновение потребности
Данная статья посвящена одной из проблем, с которой я столкнулся при разработке собственного проекта. Проект имеет клиент-серверную архитектуру, и представляет собой бизнес-приложение. Практически первым вопросом после реализации передачи данных по сети и построения каркаса, возникла необходимость шифрования передаваемых данных. Первым возможным алгоритмом (планирует поддержка нескольких) был выбран алгоритм шифрования RSA.
В статье будут рассмотрены варианты реализации алгоритма RSA на клиент-серверной архитектуре, и пример такой реализации в реальном проекте.
Концепция алгоритма RSA
Данная концепция представлена на рисунке №1, изображенном выше.
Как Вы видите, ключ после генерации синим персонажем передается зеленому персонажу по незащищенному каналу в открытом виде. Его может перехватить кто угодно, но с его помощью можно только зашифровать сообщение.
Поэтому зеленый персонаж легко получает открытый ключ и производит шифрование своего сообщения с помощью данного ключа.
В пределах двух человек схема довольно-таки простая. Однако, если необходимо организовать такую систему на архитектуре клиент-сервер, возникает ряд дополнительных вопросов, которые мы рассмотрим ниже.
Клиент — сервер
Итак, для начала определимся с ключами. Как вы помните, для зашифровки сообщений необходим открытый ключ получателя. Соответственно, серверу необходим открытый ключ клиента, а клиенту – открытый ключ сервера. Следовательно, перед началом передачи данных, необходимо произвести обмен ключами. Как это происходит, рассмотрим на рисунке №2, в котором представлен процесс обмена ключами.
Обмен завершен в три этапа. Теперь как у сервера, так и у клиента имеется открытый ключ собеседника «на том конце линии». Однако тут сразу необходимо выбрать одно из двух решений поводу того, как сервер будет генерировать ключи для своих клиентов:
1. Сервер генерирует один ключ для всех клиентов ;
2. Сервер генерирует новый ключ для каждого отдельного клиента ;
Я думаю, каждый из Вас знает, что чем больше ключ, тем больше его практическая полезность. Однако, в случае алгоритма RSA, генерация ключа – не такая уж и простая задача, поскольку она представляет основную вычислительную сложность. К тому же, алгоритм устроен таким образом, что чем больше ключ, тем больший объем данных необходимо будет передавать.
К примеру, при передаче сообщения длиной 5 байт, и используя ключ длиной 512 бит, зашифрованное сообщение будет «весить» 64кбайт. Это связано с тем, что максимальный объем данных, который можно зашифровать таким ключом, равен 64-11=53 кбайт (11кбайт используется для битовых сдвигов). Если необходимо зашифровать больше – разбиваем на блоки по 53 кбайт. А если взять ключ = 4096 бит, то минимальный блок будет равен 512кбайт, несмотря на то, что мы зашифровываем всего-то 5 байтов.
Следовательно, необходимо решить:
У каждого могут быть свои взгляды на тот счет, какой вариант предпочесть, да и многое тут зависит от разрабатываемого продукта. Однако в данном проекте было решено использовать второй вариант.
Генерация и отправка ключа серверу
В нашем проекте используется трехуровневая архитектура: клиент-сервер-база данных. Сервер написан на Java, клиент — на C#. Ниже я буду описывать реализацию шифрования как на серверной части, так и на клиентской. Начнем именно с пользователя — клиента.
Далее необходимо сохранить открытый ключ в байтовом формате и отправить серверу. Для этого необходимо немного разобраться в том, из чего состоят ключи RSA. Если кратко – то они состоят из так называемых открытых и секретных экспонент и единого для обоих ключей модуля. Соответственно, открытый ключ – это открытая экспонента и модуль, закрытый ключ — закрытая экспонента и модуль. Подробнее можно прочитать здесь в главе «Алгоритм создания открытого и секретного ключей».
Записываем открытую экспоненту в буфер вывода (C#):
В данном случае длина экспоненты нужна нам для того, чтобы знать, где именно заканчивается экспонента и начинается модуль (при считывании данных на сервере). После записи отправляем данные серверу.
После того, как сервер принял пакет с ключом, необходимо забрать ключ из пакета и сохранить его. Смотрим (Java):
Думаю, здесь не нужно особо еще комментировать код, разве что странную строку, названную мною «магией вуду» :), где мы выставляем первый байт модуля равным нулю. А дело вот в чем – по неизвестным мне причинам реализация RSA в Java требует, чтобы модуль ключа всегда начинался с нуля. Возможно, это связано с тем, чтобы иметь модуль > 0, т.к. когда я пытался сам реализовать RSA на Java с использованием больших чисел (BigInteger), при неравенстве первого байта нулю получалось отрицательное число. Данный вопрос оставляю Вам, господа Хабравчане, буду очень рад, если кто-нибудь объяснит эту особенность.
Далее идет генерация ключа сервером. Рассмотрим следующий кусок кода (Java):
Думаю, тут все понятно. Хотя, конечно, если углубляться, то обязательно надо погуглить на тему таких существ, как X509 и PKCS8 (X509EncodedKeySpec и PKCS8EncodedKeySpec).
Следующим этапом является отправка ключей серверу. Производится это практически так же, как и в случае клиента (Java):
И наконец, получаем ключ на стороне клиента, считываем и сохраняем его (C#):
В случае сервера немного посложнее (Java):
Зашифрованное сообщение готово к отправке и расшифровке у получателя с помощью закрытого ключа. Единственное, о чем не стоит забывать — это то, что максимальный размер сообщения, которое может быть зашифровано, равно размерю ключа минус 11 байт. Поэтому при шифровке необходимо делить данные на блоки и шифровать их поочереди. Вот пример на C#:
На Java реализуете сами, там изменений — пара строк 🙂
Конечно, в рамках данной статьи я не смогу охватить весь объем реализации данного функционала, но, я думаю, теперь Вы точно имеете представление о том, как реализовать защищенный канал для своих клиентов с помощью алгоритма RSA.
RSA: от простых чисел до электронной подписи
Выясняем, как и откуда можно получить электронную подпись на примере криптосистемы RSA.
Содержание
Определения и обозначения
Описание криптосистемы RSA
Асимметричные криптографические системы
Шифрование и дешифрование
Получение подписи сообщения по RSA
Электронная подпись документов
Введение
Наверняка вы сталкивались с таким понятием, как «электронная подпись». Если обратиться к федеральному закону, то можно найти следующее её определение:
Задача ЭП ясна, теперь хотелось бы увидеть и прочувствовать, что именно скрывается за этими двумя словами. Копаясь дальше в гугле, можно найти довольно много различных алгоритмов создания цифровой подписи (DSA, ГОСТ Р 34.10-2012, RSA-PSS и т.д.), разбираться в которых неподготовленному пользователю сложно.
Спасти эту ситуацию и помочь разобраться в том, что есть ЭП, может криптосистема RSA, разработанная Ривестом, Шамиром и Адлеманом в 1978 году. Она не загромождена безумным количеством алгоритмов и основывается на относительно простой математике. В связи с этим можно шаг за шагом прийти от модульной арифметики к алгоритму создания электронной подписи, чему я и хочу посвятить данную статью.
Теорминимум
Сформируем небольшой словарик терминов, которые нам пригодятся далее:
Открытый текст – данные, подлежащие шифрованию или полученные в результате расшифрования
Шифртекст – данные, полученные в результате применения шифра к открытому тексту
Шифр – совокупность обратимых преобразований, зависящая от некоторого параметра (ключа)
Ключ – параметр шифра, определяющий выбор одного преобразования из совокупности.
Факторизация – процесс разложения числа на простые множители.
НОД – наибольший общий делитель.
Числа a и b называются взаимно простыми, если НОД этих чисел равен 1.
Функция Эйлера φ(n) – функция, равная количеству натуральных чисел, меньших n и взаимно простых с ним.
Хочу отметить, что на данном этапе подразумевается, что вы знакомы с арифметическими операциями по модулю. Если нет, то здесь можно о них почитать.
Как оно устроено
Прежде, чем окунуться в необъятный мир математики рассмотреть, как именно устроена RSA, обратимся к тому, как работают
Асимметричные криптосистемы
Рассмотрим задачу сохранности содержимого посылки при передаче от отправителя к адресату. Вот картинка с многим полюбившимся Алисой и Бобом:
Алиса хочет передать Бобу посылку. Для начала Боб на своей стороне создает уникальные замок и ключ к нему (открытый и закрытый ключ соответственно). Далее, Боб делится с окружающим миром своим замком, чтобы любой желающий отправить ему посылку смог её закрыть. Поскольку ключ от подобного замка один и находится только у Боба, никто, кроме Боба, просмотреть содержимое после защёлкивания замка не сможет. В конце концов, Алиса с помощью полученного замка закрывает посылку и передаёт Бобу, который открывает её своим ключом. Таким образом устроены асимметричные криптографические системы, которой как раз является RSA.
В схеме передачи посылки все объекты вполне материальны. Однако сообщения, которые мы хотим шифровать, являются ничем иным, как последовательностью бит, которую нельзя «закрыть» на физический замок. Таким образом возникают вопросы: что такое ключ и замок? Как Бобу создать ключи? Каким образом ключи связаны и как с их помощью зашифровать сообщение? Здесь нам поможет математика.
Теперь к математике
Асимметричные криптографические системы основаны на так называемых односторонних функциях с секретом. Под односторонней понимается такая функция я y=f(x), которая легко вычисляется при имеющемся x, но аргумент x при заданном значении функции вычислить сложно. Аналогично, односторонней функцией с секретом называется функция y=f(x, k), которая легко вычисляется при заданном x, причём при заданном секрете k аргумент x по заданному y восстановить просто, а при неизвестном k – сложно.
Подобным свойством обладает операция возведения числа в степень по модулю:
Здесь φ(n) – функция Эйлера числа n. Пока условимся, что это работает, далее это будет доказано более строго. Теперь нужно понять, что из это является ключами Боба, а что сообщением. В нашем распоряжении имеются числа c, m, n, e, d.
Давайте посмотрим на первое выражение. Здесь число c получено в результате возведения в степень по модулю числа m. Назовём это действие шифрованием. Тогда становится очевидно, что m выступает в роли открытого текста, а c – шифртекста. Результат c зависит от степени e, в которую мы возводим m, и от модуля n, по которому мы получаем результат шифрования. Эту пару чисел (e, n) мы будем называть открытым ключом. Им Алиса будет шифровать сообщение.
Смотрим на второе действие. Здесь d является параметром, с помощью которого мы получаем исходный текст m из шифртекста c. Этот параметр мы назовём закрытым ключом и выдадим его Бобу, чтобы он смог расшифровать сообщение Алисы.
Что есть что разобрались, теперь перейдём к конкретике, а именно – генерации ключей Боба. Давайте выберем число n такое, что:
где p и q – некоторые разные простые числа. Для такого n функция Эйлера имеет вид:
Такой выбор n обусловлен следующим. Как вы могли заметить ранее, закрытый ключ d можно получить, зная открытый e. Зная числа p и q, вычислить функцию Эйлера не является вычислительно сложной задачей, ровно как и нахождение обратного элемента по модулю. Однако в открытом ключе указано именно число n. Таким образом, чтобы вычислить значение функции Эйлера от n (а затем получить закрытый ключ), необходимо решить задачу факторизации, которая является вычислительно сложной задачей для больших n (в современных системах, основанных на RSA, n имеет длину 2048 бит).
Возвращаемся к генерации ключей. Выберем целое число e:
Для него вычислим число d:
Для отыскания числа, обратного по модулю, можно воспользоваться алгоритмом Евклида.
Мы завершили с этапом генерации ключей. Теперь Боб публикует свой открытый ключ (e, n), прячет закрытый d, а мы переходим к Алисе.
Шифруем, дешифруем.
Возьмём в качестве сообщения число m (m ∈ [1, n − 1]). Чтобы Алисе зашифровать его, необходимо возвести его в степень e по модулю n. Эти числа идут вместе с открытым ключом Боба:
Здесь за с обозначен шифртекст, который Алиса будет должна передать Бобу. Отметим также, что c ∈ [1, n − 1], как и m. Расшифруем шифртекст, возведя его в степень закрытого ключа Боба d:
Здесь нам понадобится теорема Эйлера:
Также полезной будет китайская теорема об остатках:
Получаем подпись сообщения
Ещё раз напишем две ключевые формулы шифрования и расшифрования соответственно:
Теперь давайте предположим, что Боб хочет отправить Алисе открытку m от своего имени. У Боба в распоряжении уже имеются два ключа (e, n) и d, которые он сгенерировал по алгоритму, описанному ранее. Поскольку d является закрытым ключом, то можно им воспользоваться как уникальным идентификатором Боба. Давайте «зашифруем» m с помощью d:
Результат данной операции и есть подпись сообщения Боба. Заметим, что подпись напрямую зависит от подписываемого сообщения, а не только от того, что его подписывает Боб. Далее, Алиса получает сообщение m, подпись s и открытый ключ (e, n). По аналогии с расшифрованием, проверка подписи осуществляется возведением подписи s в степень открытой экспоненты e:
Если Алиса получила, что m ≡ m′, то подпись считается правильной.
Дочитавших до этого места хочу поздравить с получением первой цифровой подписи «на бумаге»!
Подпись документов
Рассмотренный алгоритм получения подписи изящен и прост в осознании, однако операция возведения в степень несколько «мешается». Наша текущая задача – подписать объёмный документ. Чтобы сэкономить время, мы не будем подписывать содержимое документа, а прибегнем к помощи хэш-функций (если вы не знаете, что такое хэш-функция, рекомендую почитать википедию). Скажу лишь то, что выходная последовательность хэш-функции имеет небольшую (по сравнению с размером ключей) длину, а также по имеющемуся хэшу нельзя однозначно восстановить исходные данные.
На картинках наглядно показано, в какой момент мы используем хэширование. Создание подписи:
В качестве хэш-функции можно использовать SHA-256, как это сделано, например, в PGP. По теме практического создания электронной подписи с использованием PGP на хабре уже написана статья, поэтому на этом месте имеет смысл поставить точку и перейти к заключению.
Заключение
Вот мы и прошли все стадии создания электронной подписи, начиная с простой модульной арифметики и заканчивая, собственно, получением подписи. Обладая этими знаниями, вы можете попробовать перевести их на ваш любимый язык программирования и написать свою защищенную аську, например. В том, как именно их применить, вас ограничит только ваше воображение.
Отмечу, что другие существующие алгоритмы создания ЭП основаны на схожих принципах, поэтому надеюсь, что после прочтения этой статьи вам будет проще разобраться в них. «Следующей по сложности» я обозначу криптосистему Эль-Гамаля, но о ней уже не в этом посте.
Спасибо за внимание!
Источники
Handbook of Applied Cryptography by A. Menezes, P. van Oorschot and S. Vanstone
Криптографические методы защиты информации: учеб. пособие / С. М. Владимиров, Э. М. Габидулин, А. И. Колыбельников, А. С. Кшевецкий; под ред. А. В. Уривского. – М.: МФТИ, 2016
Маховенко Е. Б. Теоретико-числовые методы в криптографии — М.: Гелиос АРВ, 2006.
NIST Special Publication 800-57 Part 3 Revision 1
Что такое RSA-ключ ЕГАИС?
Регулятор закона в целях контроля передвижения каждой бутылки алкоголя от производства до покупателя внедрил всероссийскую базу данных. Это обеспечивает прозрачность движения каждой единицы товара, а также помогает бороться с недоимками по фискальным платежам. Для работы в системе ЕГАИС требуется иметь крипто-ключ и сформированный ключ RSA, а также транспортный модуль. Все это необходимо для защищенной работы в системе, чтобы третьи лица не смогли воспользоваться информацией в своих интересах.
Ключ RSA ЕГАИС – что это?
Представляет собой сертификат для защищенного соединения с единой платформой. Система необходима для передачи данных в безопасном режиме. Криптосистема позволяет пользоваться ключом шифрования только соответствующим зарегистрированным субъектам. Все данные зашифрованы от посторонних третьих лиц. РСА-ключ для ЕГАИС записывается на крипто-ключ на веб-ресурсе официального портала. Операция по записи зашифрованных данных предоставляется бесплатно.
В процессе осуществления профессиональной деятельности для каждого юридического подразделения необходимо получить собственный RSA-ключ для работы с использованием Рутокен в ЕГАИС. Перед тем как зарегистрировать соответствующие данные требуется удостовериться, что запущен аппаратный крипто-ключ той компании, для которой формируется сертификат РСА.
Что нужно для формирования ключа RSA ЕГАИС Рутокен
На начальной стадии пользователю потребуется зарегистрироваться на официальном ресурсе. После этого понадобится зайти в Личный кабинет с помощью уже имеющейся электронной подписи. В панели управления необходимо будет выбрать графу «Показать сертификат». После чего вы сможете увидеть все сертификационные материалы со сведениями о ваших точках с указанием всех идентификационных данных. Представленная информация необходима для записи специального RSA-ключа.
На следующем этапе нужно будет перейти в раздел «Получить ключ». На табло вы сможете увидеть перечень пунктов сбыта АП, которые были указаны вами при прохождении процедуры регистрации. Затем вы можете выбрать соответствующий пункт, для которого предназначен специализированный крипто-ключ и выбрать поле «Сформировать ключ». Электронная платформа запросит ввести пароль. В случае какого-либо затруднения вы можете обратиться в службу поддержки на официальном веб-ресурсе.
После того как вы установили или перезаписали РСА сертификат ЕГАИС на Рутокен можно приступать к установке УТМ. Запустив универсальный транспортный модуль, вы сможете приступить к производству и продаже алкоголя в рамках новых положений законодателя. Дополнительно нужно будет позаботиться о приобретении сканеров с целью считывания данных и стабильного осуществления всех процессов на электронной платформе.
Как обновить сертификат РСА ЕГАИС Рутокен
В связи с обновлением сертификата все субъекты алкорынка обязаны произвести обновление ключа RSA. В самом начале необходимо будет удалить старый сертификат и уже затем установить новый.
После удаления необходимо произвести обновление ключа RSA ЕГАИС Рутокен. Все манипуляции нужно будет выполнить на официальном веб-портале. При формировании ключа вам нужно будет ввести пин-код. Если все идентификационные данные будут введены правильно, сертификат будет зарегистрирован. В случае возникновения каких-либо сложностей при продлении ключа РСА ЕГАИС обратитесь в техподдержку. Специалисты могут подключиться удаленно к вашему компьютерному устройству в целях наиболее оперативного решения вопроса.
Ошибки с RSA-ключом ЕГАИС
В процессе генерации РСА сертификата могут возникать определенные сложности. В большинстве случаев существуют две причины. Первая – это неполадки на веб-ресурсе. Вторая – некорректные настройки компьютерного оборудования. Для устранения проблем с RSA-ключом ЕГАИС потребуется выполнить следующие действия:
Если же при обновлении ключа RSA ЕГАИС возникнут какие-либо сложности и не будет появляться графа «Запрос пин-кода», то необходимо в компьютерном оборудовании произвести соответствующие корректировки в настройках. В большинстве случаев неправильные настройки являются следствием невыполнения операций по формированию ключа.
При работе с использованием системы RuToken вам потребуется зайти в Панель управления, где потребуется выбрать Настройки, напротив строки Рутокен вам необходимо выбрать значение Microsoft Base Smart Card Crypto Provider. После этого нужно попробовать еще раз сформировать ключ. Если возникнут сложности, необходимо произвести обновление драйверов.
Помимо этого, проблема возникает при неправильном введении пин-кода. Если вы несколько раз неправильно ввели данные, то носитель может заблокироваться. Тогда вам придется обратиться в удостоверяющий центр. Дополнительно причиной ошибки может стать несоответствие адреса РСА ключа, указанного в лицензии. Если же будет выявление несоответствие данных, нужно будет обратиться в техподдержку Росалкогольрегулирования. С соответствующим запросом можно обратиться как лично, так и через Личный кабинет. Стоит отметить, что в некоторых случаях после внесения корректировок может потребоваться повторное формирование РСА-ключа.
Итак, для успешной работы во всероссийской системе вам помимо крипто-ключа и установки УТМ необходимо позаботиться о формировании RSA-ключа.