Электронные ключи. Где и как получить ключ электронной подписи: пошаговая инструкция и рекомендации

Электронная подпись - это математическая схема, предназначенная для отображения подлинности электронных сообщений либо документов. Действительная цифровая подпись предоставляет все основания для получателя полагать, что сообщение было создано с помощью известного отправителя, что оно действительно отправлено (аутентификация и безотказность), а также то, что письмо не изменили в процессе передачи (целостность).

Отвечая на вопрос: «ЭЦП - что это такое?» - стоит отметить, что являются стандартным элементом большинства криптографических наборов протоколов и обычно используются для распространения ПО, совершения финансовых операций, а также во многих иных случаях, когда это важно для определения подделки или фальсификации.

Цифровые подписи зачастую применяются для реализации электронных подписей. Это более широкий термин, который относится к любым данным электронного типа. Вместе с тем не каждая электронная подпись является цифровой.

Цифровые подписи используют асимметричную криптографию. Во многих случаях они обеспечивают определенный уровень проверки и безопасности для сообщений, которые были отправлены по незащищенному каналу. Будучи правильно реализованной, цифровая подпись позволяет полагать, что сообщение было отправлено с помощью заявленного отправителя. Цифровые печати и подписи эквивалентны собственноручным подписям и реальным печатям.

ЭЦП - что это такое?

Цифровые подписи подобны традиционным собственноручным подписям во многих отношениях, при этом их труднее подделать, чем рукописные. Цифровые схемы подписи имеют криптографические основы и должны быть выполнены должным образом, чтобы не потерять эффективность. Как подписать документ ЭЦП? Нужно использовать 2 парных криптоключа.

ЭЦП могут также реализовать принцип безотказности. Это означает, что подписчик не может успешно утверждать, что он не подписывал сообщение. Кроме того, некоторые схемы предлагают временную метку для цифровой подписи и даже если закрытый ключ подвергается воздействию, подпись остается действительной. ЭЦП могут быть представлены в виде битовой строки и могут быть применены в электронной почте, контрактах или сообщении, отправленном с помощью какого-либо криптографического протокола.

Криптография с открытым ключом или структура ЭЦП

Что это такое? Цифровая схема подписи включает в себя одновременно три алгоритма.

Алгоритм генерации ключа, выбирающий секретный ключ равномерным и случайным образом из множества возможных частных. Он выдает ключ секретный и идущий с ним в паре открытый.

Алгоритм подписи, который, учитывая сообщение и закрытый ключ, собственно и производит подпись.

Проверочный алгоритм подписи, который учитывает сообщение, открытый ключ и подпись и принимает или же отклоняет отправку письма, определяя подлинность.

Как установить ЭЦП?

Для того чтобы использовать цифровую подпись, необходимо наделить ее двумя основными свойствами. Что же нужно учитывать перед тем, как подписать документ ЭЦП?

Во-первых, подлинность подписи, генерируемой из фиксированного сообщения и секретного ключа, может быть проверена с помощью соответствующей открытой информации.

Во-вторых, должно быть вычислительно неосуществимо подобрать правильную подпись не зная секретного ключа. ЭЦП представляет собой механизм аутентификации, который позволяет создателю сообщения прикрепить код, который действует в качестве подписи.

Применение цифровых подписей

Поскольку современные организации постепенно отходят от бумажных документов с подписями, выполненными чернилами, ЭЦП могут обеспечить дополнительное заверение подлинности и доказательство авторства, идентичности и статуса документа. Кроме того, цифровая подпись может быть средством, подтверждающим информированное согласие и одобрение подписавшей стороны. Таким образом, ЭЦП для физических лиц - реальность.

Аутентификация

Несмотря на то что письма могут включать в себя подробную информацию, не всегда можно достоверно определить отправителя. Цифровые подписи могут быть использованы для аутентификации источника сообщений. Когда секретный ключ ЭЦП привязан к конкретному пользователю, это подтверждает, что сообщение было отправлено именно им. Значение уверенности в том, что отправитель подлинный, особенно очевидна в финансовых сферах.

Целостность

Во многих сценариях отправитель и получатель письма нуждаются в точном подтверждении, что оно не было изменено при передаче. Хотя шифрование скрывает содержимое отправленного объекта, возможно лишь изменить зашифрованное сообщение, без понимания его смысла. Некоторые способны предотвратить это, но не во всех случаях. В любом случае проверка ЭЦП при расшифровке обнаружит нарушение целостности письма.

Однако если сообщение подписано цифровой подписью, любое изменение в нем после подписания дезавуирует подпись. Кроме того, не существует эффективного метода изменить сообщение и произвести новое с действительной подписью, потому что это считается вычислительно невозможным.

Неотрекаемость

Неотрекаемость или невозможность отрицания происхождения письма является важным аспектом в развитии ЭЦП. Что это такое? Это означает, что юридическое лицо, отправившее некоторую информацию, не может в дальнейшем отрицать, что подписало ее. Аналогичным образом доступ к открытому ключу не позволяет злоумышленникам подделывать действительную подпись. Такие же последствия несет и применение ЭЦП для физических лиц.

При этом следует акцентировать внимание на том, что все свойства подлинности, безотказности и т.д. зависят от секретного ключа, который не должен быть отозван до его использования. Открытые ключи также должны быть аннулированы в паре с секретными после использования. Проверка ЭЦП на предмет «отзыва» происходит по определенному запросу.

Ввод секретного ключа на смарт-карте

Все криптосистемы, функционирующие на принципах использования открытого/закрытого ключа, полностью зависят от содержания данных в секрете. Секретный ключ ЭЦП может храниться на компьютере пользователя и быть защищен локальным паролем. Однако такой способ имеет два недостатка:

• пользователь может подписывать документы исключительно на данном конкретном компьютере;
• безопасность секретного ключа полностью зависит от безопасности компьютера.

Более надежная альтернатива для хранения секретного ключа - смарт-карта. Многие смарт-карты оснащены защитой от несанкционированного вмешательства.

Как правило, пользователь должен активировать свою смарт-карту, введя персональный идентификационный номер или PIN-код (таким образом обеспечивая Это может быть устроено так, что закрытый ключ никогда не покидает смарт-карту, хотя это не всегда реализуется в криптопро ЭЦП.

Если смарт-карта украдена, злоумышленнику будет по-прежнему нужен PIN-код для создания цифровой подписи. Это несколько снижает безопасность данной схемы. Смягчающим фактором является то, что сгенерированные ключи, если они хранятся на смарт-картах, как правило, трудно скопировать, предполагается, что они существуют только в одном экземпляре. Таким образом, когда потеря смарт-карты будет обнаружена владельцем, соответствующий сертификат может быть немедленно отозван. Закрытые ключи, защищенные только программным обеспечением, проще скопировать, и такие утечки гораздо труднее обнаружить. Поэтому использование ЭЦП без дополнительной защиты небезопасно.

Электронно-цифровая подпись (ЭЦП) - это реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки, полученный в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяющий идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе.

Электронно-цифровая подпись - это программно-криптографическое средство, которое обеспечивает:

проверку целостности документов;

конфиденциальность документов;

установление лица, отправившего документ.

Преимущества использования электронно-цифровой подписи

Использование электронно-цифровой подписи позволяет:

значительно сократить время, затрачиваемое на оформление сделки и обмен документацией;

усовершенствовать и удешевить процедуру подготовки, доставки, учета и хранения документов;

гарантировать достоверность документации;

минимизировать риск финансовых потерь за счет повышения конфиденциальности информационного обмена;

построить корпоративную систему обмена документами.

Виды электронно-цифровой подписи

Существует три вида электронной цифровой подписи:

Простая электронно-цифровая подпись

Посредством использования кодов, паролей или иных средств, простая электронно-цифровая подпись подтверждает факт формирования электронной подписи определенным лицом.

Простая электронно-цифровая подпись имеет низкую степень защиты. Она позволяет лишь определить автора документа.

Простая электронно-цифровая подпись не защищает документ от подделки.

Усиленная неквалифицированная электронно-цифровая подпись

1) получена в результате криптографического преобразования информации с использованием ключа электронной подписи;

2) позволяет определить лицо, подписавшее электронный документ;

3) позволяет обнаружить факт внесения изменений в электронный документ после момента его подписания;

4) создается с использованием средств электронной подписи.

Усиленная неквалифицированная электронно-цифровая подпись имеет среднюю степень защиты.

Чтобы использовать неквалифицированную электронную подпись, необходим сертификат ключа ее проверки.

Усиленная квалифицированная электронно-цифровая подпись

Для квалифицированной электронной подписи характерны признаки неквалифицированной электронной подписи.

Усиленная квалифицированная электронно-цифровая подпись соответствует следующим дополнительным признакам подписи:

1) ключ проверки электронной подписи указан в квалифицированном сертификате;

2) для создания и проверки электронной подписи используются средства электронной подписи, получившие подтверждение соответствия требованиям законодательства.

Усиленная квалифицированная электронно-цифровая подпись является наиболее универсальной и стандартизованной подписью с высокой степенью защиты.

Документ, визированный такой подписью, аналогичен бумажному варианту с собственноручной подписью.

Использовать такую подпись можно и без каких-либо дополнительных соглашений и регламентов между участниками электронного документооборота.

Если под документом стоит квалифицированная подпись, можно точно определить, какой именно сотрудник организации ее поставил.

А также установить, изменялся ли документ уже после того, как был подписан.

Когда применяются разные виды подписи

Простая электронно-цифровая подпись

Обращение заявителей - юридических лиц за получением государственных и муниципальных услуг осуществляется путем подписания обращения уполномоченным лицом с использованием простой электронной подписи.

Использование простой электронной подписи для получения государственной или муниципальной услуги допускается, если федеральными законами или иными нормативными актами не установлен запрет на обращение за получением государственной или муниципальной услуги в электронной форме, а также не установлено использование в этих целях иного вида электронной подписи

Усиленная неквалифицированная электронно-цифровая подпись

Случаи, в которых информация в электронной форме, подписанная неквалифицированной электронной подписью, признается электронным документом, равнозначным документу на бумажном носителе, подписанному собственноручной подписью, в Налоговом кодексе не определены.

По мнению Минфина, для целей налогового учета документ, оформленный в электронном виде и подписанный неквалифицированной электронной подписью, не может являться документом, равнозначным документу на бумажном носителе, подписанному собственноручной подписью.

Поэтому, хотя хозяйствующие стороны при наличии юридически действительного соглашения могут организовать электронный документооборот, применяя усиленную неквалифицированную электронную подпись, если есть вероятность возникновения споров с контролирующим органом, смысл в таких документах утрачивается.

Усиленная квалифицированная электронно-цифровая подпись

Для некоторых видов отчетности использование квалифицированной подписи прямо определено нормативными документами.

Например, такой порядок установлен для:

годовой бухгалтерской отчетности, которую необходимо сдать в Росстат;

формы РСВ-1 ПФР;

отчетности в налоговую инспекцию – декларации.

Электронный счет-фактуру следует подписывать только усиленной квалифицированной электронной подписью руководителя либо иных лиц, уполномоченных на это приказом (иным распорядительным документом) или доверенностью от имени организации, индивидуального предпринимателя.

Заявление о постановке на учет (снятии с учета) в налоговом органе заверяется только усиленной квалифицированной подписью.

Заявления о возврате или зачете суммы налога также принимаются только в случае, если они визированы усиленной квалифицированной электронной подписью.

Электронно-цифровая подпись (ЭЦП): подробности для бухгалтера

• Можно ли применять электронную цифровую подпись и факсимильную подпись при оформлении бухгалтерских документов?

  Соглашением сторон. Электронная цифровая подпись (ЭЦП) В настоящее время отношения в... подробно о порядке применения видов ЭЦП при подписании документов бухгалтерского и...

• Электронное взаимодействие работника и работодателя при оформлении трудовых отношений

  Что электронную цифровую подпись (ЭЦП) на кадровых документах можно будет... ограничен перечень документов, подписываемых ЭЦП, с целью защиты прав... существенных инвестиций. Высокая стоимость выпуска ЭЦП (с учетом выпуска квалифицированной... Сложность "массового" получения ЭЦП Невозможность подписания документов задним числом... перехода к использованию новых стандартов ЭЦП и функции хэширования». Предполагалось, ... перехода к использованию новых стандартов ЭЦП и функции хэширования». Уведомление...

• Чем рискует главбух: сравниваем работу по ТК РФ и ГК РФ

  Помнит, на кого была оформлена электронная цифровая подпись. Главный бухгалтер пояснила, что ее...

• Формулы для определения нормативных значений ключевых показателей экономической ценности предприятий

  Вида: показатели годовой ЭЦП; показатели периодной ЭЦП; показатели общей ЭЦП. В свою... три подвида: показатели допрогнозной ЭЦП; ожидаемые показатели прогнозной ЭЦП; предполагаемые (возможные) ... подвидов) расчётных нормативных показателей ЭЦП. Принятые измерители ЭЦП – миллионы/тысячи денежных... экономической единицы, а фактические показатели ЭЦП – являются обязательными отчётными показателями... . Как отмечалось выше, показатели ЭЦП характеризуют товаропроизводительность и/или услугопроизводительность...

• Регистрация бизнеса

  Необходимо предварительно приобрести. Стоимость такой ЭЦП варьируется примерно в пределах от... учредителем выгода существенная. Если, например, ЭЦП будет приобретена за 1000 руб... направлены вам электронно, с усиленной ЭЦП налогового органа. Сайт госуслуг предоставляет...

• Пошаговая инструкция по получению имущественного вычета

  Порядке? Тогда вводим пароль от ЭЦП (электронной цифровой подписи). Если ранее... пароль от ЭЦП не был получен, то сохраняем... шестом шаге вводим пароль от ЭЦП, который придумали при ее создании...

• Электронный больничный – право, а не обязанность

  Ранее найденного больничного плагин КриптоПро ЭЦП browser plug-in не видит...

• Оформление счетов-фактур: первая половина 2017 года

  Этих целей используется усиленная квалифицированная ЭЦП (п. 6). В соответствии с... электронного образца, подписанного усиленной квалифицированной ЭЦП руководителя компании, неправомерно. В общем...

• Почему переход на онлайн-кассы может занять полгода

  Ли будет получать дополнительную ЭЦП? Алексей Макаров: ЭЦП ужеимеется у многих – она...

• Изменения в Законе о контрактной системе: разъяснения Минфина в отношении переходного периода

  С 01.07.2018 вступают в силу отдельные положения федеральных законов от 31.12.2017 № 504-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд» и от 31.12.2017 № 505-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В Письме от 25.06.2018 № 24-06-08/43650 Минфином сообщается позиция в отношении переходного периода с 01.07.2018 до 01.01. ...

• Документы и документооборот в бухгалтерском учете: проект ФСБУ

  31 мая 2018 года на сайте Минфина был опубликован проект федерального стандарта бухгалтерского учета «Документы и документооборот в бухгалтерском учете». Публичное обсуждение проекта закончится 30 сентября 2018 года. Ознакомимся с новым документом. 31 мая 2018 года на сайте Минфина был опубликован проект федерального стандарта бухгалтерского учета «Документы и документооборот в бухгалтерском учете». Публичное обсуждение проекта закончится 30 сентября 2018 года. Ознакомимся с новым документом. ...

• Электронный ПТС в России

  С 1 июля 2018 года на всей территории ЕАЭС - в России, Белоруссии, Казахстане, Армении и Кыргызстане, вводится обязательное применение электронных паспортов транспортных средств (далее - ПТС). Вся информация, внесенная в электронный ПТС, в обязательном порядке заверяется усиленной квалифицированной электронной подписью, выданной удостоверяющим центром, аккредитованным Минкомсвязи России. С 1 июля 2018 года на всей территории ЕАЭС - в России, Белоруссии, Казахстане, Армении и Кыргызстане, ...

• Как подать документы в суд в электронном виде?

  Порядок подачи документов в Верховный Суд РФ, арбитражные суды и суды общей юрисдикции изменился в 2017 году. Граждане и юридические лица могут подавать обращения (исковые заявления, ходатайства, жалобы и другие документы) в виде электронных документов и электронных образов (скан-копий). Их подписывают усиленной квалифицированной электронной подписью. Получить такую подпись можно в удостоверяющем центре, аккредитованном Минкомсвязи РФ. Электронная подпись также понадобится для подтверждения...

• Новый, 2018 год – новые правила закупок

  Уже год унитарные предприятия при осуществлении закупок руководствуются Федеральным законом от 05.04.2013 № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд». В конце 2017 года Федеральным законом от 31.12.2017 № 504-ФЗ в Закон № 44-ФЗ были внесены изменения. Самое важное нововведение – возможность осуществления закупок в электронной форме, но не остались без внимания и иные моменты. Некоторые изменения уже начали действовать...

• Изменения в Законе №44-ФЗ 2018 года. Новые правила закупок

  Уже год унитарные предприятия при осуществлении закупок руководствуются Федеральным законом от 05.04.2013 № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд». В конце 2017 года Федеральным законом от 31.12.2017 № 504-ФЗ в Закон № 44-ФЗ были внесены изменения. Самое важное нововведение – возможность осуществления закупок в электронной форме, но не остались без внимания и иные моменты. Некоторые изменения уже...

Введение.

Учебные вопросы (основная часть):

1. Общие сведения об электронных ключах.

2. Диодные ключи.

3. Транзисторные ключи

Заключение

Литература:

Л.15 Быстров Ю.А., Мироненко И.В. Электронные цепи и устройства,-М: Высшая школа. 1989г. – 287с. с. 138-152,

Л.19 Браммер Ю.А., Пащук А.В. Импульсные и цифровые устройства. - М.: Высшая школа, 1999 г., 351 с. с. 68-81

Л21. Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника», М.- Горячая линия- Телеком, 2000г с. 370-414

Учебно-материальное обеспечение:

Текст лекции Введение

Известно, что для обеспечения работы импульсных устройств и получения импульсных колебаний необходимо осуществлять коммутацию нелинейного элемента (замкнуть, разомкнуть).

Такой режим работы нелинейного элемента называется ключевым, а устройство, в состав которого входит данный нелинейный элемент - электронным ключом.

1. Общие сведения об электронных ключах.

Электронным ключом называется устройство, которое под воздействием управляющих сигналов осуществляет коммутацию электрических цепей бесконтактным способом .

Назначение электронных ключей.

В самом определении заложено назначение “Включение - выключение”, “Замыкание - размыкание” пассивных и активных элементов, источников питания и т.д.

Классификация электронных ключей.

Электронные ключи классифицируются по следующим основным признакам:

По виду коммутирующего элемента:

• транзисторные;

  тринисторные, динисторные;

  электровакуумные;

  газонаполняемые (тиратронные, тигатронные);

  оптронные.

По способу включения коммутирующего элемента по отношению к нагрузке.

последовательные ключи;

Рис. 1

параллельные ключи.

Рис. 2

По способу управления.

с внешним управляющим сигналом (внешним по отношению к коммутируемому сигналу);

без внешнего управляющего сигнала (сам коммутируемый сигнал и является управляющим).

По виду коммутируемого сигнала.

ключи напряжения;

ключи тока.

По характеру перепадов входного и выходного напряжений.

повторяющие;

Рис. 3

инвертирующие.

Рис. 4

По состоянию электронного ключа в открытом положении.

насыщенный (электронный ключ открыт до насыщения);

ненасыщенный (электронный ключ находится в открытом режиме).

По количеству входов.

одновходовые;

Рис. 5

многовходовые.

Рис. 6

Устройство электронных ключей.

В состав электронного ключа обычно входят следующие основные элементы:

непосредственно нелинейный элемент (коммутирующий элемент);

Принцип действия электронного ключа.

Рис. 7

Принцип действия рассмотрим на примере идеального ключа.

На рисунке:

1. U вх - напряжение, управляющее работой ключа;

   R - сопротивление в цепи питания;

   E - напряжение питания (коммутируемое напряжение).

В состоянии включено (ключ SA замкнут), напряжение на выходе U вых =0 (сопротивление R замкнутого идеального ключа равно нулю).

В состоянии выключено (ключ SA разомкнут), напряжение на выходе U вых =Е (сопротивление R разомкнутого идеального ключа равно бесконечности).

Такой идеальный ключ производит полное размыкание и замыкание цепи, так, что перепад напряжения на выходе равен Е.

Однако реальный электронный ключ далек от идеального.

Рис. 8

Он имеет конечное сопротивление в замкнутом состоянии -R вкл зам, и в разомкнутом состоянии - R выкл разом. Т.е. R вкл зам >0, R выкл разом <. Следовательно, в замкнутом состоянии U вых =U ост >0 (остальное напряжение падает на ключе).

В разомкнутом состоянии U вых

Таким образом, для работы электронного ключа необходимым является выполнение условия R выкл разом >> R вкл зам .

Основные характеристики электронных ключей.

Передаточная характеристика.

Это зависимость выходного напряжения U вых от входного U вх: U вых =f(U вх).

Если нет внешнего управляющего сигнала, то U вых =f(E).

Такие характеристики показывают насколько близок электронный ключ к идеальному.

Быстродействие электронного ключа - время переключения электронного ключа.

Сопротивление в разомкнутом состоянии R выкл разом и сопротивление в замкнутом состоянии R вкл зам.

Остаточное напряжение U ост.

Пороговое напряжение, т.е. напряжение, когда сопротивление электронного ключа резко меняется.

Чувствительность - минимальный перепад сигнала, в результате которого происходит бесперебойное переключение электронного ключа.

Помехоустойчивость - чувствительность электронного ключа к воздействию импульсов помех.

Падение напряжение на электронном ключе в открытом состоянии.

Ток утечки в закрытом состоянии.

Применение электронных ключей.

Электронные ключи применяются:

В простейших схемах формирования импульсов.

Для построения основных типов логических элементов и основных импульсных устройств.

Таким образом, электронные ключи это устройства, осуществляющие коммутацию бесконтактным способом.

01августа 2001 года Этот материал посвящен вопросам защиты программного обеспечения взлома. А точнее, речь в нем пойдет об электронных ключах - одном из самых распространенных на сегодняшний день способов защиты программных продуктов.

Электронные ключи - фактически единственное техническое решение, которое обеспечивает приемлемый уровень защиты и, одновременно, доставляет наименьшие неудобства конечным пользователям.

Методы защиты программ

Среди технических решений, предлагаемых для защиты тиражируемого программного обеспечения, можно выделить несколько основных групп.

Использование ключевых дискет и компакт-дисков со специальным покрытием, паролей и регистрационных номеров

Эти методы защиты не требуют больших финансовых издержек при внедрении, однако обладают низкой стойкостью к взлому. Вследствие чего, применение такой защиты оправдано только для ПО нижней ценовой категории. Для подобных программ важна популярность и большие тиражи (иногда и за счет пиратских копий). Использование более надежной, но и дорогостоящей системы защиты, в данном случае, не будет иметь смысла (даже повлияет отрицательно).

Привязка к уникальным характеристикам компьютера

Стойкость к взлому у этого метода защиты гораздо выше, чем у предыдущих, при небольших затратах на внедрение. Однако из-за особенностей реализации механизма защиты он является самым неудобным для конечных пользователей и вызывает многочисленные нарекания. Ведь программу, защищенную подобным образом, нельзя перенести на другой компьютер, возникают трудности с модернизаций и т. п. Применение такой защиты целесообразно в случаях, когда производитель уверен, что не отпугнет клиентов.

Самый свежий пример использования этого метода - встроенная защита от копирования новых программных продуктов Microsoft.

Программно-аппаратная защита с использованием электронных ключей

На сегодняшний день это - наиболее надежный и удобный метод защиты тиражируемого ПО средней и высшей ценовой категории. Он обладает высокой стойкостью к взлому и не ограничивает использование легальной копии программы. Применение этого метода экономически оправдано для программ стоимостью свыше $80, так как использование даже самых дешевых электронных ключей увеличивает стоимость ПО на $10-15. Поэтому каждый производитель ключей стремится разработать новые, более дешевые модели для защиты многотиражных недорогих продуктов, не снижая при этом их эффективности.

Электронными ключами, в основном, защищают так называемый «деловой» софт: бухгалтерские и складские программы, правовые и корпоративные системы, строительные сметы, САПР, электронные справочники, аналитический софт, экологические и медицинские программы и т. п. Затраты на разработку таких программ велики, а соответственно высока их стоимость, поэтому ущерб от пиратского распространения будет значителен. Здесь электронные ключи являются оптимальной защитой.

Как видно, выбирая средство защиты, разработчик должен исходить из принципа экономической целесообразности. Защита должна выполнить свое основное предназначение - существенно сократить, а в идеале - прекратить, потери от пиратства, не сильно при этом увеличивая стоимость программы, что может отрицательно отразиться на объеме продаж. Производитель также обязан учитывать интересы пользователей. В идеале защита не должна причинять им никаких неудобств.

Что такое электронный ключ

Электронный ключ предотвращает незаконное использование (эксплуатацию) программы. Часто говорят, что ключ защищает от копирования, но это не совсем верно. Защищенную программу можно скопировать, только копия без ключа работать не будет. Т. о. копирование просто не имеет смысла.

Собственно электронный ключ - это устройство размером, как принято говорить, «со спичечный коробок» , которое подсоединяется к одному из портов компьютера. Ключ состоит из платы с микросхемами (вспомогательные элементы, микроконтроллер и память), заключенной в пластиковый корпус. Микроконтроллер содержит так называемую «математику» - набор команд, реализующих некую функцию или функции, которые служат для генерации информационных блоков обмена ключа и защищенной программы. Иначе эти блоки называются «вопросы и ответы». Память электронного ключа содержит информацию о его характеристиках, а также данные пользователя. Ключ имеет два разъема. С помощью одного он подсоединяется к LPT-порту (параллельному порту) компьютера, другой служит для подключения периферийного устройства. При правильной эксплуатации современный электронный ключ обычно не вносит помех в работу принтеров, сканеров и прочей периферии, которая подключена через него к параллельному порту.

Какие бывают электронные ключи

Электронные ключи чрезвычайно разнообразны по своему исполнению (внутренние и внешние), назначению, внешнему виду и т. п. Их можно также классифицировать по совместимости с программными средами и типами компьютеров, по способу подключения и степени сложности (функциональности) и т. д. Однако рассказ обо всех разновидностях ключей занял бы много времени, поэтому следует остановиться на самых широко применяемых решениях.

Итак, чаше всего используются электронные ключи, предназначенные для защиты локальных и сетевых Windows и DOS-приложений. Основную массу ключей на сегодняшний день составляют устройства для параллельного порта. Однако все большую популярность приобретают USB-ключи, и велика вероятность, что в ближайшем будущем они составят серьезную конкуренцию LPT-ключам.

Для защиты дорогостоящего ПО используют сложные (многофункциональные) ключи, для защиты программ подешевле применяют более простые ключи.

По устройству электронные ключи делятся на

• Ключи, не содержащие встроенной памяти
  Такие ключи не обеспечивают должную степень защищенности приложения. Ведь только наличие памяти в дополнение к логическому блоку ключа позволяет строить систему защиту любой сложности. В памяти ключа можно хранить информацию, необходимую для работы программы, списки паролей (по существу, электронный ключ может использоваться в качестве средства идентификации) и т. п. Объем памяти большинства современных ключей достигает обычно несколько сотен байт. Использование ключей без встроенной памяти может быть оправданным только для защиты дешевых многотиражных программ.
• Ключи, содержащие только память
  Этот класс ключей является морально устаревшим. Такие ключи больше не выпускаются, но достаточно большое их количество пока сохраняется у конечных пользователей ПО.
• Ключи на заказном ASIC-чипе
  На сегодняшний день это самый распространенный класс ключей. Их функциональность определяется конкретным видом ASIC-чипа. Недостатком таких ключей является, если можно так выразится, «завершенность» конструкции. Диапазон их свойств ограничен определенными при создании микросхемы рамками. Все ключи одной модели работают по одинаковому алгоритму или алгоритмам (т. е. в них содержаться функции одинакового вида). Такая особенность может неблагоприятно сказываться на степени стойкости системы защиты. Ведь часто повторяющаяся модель защиты облегчает задачу взломщика.
• Микропроцессорные ключи
  Этот тип ключей, в отличие от предыдущего, обладает гораздо более гибким устройством. В контроллер микропроцессорного ключа можно «прошивать» программу, реализующую функции, разные для каждого клиента. В принципе, любой микропроцессорный ключ легко можно запрограммировать так, что он будет работать по своему, уникальному алгоритму.

Электронный ключ - это аппаратная часть защиты. Программную часть составляет специальное ПО для работы с ключами. В его состав входят инструменты для программирования ключей, утилиты установки защиты и диагностики, драйверы ключей и др.

Защита программ с помощью ключа

Чтобы установить систему защиты необходимо запрограммировать нужным образом электронный ключ, т. е. внести в его память информацию, по которой защищенная программа будет идентифицировать ключ и «привязать» к ключу программу путем установки автоматической защиты и/или защиты при помощи функций API.

Для программирования памяти ключа, в основном, используют специальные утилиты, с помощью которых считывается и перезаписывается содержимое полей памяти, редактируются, изменяются или удаляются сами поля, производится дистанционное программирование ключа. Также утилиты программирования используются для отладки схемы защиты. С их помощью проверяют правильность выполнения функций API, создают массивы вопросов и ответов ключа и т. п.

Способы защиты

Есть системы защиты, которые устанавливаются на исполняемые программные модули (навесная или автоматическая защита), и системы защиты, которые встраиваются в исходный код программы (защита при помощи функций API).

Автоматическая защита

Исполняемый файл программы обрабатывается соответствующей утилитой, входящей в комплект ПО для работы с ключами. Как правило, данный способ защиты почти полностью автоматизирован, процесс установки занимает всего несколько минут и не требует специальных знаний. После этого программа оказывается «настроенной» на электронный ключ с определенными параметрами.

Утилиты автоматической защиты обычно имеют множество сервисных функций, которые позволяют выбирать различные режимы «привязки» программы к ключу и реализовывать дополнительные возможности. Например, такие, как защита от вирусов, ограничение времени работы и числа запусков программы и т. д.

Однако следует иметь в виду, что этот способ не может обеспечить достаточную надежность. Так как модуль автоматической защиты прикрепляется к готовой программе, то есть вероятность, что опытному хакеру удастся найти «точку соединения» и «отцепить» такую защиту. Хорошая утилита автоматической защиты должна обладать опциями, затрудняющими попытки отладки и дизассемблирования защищенной программы.

Защита при помощи функций API

Этот метод защиты основан на использовании функций API, собранных в объектных модулях. Функции API позволяют выполнять с ключом любые операции (поиск ключа с заданными характеристиками, чтение и запись данных, подсчет контрольных сумм, преобразование информации и т. п.). Это позволяет создавать нестандартные схемы защиты, подходящие для любых случаев. Вообще, можно сказать, что возможности API-защиты ограничены только богатством фантазии разработчика.

Библиотеки специальных функций API и примеры их использования, написанные на различных языках программирования, должны входить в комплект программного обеспечения для работы с ключами. Для установки защиты необходимо написать вызовы нужных функций API, вставить их в исходный код программы и скомпилировать с объектными модулями. В результате защита окажется внедренной глубоко в тело программы. Использование функций API обеспечивает гораздо более высокую степень защищенности, чем автоматическая защита

Практически единственный «недостаток» этого способа защиты, по мнению некоторых производителей ПО, заключается в дополнительных затратах на обучение персонала работе с API-функциями. Однако без использования API невозможно рассчитывать на приемлемую стойкость системы защиты. Поэтому в целях облегчения жизни разработчиков производители систем защиты работают над программами, упрощающими установку API-защиты.

В общих чертах работу системы защиты можно представить таким образом:

В процессе работы защищенная программа передает электронному ключу информацию, так называемый «вопрос». Электронный ключ ее обрабатывает и возвращает обратно - «отвечает». Программа на основе возвращенных данных идентифицирует ключ. Если он имеет верные параметры, программа продолжает работать. Если же параметры ключа не подходят, либо он не подсоединен, то программа прекращает свою работу или переходит в демонстрационный режим.

Противостояние разработчиков систем защиты и взломщиков (хакеров или кракеров) - это гонка вооружений. Постоянное совершенствование средств и способов взлома вынуждает разработчиков защиты непрерывно обновлять или изобретать новые средства и методы защиты, чтобы находиться на шаг впереди. Ведь схема, которая была эффективной вчера, сегодня может оказаться непригодной.

Методы взлома защиты

Изготовление аппаратной копии ключа

Этот метод заключается в считывании специальными программными и аппаратными средствами содержимого микросхемы памяти ключа. Затем данные переносятся в микросхему другого ключа («»болванку). Способ этот достаточно трудоемкий и может применяться, если память ключа не защищена от считывания информации (что было характерно для ключей, содержащих только память). К тому же, создание аппаратной копии ключа не решает проблему тиражирования программы, ведь она все равно остается «привязанной», но только к другому ключу. По этим причинам изготовление аппаратных копий ключей не получило широкого распространения

Изготовление эмулятора (программной копии) ключа

Самый распространенный и эффективный метод взлома, который заключается в создании программного модуля (в виде драйвера, библиотеки или резидентной программы), воспроизводящего (эмулирующего) работу электронного ключа. В результате защищенная программа перестает нуждаться в ключе.

Эмуляторы могут воспроизводить работу ключей определенной модели, или ключей, поставляемых с какой-то программой, или одного конкретного ключа.

По организации их можно разделить на эмуляторы структуры и эмуляторы ответов. Первые воспроизводят структуру ключа в деталях (обычно это универсальные эмуляторы), вторые работают на основе таблицы вопросов и ответов конкретного ключа.

В простейшем случае для создания эмулятора хакер должен найти все возможные верные вопросы к ключу и сопоставить им ответы, то есть получить всю информацию, которой обменивается ключ и программа.

Современные ключи обладают целым набором средств, предотвращающих эмуляцию. Прежде всего, это различные варианты усложнения протокола обмена ключа и защищенной программы, а также кодирование передаваемых данных. Используются следующие основные виды защищенных протоколов обмена или их сочетания:

• плавающий протокол - вместе с реальными данными передается «мусор», причем со временем порядок чередования и характер, как реальных, так и ненужных данных, изменяется хаотическим образом
• кодированный протокол - все передаваемые данные кодируются
• с автоматической верификацией - любая операция записи в память ключа сопровождается автоматической проверкой данных на адекватность

Дополнительное усложнение протокола обмена достигается за счет увеличения объема передаваемых сведений и количества вопросов к ключу. Современные ключи обладают памятью, достаточной для обработки достаточно больших объемов данных. Например, ключ с памятью 256 байт может обработать за один сеанс до 200 байт информации. Составление таблицы вопросов к такому ключу на сегодняшний день представляется весьма трудоемкой задачей.

Отделение модуля автоматической защиты

Как уже говорилось ранее, автоматическая защита не обладает достаточной степенью стойкости, так как не составляет с защищенной программой единого целого. Вследствие чего, «конвертную защиту» можно, при известных усилиях, снять. Существует целый ряд инструментов, используемых хакерами для этой цели: специальные программы автоматического взлома, отладчики и дизассемблеры. Один из способов обхода защиты - определить точку, в которой завершается работа «конверта» защиты и управление передается защищенной программе. После этого принудительно сохранить программу в незащищенном виде.

Однако в арсенале производителей систем защиты есть несколько приемов, позволяющих максимально затруднить процесс снятия защиты. Хорошая утилита автоматической защиты обязательно включает опции, которые обеспечивают

• противодействие автоматическим программам взлома,
• противодействие отладчикам и дизассемблерам (блокировка стандартных отладочных средств, динамическое кодирование модуля защиты, подсчет контрольных сумм участков программного кода, технология «безумного кода» и др.),
• кодирование защищенной тела и оверлеев программы с помощью алгоритмов (функций) преобразования.

Удаление вызовов функций API

Чтобы удалить вызовы функций API из исходного текста программы, хакеры, используя отладчики и дизассемблеры, находят места, из которых происходят вызовы, или точки входа в функции, и соответствующим образом исправляют программный код. Однако при правильной организации API-защиты этот способ становится очень трудоемким. К тому же взломщик никогда не может быть до конца уверен, что правильно и полностью удалил защиту, и программа будет работать без сбоев.

Существует несколько эффективных приемов противодействия попыткам удаления или обхода вызовов функций API:

• использование «безумного кода»: при создании функций API их команды перемешиваются с «мусором» - ненужными командами, т.о. код сильно зашумляется, что затрудняет исследование логики работы функций
• использование множества точек входа в API: в хорошей API-защите каждая функция имеет свою точку входа. Для полной нейтрализации защиты злоумышленник должен отыскать все точки

Программно-аппаратная защита предоставляет человеку, который ее внедряет, достаточно большую свободу действий. Даже при автоматической защите можно выбирать среди имеющихся опций и соответственно определять свойства защищенной программы. А уж при использовании функций API можно реализовать любую, даже самую изощренную модель защиты. Т. о. единой и детально расписанной схемы построения защиты не существует. Однако есть много способов придать защите дополнительную стойкость (ниже приводятся лишь некоторые из них).

Методы противодействия взлому

Комбинирование автоматической и API защиты

Как говорилось выше, каждый из этих видов защиты имеет свои узкие места. Но вместе они прекрасно дополняют друг друга и составляют труднопреодолимую преграду даже для опытного взломщика. При этом автоматическая защита играет роль своеобразной скорлупы, внешнего рубежа, а защита API является ядром.

API защита

При API-защите рекомендуется использовать несколько функций. Их вызовы необходимо распределить по коду приложения и перемешать переменные функций с переменными приложения. Таким образом, защита API оказывается глубоко внедренной в программу, и взломщику придется немало потрудиться, чтобы определить и выбрать все функции защиты.

Обязательным является использование алгоритмов (или функций) преобразования данных. Кодирование информации делает бессмысленным удаление вызовов функций API, ведь при этом данные не будут декодированы.

Эффективный прием усложнения логики защиты - это откладывание реакции программы на коды возврата функций API. В этом случае программа принимает решение о дальнейшей работе спустя какое-то время после получения кодов возврата. Что заставляет взломщика прослеживать сложные причинно-следственные связи и исследовать в отладчике слишком большие участки кода.

Автоматическая защита

При автоматической защите необходимо задействовать опции защиты от отладочных и дизассемблирующих средств, опции кодирования и проверки ключей по времени. Полезно также использовать защиту от вирусов. При этом проверяется CRC участков кода, а значит, файл предохраняется и от модификации.

Обновление системы защиты

После внедрения системы защиты важно не забывать о своевременном обновлении ПО для работы с ключами. Каждый новый релиз - это устраненные ошибки, закрытые «дыры» и новые возможности защиты. Также необходимо постоянно отслеживать ситуацию на рынке систем защиты и, в случае необходимости, своевременно менять систему защиты на более прогрессивную и надежную.

Возможности электронного ключа

Конечно, прежде всего, ключ предназначен для защиты программ. Однако потенциал современной программно-аппаратной защиты настолько велик, что позволяет применять электронные ключи для реализации маркетинговой стратегии и оптимизации продаж. Вот несколько вариантов такого «нецелевого» использования.

Демо-версии

С помощью электронных ключей можно легко создавать демо-версии программных продуктов без написания демонстрационного варианта программы. Можно свободно распространять копии, заблокировав или ограничив некоторые возможности программы, которые активируются только с помощью электронного ключа. Или же предоставлять клиентам полнофункциональную программу в качестве пробной («trial») версии, ограничив количество ее запусков. А после оплаты продлевать срок пользования программой или вовсе снимать ограничение.

Аренда и лизинг

Если программа дорогостоящая, то часто бывает удобно и выгодно продавать ее по частям или сдавать в аренду. В этом случае ключи также окажут большую услугу. Как это происходит? Полноценная рабочая копия программы, ограниченная по времени работы, предоставляется клиенту. После того, как клиент внесет очередной платеж, срок пользования программой продлевается с помощью дистанционного перепрограммирования памяти ключа.

Продажа программы по частям

Если программа состоит из нескольких компонентов (например, набор электронных переводчиков - англо-русский, франко-русский и т. п.), то можно включать в комплект поставки все модули, но активировать только те из них, за которые заплачено. При желании клиент всегда может оплатить интересующий его компонент программы, который будет активирован с помощью дистанционного программирования ключа.

Обновление защищенной программы

Производитель выпустил новую версию программы. Теперь перед ним возникает проблема обновления программы у зарегистрированных пользователей. Дистанционное программирование ключей делает эту процедуру быстрой и легкой. При выходе новой версии программы пользователям предыдущих версий не нужно выдавать или продавать новый ключ. Нужно всего лишь перепрограммировать участок памяти имеющегося ключа и переслать клиенту новую версию (бесплатно или за небольшую доплату - зависит от маркетинговой политики фирмы).

Лицензирование в локальных вычислительных сетях

Под лицензированием в данном случае понимается контроль количества используемых копий программы. Производителям сетевого ПО хорошо знакома ситуация, когда покупается одна лицензионная программа, а в ЛВС работают с десятками ее копий. В этих условиях электронный ключ становится эффективным средством, предотвращающим запуск «сверхлимитных» копий программы.

Как осуществляется лицензирование? Допустим, пользователь собирается установить в сети какую-то программу (бухгалтерская, складская и т. п.). При покупке он указывает число копий программы, которое ему необходимо, и получает соответствующую лицензию. Производитель передает клиенту дистрибутив и нужным образом запрограммированный ключ. Теперь пользователь сможет работать только с тем количеством копий, за которое заплатил. При необходимости он всегда может докупить недостающие копии, а производитель перепрограммирует ему электронный ключ, не выходя из своего офиса.

Легко заметить, что современная программно-аппаратная система защиты предоставляет множество сервисных функций, которые позволяют организовать эффективную маркетинговую политику и, естественно, получить дополнительную (и весьма ощутимую) выгоду.

Будущее электронного ключа

Пока существует ПО и стоит проблема компьютерного пиратства, программно-аппаратная защита останется актуальной. Что конкретно она будет представлять собой лет через десять, сказать трудно. Но уже сейчас можно отметить некоторые тенденции, которые становятся очевидными.

Широкую популярность приобретают USB-ключи и, скорее всего, они постепенно вытеснят ключи для параллельного порта. В ключах будут реализованы более сложные и стойкие алгоритмы, увеличится объем памяти.

Электронные ключи (немного иначе устроенные) начинают применять в качестве средств идентификации компьютерных пользователей. Такими ключами-идентификаторами в сочетании со специальными программами можно защищать web-страницы.

Все больше будут использоваться возможности электронных ключей для формирования маркетинговой стратегии фирм-производителей софта, для продвижения программных продуктов.