Рекомендации по применению смарт-карт в приложениях, относящихся к обеспечению безопасности

Раздел книги "Информационная безопасность и смарт-карты" (в авторском варианте). © Константин Мытник, Сергей Панасенко, 2018

Вопросы поддержки смарт-картой криптографических алгоритмов, протоколов аутентификации и возможностей защищенного хранения данных обсуждаются в восьмой части спецификаций PC/SC [186]. Более точно, данный документ посвящен следующим проблемам:

• криптографическим алгоритмам и функциям управления криптографическими ключами;
• протоколам аутентификации;
• структурам для защищенного хранения данных и разграничению доступа к объектам файловой системы смарт-карты;
• требуемым для штатной работы карты объектам ее файловой системы;
• криптографическим функциям и функциям работы с файлами, обязательным для реализации в смарт-карте.

Как было сказано ранее, смарт-карты, использование которых предполагается в приложениях, относящихся к обеспечению информационной безопасности, должны быть разработаны так, чтобы исключить возможное воздействие извне на реализуемые картой алгоритмы и протоколы.
В требованиях предполагается, что подобные смарт-карты должны реализовывать следующие криптографические алгоритмы:

• хэширования (см. раздел 5.1);
• вычисления и проверки электронной подписи (см. раздел 5.2);
• обмена ключами (см. раздел 6.2.2);
• симметричного шифрования (см. раздел 4.2);
• генерации случайных последовательностей (см. раздел 6.1.1);
• генерации криптографических ключей и ключевых пар (см. раздел 6.1).

Поскольку использование смарт-карт для шифрования данных не всегда возможно и целесообразно (в т. ч. по причине невысокой скорости обмена данными между картой и компьютером), поддержка картой алгоритмов симметричного шифрования является опциональной.
В части генерации и использования ключей для асимметричных криптоалгоритмов предполагается, что смарт-карта должна иметь возможность генерировать ключевую пару и работать с ключами таким образом, чтобы секретный ключ мог храниться в защищенном виде и использоваться, не покидая карту, тогда как для открытого ключа должна поддерживаться возможность его экспорта.
Смарт-карта может поддерживать следующие возможности по аутентификации различных сущностей (протоколы аутентификации были описаны в главе 7):

• аутентификацию пользователей в каких-либо удаленных информационных системах; в данном случае смарт-карта является активным участником криптографического протокола аутентификации и представляется удаленной системе от имени пользователя – после того, как пользователь-владелец карты будет успешно аутентифицирован картой;
• аутентификацию пользователя смарт-картой;
• аутентификацию смарт-картой приложения, работающего в операционной системе компьютера и пытающегося получить доступ к каким-либо возможностям или данным карты;
• аутентификацию смарт-карты приложением; в данном случае под аутентификацией подразумевается достоверное (например, с использованием асимметричных криптоалгоритмов) определение, относится ли конкретная карта к требуемому типу смарт-карт.

Требования устанавливают, что смарт-карта должна иметь файловую систему, соответствующую стандарту ISO 7816-4 [193]. Карта должна поддерживать механизмы разграничения доступа к файлам и каталогам, причем для каждого возможного вида доступа (чтение, запись, модификация и удаление) должны поддерживаться следующие варианты ограничений:

• доступ всегда разрешен;
• доступ всегда запрещен;
• для получения доступа требуется успешная аутентификация пользователя;
• для получения доступа требуется успешная аутентификация приложения.

Кроме того, в восьмой части спецификаций описываются специальные файлы, наличие которых необходимо для реализации криптографических функций, протоколов аутентификации и механизмов контроля доступа к объектам файловой системы карты. Здесь же приведены рекомендации по структуре таких файлов.
Специальные файлы включают в себя файлы следующих категорий:

• файлы, содержащие коды аутентификации пользователей;
• файлы, содержащие ключи для аутентификации приложений;
• файл со списком поддерживаемых криптографических алгоритмов и размеров ключей;
• файлы секретных ключей электронной подписи;
• файлы открытых ключей электронной подписи;
• файлы параметров и секретных и открытых ключей для протоколов обмена ключами;
• файлы ключей и паролей для выполнения удаленной аутентификации пользователей;
• файлы секретных и открытых ключей для выполнения аутентификации карты приложением.

Наконец, в требованиях приведены списки и описания команд, имеющих отношение к криптографическим функциям и функциям работы с файловой системой смарт-карты, которые должны поддерживаться картой. Краткое описание этих команд приведено в следующей таблице:

Таблица 8.9. Команды, относящиеся к обеспечению безопасности и к работе с файловой системой смарт-карты