Использование Pretty-Good-Privacy в Linux

Вступление

PGP является средством, созданным для обеспечения защиты и аутентификации информации в таких ненадежных коммуникационных сетях, как Internet.

Защита гарантирует, что только получатель информации может воспользоваться ей. Оказавшись в чужих руках, она будет совершенно бесполезной, поскольку ее нельзя будет декодировать. 

Аутентификация гарантирует, что если некоторая ифнормация была создана лицом "A" , то она действительно поступила от "A" и не была никем сфальсифицирована или изменена в пути. 

PGP основана на криптографической системе, известной как открытый ключ, которая может быть использована на ненадежных каналах. Это делает ее идеальной для обеспечения защиты информации, передаваемой по таким сетям, как Internet. 

Для того, чтобы интересоваться защитой передаваемых вами данных и, следовательно, нуждаться в средстве криптографии, вовсе не обязательно участвовать в крутом промышленном шпионаже :) Нечто совсем простое, например E-mail, может быть самой настоящей причиной начать использовать PGP. Давайте разберемся почему:

Можно сравнить E-Mail с почтовыми карточками. Любой, кому она попадет в руки, может прочитать ее, потому что нет физических преград, которые смогут помешать этому. С другой стороны, письмо в конверте более защищено. Можно держать конверт в руках, но нельзя прочитать письма. Если кто-то захочет прочитать его, ему придется порвать конверт.

Можно провести аналогию конверта с PGP, которое действует как дополнение к нашей E-Mail. PGP не позволяет никому прочитать сообщение, это может сделать только тот, кому оно предназначено; это одно из многих преимуществ PGP. 

Как работает криптография открытого ключа 

Открытый ключ может и должен быть свободно доступным, так как он является именно тем ключом, который остальной мир использует для передачи вам информации. Однако открытый ключ не угрожает безопасности закрытого ключа.

Рассмотрим это на примере двух друзей, Хуана и Педро. Хуан может безопасно послать информацию Педро, если он знает его открытый ключ. С другой стороны, Педро, используя свой закрытый ключ, способен декодировать сообщение, которое послал Хуан. Предположим, что есть еще один человек, Маркос, который перехватывает сообщение, которое Хуан послал Педро. Маркос не может ничего сделать с сообщением, поскольку у него нет закрытого ключа Педро. Даже сам Хуан, отправитель и создатель сообщения, не может декодировать его, это может сделать только Педро, при помощи закрытого ключа.

Безопасность системы основана на надежном хранении каждым пользователем своих закрытых ключей, даже в тех случаях, когда открытый ключ широко известен. Если кто-то попытается сломать систему, не зная закрытого ключа получателя, ему потребуется так много лет, что в конце концов информация окажется бесполезной. 

Как было сказано во вступлении, помимо защиты, PGP дает возможность аутентифицировать информацию. Рассмотрим почему:

Наш открытый ключ служит не только для кодирования сообщений, но и для "подписи" посылаемой информации; полная аналогия с подписями, которые часто ставят на бумажных документах.

Подписанный цифровым образом без закрытого ключа документ может быть аутентифицирован любым человеком, обладающим открытым ключом. Такая аутентификация предоставляет средства, позволяющие проверить, действительно ли сообщение поступило от человека, указанного в качестве отправителя, и что оно не было изменено или фальсифицировано.

Для обеспечения защиты и аутентификации могут использоваться оба процесса, как кодирование, так и подпись. Сначала документ подписывается нашим закрытым ключом и затем кодируется с помощью открытого ключа получателя.

По получении сообщения получатель выполняет шаги в обратном порядке, сначала декодируя документ своим закрытым ключом и потом проверяя нашу подпись нашим открытым ключом.

Все эти процессы могут быть автоматизированы, это мы покажем позднее.

Открытый ключ хранится в так назыаемом сетрификате ключа, который является самим открытым ключом вместе с именем владельца и датой его создания.

Закрытый ключ защищен паролем, который предотвращает его несанкционированное использование.

Оба ключа хранятся в файле, известном как кольцо ключей, в котором также хранятся различные сертификаты ключей. Обычно есть кольцо для открытых ключей и кольцо для закрытых.

Ключи имеют внутренний идентификатор ключа, который состоит из 64 последних бит ключа. При отображении информации о ключе на самом деле показываются последние 32 бита ключа. Эти идентификаторы ключа используются PGP, например, для определения ключа при декодировании сообщения.

При подписывании документа PGP формирует 128 бит, которые представляют документ. Эта подпись является своего рода контрольной суммой, или CRC, которая позволяет обнаружить изменения в документе. В отличие от обычных CRC или контрольных сумм, никто не может заново создать эту подпись чтобы узаконить любые изменения исходного документа. Подпись создается при помощи закрытого ключа отправителя и тот, кто хочет внести изменения, не имеет к нему доступа.

Версии PGP

На этом этапе необходимо еще раз сказать о большой путанице, окружающей различные версии PGP. В виду политики Соединенных Штатов в отношении экспорта криптографического материала, появились несколько версий PGP, вместе с несколькими законами по их использованию. Я постараюсь прояснить всю эту неразбериху и перечислю различные версии, существующие на сегодняшний день.
Бесплатные версии PGP: 

• PGP 2.3a 

Это "классический" PGP. Его все еще можно использовать, хотя из-за несовместимости могут возникнуть некоторые проблемы при обработке ключей и сообщений, созданными версиями 2.6.x и более поздними, использующими ключи длиннее 1280 бит. Предполагается, что версия 2.3a не может использоваться за пределами США из-за патентных ограничений.
 

• PGP 2.6ui

Это неофициальная версия PGP 2.3a, которая устраняет указанные выше проблемы несовместимости. Эта версия не является версией 2.6.x так как она базируется на исходных кодах 2.3a 
 

• PGP 2.62ui

Она основана на исходных кодах 2.6ui и является модификацией, в которой попытались достичь совместимости с последнимий нововведениями, появившимися в версиях 2.6.x. 
 

• MIT PGP 2.6.2

Это последняя официальная версия PGP. Ее сообщения можно прочитать предыдущими версиями до 2.5 и она использует библиотеку кодирования RSAREF. Экспортировать эту версию за пределы США незаконно, но, что любопытно, если она экспортирована, то ее можно свободно использовать. 
 

• PGP 2.6.3i

Основана на исходных кодах MIT PGP 2.6.2, которые были модифицированы для международного использования. В частности, не используется упомянутая выше библиотека кодировани RSAREF. Использование этой версии в США незаконно.
 

• PGP 5.0

PGP 5.0 (ранее известная как PGP 3.0) является абсолютно новой версией PGP. Ее исходные коды были написаны абсолютно независимо. Добавлены новые опции, включая поддержку других криптографических алгоритмов, помимо RSA и IDEA. В нее входит графический пользовательский интерфейс для упрощения ее использования. Эта версия будет доступна в середине лета.

• ViaCrypt PGP 2.7.1 y 4.0 

Так как она является коммерческой, в поставку входит руководство и лицензия на личное использование. Исходные коды в поставку не входят.
 

• PGP 4.5 и 5.0

В июне 1996 PGP Inc. купила ViaCrypt и начала разработку коммерческих версий PGP для Соединенных Штатов и Канады. Самой последней версией является PGPMail 4.5.

Необходимо также учитывать, что в некоторых странах, например во Франции, Иране, Ираке, России и Китае, использование криптографии регулируется законодательством или запрещено.

Некоторые интересные ссылки для версии 2.6.3i для различных дистрибутивов Linux: 

• Бинарные файлы в формате ELF:

tonelli.sns.it/pub/Linux/pgp/pgp263.is.bin.tgz 
• Бинарные файлы и исходные коды для Red Hat:

ftp.replay.com/pub/replay/ub/redhat/i386/pgp-2.6.3i-1.i386.rpm 
ftp.replay.com/pub/replay/ub/redhat/SRPMS/pgp-2.6.3i-1.src.rpm 
• Исходные коды:

ftp.dit.upm.es/mirror/ftp.ifi.uio.no/pub/pgp/src/pgp263is.tar.gz 

Установка PGP

Первым шагом будет создать каталог для исходных кодов: 

mkdir pgp

tar -C ./pgp -xzvf pgp263is.tar.gz

cd pgp

tar -xvf pgp263ii.tar

cd src
make linux

Аналогично, файл справки pgp.1 копируется в /usr/man/man1 в случае глобальной установки. 

Основная конфигурация

cd
mkdir .pgp

Или, вместо ~/.pgp/config.txt, вы можете переименовать его в .pgprc и сохранить в вашем домашнем каталоге, то есть ~/.pgprc.

Среди прочего, этот файл может определять используемый язык при помощи параметра Languaje, возможные варианты:

Languaje = en (Английский)
Languaje = es (Испанский)
Languaje = ja (Японский)

Далее рекомендуется скопировать персонализированный файл справки на вашем языке в ~/.pgp. В случае испано-говорящих пользователей можно скопировать файл es.hlp.

Создание пары ключей

pgp -kg

После выбора размера ключа вас попросят задать идентификатор открытого ключа. Обычно здесь люди указывают свои имена или e-mail адрес. В моем случае, я написал:

Angel Lopez Gonzalez <alogo@mx2.redestb.es> 

Далее идет пароль, который будет защищать ваш закрытый ключ. Выберите фразу, которую вы легко сможете запомнить. Это необходимо для защиты закрытого ключа. Например, если кто-нибудь украдет его, он будет бесполезен без пароля.

Наконец, программа попросит вас в произвольном порядке нажать несколько клавиш на клавиатуре чтобы она могла создать последовательность случайных чисел. Программа задает последовательность бит на основе интервалов между нажатиями клавиш.

Через несколько секунд PGP создаст ключи и известит вас об этом сообщением. После того, как ключи были сгенерированы должным образом, их необходимо сохранить в каталоге ~/.pgp в виде файлов: pubring.pgp и secring.pgp 

Первый, pubring.pgp, является кольцом с открытым ключем. На данный момент в нем хранится только ваш ключ.

Второй, secring.pgp является, как вы можете понять, кольцом закрытых ключей, на данный момент в нем содержится только ваш закрытый ключ.

Необходимо помнить, что безопасность методов открытого ключа опирается на безопасность закрытого ключа; поэтому, обязательно храните его в надежном месте и следите за тем, чтобы никто не смог его получить из кольца закрытых ключей. Проверьте права доступа к secring.pgp и установите такие права доступа, чтобы только вы могли читать и записывать, причем остальные не должны иметь доступ вообще.

Наконец, необходимо упомянуть, что редактировать и изменять и идентификаторы ключей и пароли закрытых ключей можно с помощью команды:

pgp -ke идентификатор [кольцо]

Добавление ключей к кольцу

Если в вашем файле Somekey.pgp содержится ключ и вы хотите добавить его в ваши кольца, процедура очень проста:

pgp -ka Somekey [кольцо]

После добавления ключа PGP может сообщить вам, что добавленный ключ не полностью сертифицирован; это означает, что данный ключ не обязательно может принадлежать заявленному владельцу.

Если есть "уверенность", что ключ действительно принадлежит этому человеку, или потому что он или она дали его вам лично или по безопасному каналу, то вы сами можете сертифицировать его. Это означает, что мы удостоверяем сертифицированность ключа.

Это облегчает передачу нашего ключа человеку, который нам доверяет и абсолютно уверен в том, что мы передали ему правильный ключ.

Для этого процесса придумали даже имя, доверие в сети. В Соединенных Штатах пользователи PGP даже устраивают собирания для обмена открытыми ключами и их подписи :)
 
Рассмотрим эту концепцию на примере. Возьмем все тех же двух друзей, Хуана и Педро. Хуан дает свой открытый ключ Педро. Педро уверен, что ключ, который ему дал Хуан, верен, так как они доверяют друг другу. Когда он приходит домой, он добавляет его к своему кольцу открытых ключей, и он может его сертифицировать, поскольку ключ действительно принадлежит Хуану, поэтому он подписывает его своим закрытым ключом.

Теперь на сцене появляются еще два человека: Луис и Мария. Луис получает от Педро ключ Хуана и позднее пересылает его Марии. Мария не доверяет Луису, но видит, что ключ Хуана сертифицирован Педро. Мария может проверить открытый ключ Хуана благодаря подписи Педро. У нее есть открытый ключ Педро, который он дал ей лично, поэтому она может доверять ключу Луиса, проверив подлинность подписи Педро. Теперь мы знаем, как Мария может довериться ключу, данному ей такой ненадежной личностью, как Луис.

Это запутано :) но необходимо для защиты единственного слабого места этого типа криптографии: факта фальсификации открытого ключа.

Удаление ключа из кольца

pgp -kr идентификатор [кольцо]

Выделение ключа

pgp -kx идентификатор файл [кольцо]

Созданный файл mykey.pgp не в формате ASCII (попробуйте использовать cat для его просмотра). Однако, если кому-нибудь потребуется создать файл ключа в формате ASCII чтобы послать, к примеру, по e-mail, или добавить дополнительную информацию к базе данных finger, ему потребуется напечатать:

pgp -kxa identifies file [ring]

Вместе с ключом также выделяются все сертификаты, которые его подтверждают.

Содержание кольца

pgp -kv [идентификатор] [кольцо]

Чтобы просмотреть все сертификаты каждого ключа, необходимо набрать:

pgp -kvv [идентификатор] [кольцо]

Кодирование сообщения 

pgp -e файл идентификатор

pgp -e exam.doc marcos

Помните, что созданный файл, exam.pgp, не является ASCII файлом, поэтому для отправки его по E-Mail может потребоваться добавить еще одну опцию -a для того, чтобы выходной закодированный файл был в формате ASCII, например так:

pgp -ea exam.doc marcos

pgp -eaw exam.doc marcos

Кодирование сообщения для нескольких получателей

pgp -ea exam.doc marcos juan alicia

Как сообщение подписывается

Чтобы подписать документ, необходимо использовать ваш закрытый ключ:

pgp -s файл [-u идентификатор]

Когда наш учитель из примера решает подписать экзаменационные задачи, чтобы сообщить, что их послали не студенты-шутники :) он набирает следующее:

pgp -s exam.doc

pgp -sta exam.doc

Кроме того, можно подписать документ и затем закодировать его при помощи следущей команды:

pgp -es файл идентификатор_получателя
[-u мой_идентификатор]

pgp -es exam.doc marcos -u angel

Даже в этом случае можно создать файл в формате ASCII, используя опцию -a. 

Кроме того, нас может заинтересовать возможность создания подписи файла отдельно от данных. Чтобы это сделать, воспользуемся опцией -b: 

pgp -sb exam.doc

Декодирование

pgp входной_файл [-o выходной_файл]

Однако, после декодирования файла нам необходимо указать стандартный выход для декодированного файла. Это достигается использованием опции -m: 

pgp -m файл

pgp -fs идентификатор < входной_файл > выходной_файл

pgp -d exam

Обработка текстовых файлов

pgp -sta текстовый_файл идентификатор

"Отпечатки (fingerprints)"

Для просмотра отпечатка ключа используется команда:

pgp -kvc идентификатор [кольцо]

Использование PGP в командной строке

+batchmode 

При использовании этой опции PGP не будет спрашивать ничего сверх крайне необходимого. Используйте эту опцию для автоматической проверки подписи. При отсутствии подписи в файле возвращается код ошибки 1; если файл подписан и подпись правильна, то возвращается 0.

pgp +batchmode файл

Использование этой опции одобряет любую операцию по пререписыванию файла или удалению ключа.

pgp +force +kr marcos

Здесь приведен пример: 

PGPPASS="пароль"
export PGPPASS
pgp -s file.txt marcos

Как здесь: 

pgp -sta exams.txt angel -z "пароль"

pgp file.pgp +verbose=0

Интеграция в почтовые клиенты

В качестве примера я расскажу про интеграцию PGP в Pine. Надеюсь, читатель использует именно этот почтовый клиент.

Хотя я буду описывать работу PGP с Pine, основные принципы применимы ко всем другим клиентам. Конфигурация, конечно, будет отличаться для каждой почтовой программы.

Для автоматической декодировки почты перед чтением необходим фильтр для обработки сообщения и вывода его на экран. Кроме этого, можно создать макрос, который объединит декодирование и вывод на экран.

В случае Pine, у него есть опция для определения фильтров, которые выполняются до вывода сообщения на экран. Эта опция называется 'display-filters' и находится в конфигурационном меню Pine. В эту опцию мы добавим новый фильтр, который выглядит так:

_BEGINNING("-----BEGIN PGP MESSAGE-----")
_ /usr/local/bin/pgp

Затем, если в теле действительно есть закодированное сообщение, будет выполнено декодирование PGP. У вас спросят пароль и вы сможете прочитать сообщение. Если вы хотите еще больше автоматизировать этот процесс, уменьшив время, необходимое на то, чтобы каждый раз указывать пароль, то вам потребуется определить переменную среды PGPPASS или использовать опцию -z  как было показано выше.

Теперь нам требуется только задать фильтр, который закодирует наше сообщение с открытыми ключами получателей из нашего открытого кольца до отправки сообщения. Pine помогает нам еще раз, в нем есть конфигурационная опция 'sending-filters.' Ниже приведен фильтр, который надо задать для этой опции:

/usr/local/bin/pgp -etaf _RECIPIENTS_

Это очень простые и базовые настройки, которые позволят вам использовать PGP в Pine с применением только двух фильтров. Для получения дополнительной информации по интеграции PGP с Pine и другими системами, посмотрите следующие ссылки:

elm | GNU Emacs | tin | mailx | MH | Pine | sendmail | vi | zmail