Digiallkiri ja digiasjaajamine

1. Digiallkiri ja digiasjaajamine Valdo Praust mois@mois.ee arvuti- ja andmeturbespetsialist isikuandmete kaitse seaduse kaasautor Infoühiskonna harrastusfilosoof Täienduskoolitus IT Kolledzis 29. oktoobril 2004

2. Loengute plaan • Digiandmete ja -dokumendi eripärad (eelised) • Vajadus digiallkirja järele • Digiallkirja omadused, infrastruktuur • Digiallkirja staatus Eestis • Digidokumendi eripärad digitaalses asjaajamises • Digidokumendi käitlemine ja arhiveerimine, probleemid • ID kaardi olemus ja kasutamine, sh autentimisvahendina • Praktika, lahendused ja tooted

3. Dokument andmeallikana Korraldatud inimtegevus on aastasadu ja -tuhandeid põhinenud vahendatud (kuidagi üles kirjutatud) informatsioonil, mida nimetatakse kaandmeteks • Selliseid ülestähendusi, millel reeglina on • mingi (õiguslik) tähendus • kindel ning muutmatu seos • loojaga ja loomisajaga • nimetatakse dokumentideks Kuni viimase ajani mõeldi dokumendi all ilma erandita paberdokumenti

4. Digimaailma “sissetung” Tõsiasi:paberkandjal teabe maailm on viimastel aastatel (umbes 5 aastat) hakanud igal pool tasapisi asenduma digitaalteabe maailmaga Paberkandjal teave: kirjamärgid kantakse paberile, kust neid saab inimene otse, ilma vahendajateta lugeda Digiteave: teave kodeeritakse kindlate reeglitega arvude 0 ja 1 jadadeks, mida hoitakse, edastatakse ja töödeldakse teatud seadmete arvutite vahendusel Küsimus: mis on sellise teabe esitusviisi tormilise asendamise põhjuseks?

5. Digiteave uudse vahendina Tõsiasi:iga massiliselt rakendatav uus meetod peab võimaldama • saada olemasolevaid tulemusi senisest väiksemate kulutustega või • saada seniste kulutustega senistest paremaid tulemusi • mitte hülgama vana hea võtte häid külgi Digiteave on üks sellistest meetoditest Miks

6. Digiteabe eelised, I • Digiteavet saab hiljem mugavalt ja kiiresti teisendada • Digiteavet saab hõlpsalt ja väga kiiresti edastada.Äris on kiirus ja odavus väga tähtis • Kaob teabe originaali ja koopia mõiste. Igasuguse arvutis hoitavadigitaalteabe kogumi originaal ja koopia on eristamatud ja (faili) kopeerimise protsess lihtne

7. Digiteabe eelised, II • Digiteabe seos füüsilise kandjaga kaob. Digitaalne andmekogum (ka dokument) ei ole seotud ühegi füüsilise esemega Dokumendi edastamiseks punktist A punkti B ei pea edastama paberilehte ega andmekandjat. Piisab edastada teave (0 ja 1 jada) mööda arvutivõrku (Internetti)

8. Digiteabe eelised, III • Digiteavet saab edukalt organiseerida hüperteksti ja hüpermeediumina. See on reaalsete valdkondade kirjeldamisel suur eelis Reaalse elu (sündmuste nähtuste, dokumentide, asutuste jm) objektide vahel on keerukad seosed, mis kujutavad endast keeruka võrgustiku. Paberile saab kanda vaid järjestikust teavet – see on suur puudus Arvutis saab realiseerida selle võrgustiku nii, nagu me tahame (nt veeb koos linkidega, andmebaas jm)

9. Digiteabe eelised, IV • Hüpermeediumile ruumilise dimensiooni lisamine tekitab hajusa hüpermeediumi. Veeb on üks hajus hüpermeediumikogum Kui üks või teine dokumendiosa viitab teisele, siis nende kättesaamisel samast arvutist ei ole tarvilik, et nad paikneksid samas füüsiliselt kohas (arvutis) Tarvilik on vaid, et meil oleks olemas füüsiliselt toimiv võrk koos sellepõhise teenusega nende kohtade vahel ja nad viitaksid üksteisele

10. Dokumendi tõestusväärtus Dokument on andmekogum, millelt nõuame vähemalt kahte omadust: • peame suutma hiljem kindlaks teha dokumendi loojat (ja enamasti ka loomisaega) • peame veenduma, et peale dokumendi loomist ei ole seda enam muudetud Neid omadusi koos võib nimetada dokumendi tõestusväärtuseks (evidentiary value of a document) Kui mingi teabekogumi korral ei ole mõlemad eelmainitud omadused tagatud, siis ei saa seda võtet dokumentide loomisel, säilitamisel ja kasutamisel pruukida

11. Paberdokumendi tõestusväärtusetagamine • Paberdokumendi seob ta loojaga omakäeline allkiri (handwritten signature) • Nii dokumendi andmed ise (dokumendi sisu) kui ka nendele kantud allkiri on seotud andmekandjaga (data carrier) kui paberilehega; sellele kandmise tehnika seob need ka omavahel Paberkandjal dokumendi tõestusväärtus on tagatud, kui selles sisalduv teave vastab kindlatele vorminõuetele ning on varustatud allkirjaga

12. Paberdokument

13. Digidokumendi tõestusväärtus: tõsine probleem Lähtekoht: Digitaalne andmekogum on arvutis üksnes bitijada ehk faili kujul, mis ei ole ühegi konkreetse andmekandjaga seotud. Nii dokumendi sisu kui ka ka allkirja saab mõlemat lihtsalt muuta Järeldus (karm reaalsus): digiteabe juures ei saa kasutada paberdokumentidest tuttavat (käsitsi kirjutatud) allkirja – puudub teabekandja ja seetõttu ei saa tagada allkirja autentsust (võltsimatust) ja seeläbi dokumendi tõestusväärtust

14. Digitaalne andmekogum

15. Võimalik lahendus – digiallkiri Digitaalsete teabekogumite juures on alternatiivne võimalus kasutada sellist allkirjalaadset (allkirja omadustega) mehhanismi, mis on seotud matemaatiliste seoste abil teabe (bittide) endaga, mitte selle kandjaga Seda võtet nimetatakse digitaalallkirjaks (digiallkirjaks) ehk digitaalsignatuuriks (digital signature), mis on maailmas laialt kasutusel tavaallkirja asendajana

16. Digiallkirja olemus Digiallkiri (digital signature) on digidokumendile (digitaalkujul olevale andmekogumile) lisatav andmekogum, mille loob dokumendi allkirjastaja (signeerija) dokumendist ja tema ainuvalduses olevast privaatvõtmest (isiklikust võtmest) lähtudes Digiallkirja loomisel kasutatakse avaliku võtmega krüptograafia meetodeid (täpsemalt asümmeetrilist krüptoalgoritmi)

17. Krüptograafia mõiste Krüpteerimine ehk šifreerimine (encryption, encipherment) on andmete teisendamine loetamatule kujule, mille käigus kasutatakse teatud salajast võtit (key) Vastupidine tegevus on dešifreerimine (decryption, decipherment), mille käigus taastatakse algsed andmed Ilma võtit teadmata on see tegevus võimatu

18. Salajase võtmega krüptoalgoritm Traditsiooniline ehk salajase võtmega krüptoalgoritm (secret key cryptoalgorithm) ehk sümmeetriline krüptoalgoritm (symmetric cryptoalgorithm), on selline, kus nii šifreerimisel kui ka dešifreerimisel kasutatakse sama (salajast) võtit Nimetatud võtet on andmete turvaiseks salvestamiseks ja nende turvaliseks edastamiseks üle mitteturvaiste võrkude kasutatud juba pikki aastakümneid (Internetis on see nt masspruukimises)

19. Salajase võtmega krüptoalgoritm

20. Salajase võtmega krüptoalgoritmi suur probleem Probleem: enne teabe edastamist on vaja mingite meetoditega tagada, et mõlemal osapoolel oleks olemas vaid neile teadaolev salajane võti Probleemi püüti 1970tel aastatel lahendada ja see viis avaliku võtmega krüptoalgoritmi väljatöötamiseni

21. Avaliku võtmega krüptoalgoritm Avaliku võtmega krüptoalgoritm (public key cryptoalgorithm) ehk asümmeetriline krüptoalgoritm (asymmetric cryptoalgorithm) kasutab kahte võtit– esimese võtmega šifreeritud teave on dešifreeritav vaid teise võtmega ja vastupidi. Ühest võtmest teist ei ole võimalik leida Nimetatud võtmeid nimetatakse tavaliselt avalikuks võtmeks ja privaatvõtmeks (public and private key).

22. Avaliku võtmega krüptoalgoritmikasutamine • Avaliku võtmega krüptoalgoritme saab kasutada salajaste võtmete turvalisel edastamisel üle liinide ilma füüsilise kokkusaamiseta. Ainus tingimus on siin avaliku võtme avalikkus • Avaliku võtmega krüptoalgoritme saab lisaks andmete konfidentsiaalsuse tagamisele kasutada ka nende tõestusväärtuse tagamisel. See ongi nende peamine kasutusvaldkond • Avaliku võtmega krüptoalgoritmidel põhineb digiallkirja (digisignatuuri) idee

23. Avaliku võtmega krüptoalgoritmikasutamine šifreerimisel

24. Avaliku võtmega krüptoalgoritmikasutamine signeerimisel (digiallkirja andmisel)

25. Digiallkirja andmise põhimõtted Digiallkirja andmiseks (ehk signeerimiseks) peab selle andjal olema (avaliku võtmega krüptoalgoritmi) võtmepaar (keypair), mis koosneb privaatvõtmest (isiklikust võtmest) avalikust võtmest Mõlemad võtmed on digitaalsed andmekogumid Privaatvõtmega antud digiallkirja ja saab sellele vastava avaliku võtmega verifitseerida

26. Võtmepaari loomine

27. Krüptoräsi ehk sõnumilühend Krüprograafiline sõnumilühend ehk krüptoräsi(cryptographic message digest, hash, fingerprint) on ükskõik kui pikast sõnumist (failist) teatud matemaatiliste eeskirjade järgi arvutatav lühike (tavaliselt 160 bitti) teabekogum See seos on ühesuunaline (one-way): etteantud räsi korral ei ole võimalik tuletada faili, millele see räsi vastab Järeldus. Kui failiräsi vastab failile, võime olla igal juhul kindlad, et lühend on arvutatud kindlasti sellest failist ega mitte millestki muust etteantud faili

28. Krüptoräsi roll digiallkirjas Digiallkirja ei anta tavaliselt mitte pikale dokumendile, vaid selle dokumendist arvutatud räsile See võimaldab hoida kokku aega: pikale dokumendi allkirja andmisel võtab avaliku võtmega krüptoalgoritmi pruukimine palju aega Kuna krüptoräsi põhjal ei ole võimalik konstrueerida sõnumit, siis võime olla kindlad, et räsile antud digiallkiri on sama hea kui (pikale) dokumendile endale antu

29. Digiallkirja andmine

30. Digiallkirja verifitseerimine

31. Privaatvõti ja selle kasutamine Igaüks, kel on olemas privaatvõti, saab sellega võtme omaniku nimel digiallkirju anda NB! Seega tuleb privaatvõtit hoida väga hoolsalt, vältides selle volitamatut kasutamist Vahel hoitakse seda spetsiaalses riistvaraseadmes, nt kiipkaardis (chipcard) koos krüpteerimisalgoritmiga, millest ei saa seda välja lugeda, vaid üksnes kasutada Nt Eesti ID kaart on kujundatud krüptograafilise kiipkaardina

32. Privaatvõti kiipkaardina

33. Sertifitseerimisteenuse vajadus Eeltoodud võte (avaliku võtmega krüptograafia) võimaldab siduda dokumendi selle andja võtmepaariga (avaliku võtmega) Meid huvitab aga dokumendi sidumine allakirjutaga (täpsemini tema isikuandmetega, nt nimega, isikukoodiga vms) Lahendus: peame siduma isiku (isikuandmed) tema avaliku võtmega (mille kaudu ta on siis seotud ka digiallkirja endaga)

34. Sertifitseerimine, selle põhimõtted Isiku isikuandmete sidumist tema avaliku võtmega) nimetatakse sertifitseerimiseks (certification) Digitaaldokumenti, mis seob isiku isikuandmed tema avaliku võtmega, nimetatakse sertifikaadiks (certificate) Sertifikaadi väljaandmisega tegelevad spetsiaalsed sertifitseerimiskeskused ehk sertifitseerimisteenuse osutajad (certification authorities, CA)

35. Sertifitseerimise põhimõtted

36. Sertifikaat (certificate) on sertifitseerimisteenuse osutaja poolt alla kirjutatud (signeeritud) digidokument, mis sisaldab sertifikaadi omaniku isikuandmeid, avalikku võtit ja sertifikaadiga seotud andmeid (sertifitseerimiskeskuse andmeid, kehtivusaega jm) Sertifikaat NB! Avalike võtmete asemel levitatakse üldjuhul sertifikaate. Igaühel, kes tahab digiallkirja kontrollida, peab allkirja andja sertifikaat olemas olema

37. Eelnev mudel: tekkivad probleemid Lähtekoht: me ei saa välistada olukordi, kus privaatvõti (isiklik võti) väljub selle omaniku ainuvaldusest Kui see on toimunud, siis saab volitamata isik allkirja omaniku nimel (digi)allkirju anda Ainus lahendus: tuleb lubada sertifikaate tühistada Järeldus: me peame arvet pidama kõikide väljaantud sertifikaatide kehtivusaja üle ning panema igale sündmusele juurde tõestusomaduste ajalipikud

38. Lahendus probleemile: kaks vajalikku mehhanismi Lahenduseks vajalik nõue (dokumentide pikaajalise tõestusväärtuse nõue): kord digiallkirjaga varustatud dokumendi ehtsust võib sageli olla vajalik tõestada veel pikka aega kauges tulevikus Järeldus: tuleb kasutada mehhanisme, mis • võimaldavad hiljem tõestada sertifikaatide kehtivust mingil varasemal ajahetkel (kehtivuskinnitus, harva ka tühistuslist) • võimaldavad hiljem tuvastada dokumentide signeerimisaega (ajatempel)

39. Esimene mehhanism: ajatempel Ajatempel (time-stamp) on andmekogumile (dokumendile, failile vm) lisatud täiendav andmekogum, mis võimaldab selle loomisaega võrrelda teiste andmekogumite loomisaegadega (signeerimisaegadega) Ajatempleid väljastavad kindla funktsiooniga ajatemplikeskused ehk ajatempliteenuse osutajad (time-stamping authorities) Järjekordse ajatempli arvutab ajatempli teenuse osutaja kahest allikast: • talle saadetud andmekogumist • eelmisest väljaantud ajatemplist

40. Ajatempli põhimõtted Selline aheldamise võte võimaldab tekitada olukorra, kus juba väljaantud ajatemplite vahele ei saa hiljem välja anda uut ajatemplit ja juba väljaantud ajatempleid ei saa muuta: • kõik ajatemplid, nende väljastamise reeglid ja kasutatavad algoritmid on avalikud • Ajatempliteenuse osutajaga võetakse ühendust onlainis digiallkirja andmise hetkel

41. Esmapilgul kõlbav mehhanism: sertifikaatide tühistuslist Sertifikaatide tühistuslisti (certificates’ revocation list) võiks pidada sertifitseerimiskeskus, sinnasaaks kanda andmed kõikide väljaantud sertifikaatide kohta, mida saaks hiljem onlainis kontrollida Sellise listi olemasolu võimaldaks onlainis kontrollida (ja vahel ka tõestada) sertifikaatide kehtivust mingil varasemal ajahetkel Miks säärane lahendus on ikkagi väga ebasobiv?

42. Tühistuslisti suured puudused Dokumendi allkirja õigsuse kontrollimiseks on vaja sooritada onlain-päring sertifitseerimiskeskusse või mujale Raskused juhul, kui sertifitseerimiskeskus on oma tegevuse lõpetanud (dokument peab kehtima jääma, mitte õhku rippuma!) Kui sertifikaate on välja antud palju, siis on listi pidamine ja sellest teabe otsimine mahukas töö — ta vajab väga suure läbilaskevõimega infosüsteeme (iga kirja kontrollimise e verifitseerimise juures tehakse üks onlain-päring!) Dokumendi verifitseeritavus võiks säilida koos dokumendi endaga, mitte sellest lahus! Järeldus: tühistuslist ei eobi e-maailma!

43. Sobiv teine mehhanism: kehtivuskinnitus Kehtivuskinnituse saamine on digitõestuse saamine, et digiallkiri on moodustatud kehtivas sertifikaadis sisalduvale avalikule võtmele vastava privaatvõtmega Kujutab endast onlain-teenust, mis töötab iga sertifitseerimisteenuse osutaja juures Võimaldab üle saada tühistuslisti puudustest Ajalooliselt on seda nimetatud ka elektroonilise notari kinnituseks

44. Kehtivuskinnitus Kehtivuskinnituse võtmine tehakse onlainis ja tavaliselt vahetult pärast digiallkirja andmist.Selle eemärk on varustada digidokument vastava lisarekvisiidiga Kehtivuskinnituse olemasolu (allkirja sabas) tõestab, et dokumendile kantud digiallkiri on tehtud dokumendi signeerimisel kehtiva sertifikaadi baasil NB!Peale seda ei ole vaja digiallkirja verifitseerimiseks teha enam mingeid onlain-päringuid ega vajalik mingit võrguühendust!

45. Digiallkirjaga digidokument koos vajalike (lisa)rekvisiitidega

46. Sertifitseerimise infrastruktuur (certification infrastructure) ehk avaliku võtme infrastruktuur (public key infrastructure, PKI) kujutab endast digiallkirja andmiseks ja kontrollimiseks vajaminevaid teenuseid, mida on neli: • sertifitseerimisteenus • ajatempli teenus • kehtivuskinnituse teenus • teenuste korraldamise ja koordineerimise teenus (tavaliselt riiklik) Sertifitseerimise infrastruktuur Digiallkirja turvaliseks andmiseks on hädavajalik kõigi nelja teenuse toimimine

47. Andmekogum (dokument) ja vorming Digitaalne andmekogum— informatsiooni esitus bitijadana, st jadana, mis koosneb märkidest 0 ja 1. (arvutis nimetatakse neid kogumeid tihti failideks) Vorming(format) — eeskiri andmete tõlgendamiseks kas vahetult informatsiooniks või mingiks traditsiooniliseks vahepealseks esituseks ehk teabe liigiks (tekst, pilt, heli, video) Igasugune informatsioon on arvutites (infotehnilistes seadmetes) esitatud alati digitaalkujul kindlates kokkuleppelistes vormingutes kogumitena (failidena)

48. Vorming ja tähendus, I Vorming (kokkuleppeline vorming) annab andmetele (andmekogumine, dokumendile) tähenduse • Arvutite ja digiandmetega seotud kontekstis on vorming eeskiri, kuidas mingi valdkonna informatsioon on esitatud digikujul ehk bitijoruna • Näiteks: • Tekstikujul teabe vormingud:DOC, RTF, TXT, WP jne • Pildikujul teabe vormingud:GIF, JPG , TIFF, BMP jne • Heli vormingud:WAv, AU, MP3, RM jne • Video vormingud:MPG (MPEG), RM, AVI jne

49. Vorming ja tähendus, II Erinevaid vorminguid toetavad arvutis erinevad programmid (tarkvaravahendid), mis lubavad teavet salvestada, inimesele kogetavaks teha (nt näidata), muuta jm Lõppkasutaja ei tea tavaliselt vormingu ”hingeelust” mitte midagi, ta seostab seda teatud tarkvaratootega, mis suudab teatud faili ”lugeda” Lõppkasutaja näeb tihti vaid ekraanipilti ehk adekvaatkuva (WYSIWYG – What You See Is What You Get)

50. Nõuded digiallkirjastatava dokumendi vormingule Digiallkiri on infotehniliselt seotud bitijadaga, kuid olemuse poolest tuleb ta siduda dokumendi sisuga (tekst, pilt, hüpertekst vm) Järeldus: digiallkirjaga varustatud dokumendil peab olema ühene tähendus: bitijada ei tohi saada interpreteerida mitut moodi • Kaks kohustuslikku tingimust: • Kasutatava failivormingu kirjeldus peab olema avalik • Dokumendi sees peab olema viide vormingule