1. Производство и
распределение
случайных ключевых
последовательностей
Производство
криптографических
ключей

2. Производство криптографических ключей
MilsGenerator
MilsGenerator – это изделие, работающее в среде ОС
Windows, предназначенное для производства случайных циф-
ровых ключевых последовательностей для всех типов крипто-
графических систем.
Эти случайные криптографические ключи могут быть использо-
ваны в качестве «базовой ключевой последовательности» при
формировании ключей криптографическими алгоритмами или
как «ключевая последовательность» для шифрования инфор-
мации (например, сообщений) методом одноразового ключа.
2

3. Производство криптографических ключей
MilsGenerator - стандартная конфигурация
MilsGenerator производит случайные
двоичные последовательности, исполь-
зуя аппаратный генератор абсолют-
но случайного шума, находящийся в
MilsCard. Предусмотрена возможность
установки параметров (размеры, фор-
маты и т.д.) этих ключевых последова-
тельностей в соответствии с требования-
ми Заказчика.
Сгенерированные и отформатирован-
ные случайные ключевые последова-
тельности впоследствии могут быть со-
хранены в виде файлов на съемных
носителях информации или же распе-
чатаны в виде одноразовых ключевых
блокнотов.
3

4. Производство криптографических ключей
Форматы криптографических ключей
Преимущество функции Формат одноразового блок- Формат файлов криптогра-
«Форматы ключей» нота фических ключей
Для поддержки производства ключей Редактируя формат одноразового блок- Редактирование формата файла с крип-
различной длины, с разными наборами нота, пользователь может влиять на вид тографическим ключом предоставляет
символов и форматами, в MilsGenerator ключевой последовательности при ее возможность для добавления раздели-
предусмотрена возможность установки выводе на печать. телей и контрольных сумм в последова-
неограниченного количества так назы- тельность двоичных символов на носите-
ваемых «форматов криптографических ле хранения информации.
ключей».
Формат криптографических ключей –
это набор параметров, определяющий Длина ключа
длину и формат ключевой последова-
MilsGenerator обеспечивает производ-
тельности. Кроме того, он определяет
ство ключей различной длины для раз-
представление ключа для различных
личных целей. Возможно изготовление
устройств вывода данных. Основные па-
ключей длиной от 5 до 1 073 741 824
раметры формата ключа:
символов.
Название формата ключа и
комментарий
Используемый набор символов
Размер криптографического
ключа
Пример одноразового блокнота.
Представление ключа для различ-
ных устройств вывода данных
4

5. Производство криптографических ключей
Наборы символов ключевой последовательности
Набор символов ключевой последо- жается на устройстве вывода данных. чены в каждый набор и как они отобра-
вательности определяет, как сгене- MilsGenerator поддерживает 10 раз- жаются на устройствах вывода данных:
рированная случайная криптографи- личных наборов символов. В следующей
ческая последовательность отобра- таблице показано, какие символы вклю-
Отображается при Одноразовый Файл криптографического
Набор символов выводе как блокнот ключа
4 – битный Двоичное значение - 0000.0000 ... 0000.1111
Текст в десятеричном формате “00” ... “15” “000” ... “015”
Текст в шестнадцатеричном формате “0” ... “F” “00” ... “0F”
5 – битный Двоичное значение - 0000.0000 ... 0001.1111
Текст в десятеричном формате “00” ... “31” “000” ... “031”
Текст в шестнадцатеричном формате “00” ... “1F” “00” ... “1F”
7 – битный Двоичное значение - 0000.0000 ... 0111.1111
Текст в десятеричном формате “000” ... “127” “000” ... “127”
Текст в шестнадцатеричном формате “00” ... “7F” “00” ... “7F”
8 – битный Двоичное значение - 0000.0000 ... 1111.1111
Текст в десятеричном формате “000” ... “255” “000” ... “255”
Текст в шестнадцатеричном формате “00” ... “FF” “00” ... “FF”
Mod 10 Двоичное значение - 0000.0000 ... 0000.1001
Текст в десятеричном формате “0” ... “9” “000” ... “009”
Текст в шестнадцатеричном формате - “00” ... “09”
Mod 26 Двоичное значение - 0000.0000 ... 0001.1001
Текст в десятеричном формате “00” ... “25” “000” ... “025”
Текст в шестнадцатеричном формате “00” ... “19” “00” ... “19”
Алфавит 10 Текст “A” ... “J” “A” ... “J”
Алфавит 16 Текст “A” ... “P” “A” ... “P”
Алфавит М16 Текст “A” ... “Y” без D,G,I,L,M,O,Q,U,V “A” ... “Y” без D,G,I,L,M,O,Q,U,V
Алфавит 26 Текст “A” ... “Z” “A” ... “Z”
5

6. Производство криптографических ключей
Производство случайной ключевой
последовательности
При использовании MilsGenerator все криптографические ключи производятся исключительно с
помощью «Генератора случайной ключевой последовательности». Этот генератор расположен в
микросхеме криптографического контроллера М111 модуля безопасности MilsCard, аппаратной
составляющей приложения MilsGenerator.
MilsCard
Реализация генератора случайной цифро-
вой шумовой последовательности в микро-
схеме криптографического контроллера М111
модуля MilsCard обеспечивает его защиту от
несанкционированного доступа и очень высо-
кую скорость производства криптографических
ключей.
6

7. Производство криптографических ключей
Бесперебойное производ-
ство криптографических
ключей
Генератор последовательности случай-
ных символов работает на принципе
выделения случайных битов, как резуль-
тата работы ряда параллельно рабо-
тающих в автоколебательном режиме
генераторов. Эта технология использу-
ет дрожание фазы и дрейф осциллято-
ра, которые является свойством КМОП
автогенераторов, в качестве основы
(базы) для формирования случайной
последовательности. Дрожание фазы –
это явление, имеющее случайную зави-
симость, которое вызывается тепловым
шумом и колебаниями напряжения каж-
дого транзистора кольцевого автогене-
ратора.
При этом методе для выработки случай-
ной ключевой последовательности ис- Источник случайной последовательности криптографического контроллера М111
пользуются несколько кольцевых осцил-
ляторов с переменными параметрами
контура обратной связи. Колебания
значений напряжения и температуры случайный сдвиг относительно других вится случайной относительно нижней
изменяют параметры контура обрат- колец. Так как параметры колебаний частоты системных часов.
ной связи каждого автогенератора, каждого автогенератора изменяются
что заставляет его колебаться быстрее случайным образом для каждого цикла,
(или медленнее) – в результате имеем то выходная последовательность стано-
7

8. Производство криптографических ключей
Статистический контроль
Для обеспечения гарантии соответствия сгенерированных клю-
чей самым жестким критериям случайности используются на-
учно обоснованные статистические тесты. И в монографии
Дональда Е. Кнута «Искусство программирования», том 2, и в
книге Генри Бекера и Фреда Пайпера «Системы шифрования»
обосновывается подход к сертификации случайности цифро-
вой двоичной последовательности символов с тем, чтобы эта
Критерий χ
2
последовательность соответствовала самым жестким крите-
риям для использования в качестве криптографического клю-
ча. Статистические тесты, рассмотренные этими авторами, на
практике оказались наиболее эффективными, наиболее прак-
тичными и наиболее легко реализуемыми для компьютерных вы-
числений.
MilsGenerator использует шесть статистических тестов из опи-
санных в вышеуказанных книгах. Важно отметить, что критерий
хи-квадрат используется во всех статистических тестах. Не-
благоприятный исход в этом случае – это появление значения
большего, чем заданное значение критерия хи-квадрат.
8

9. Производство криптографических ключей
Побитный частотный тест Посимвольный частотный Покер-тест
тест
Побитный частотный тест гарантирует, Посимвольный частотный тест гаранти- Покер-тест рассматривает n групп по 8
что существует примерно одинаковое рует, что последовательность из 8-раз- последовательных битов, и мы подсчи-
количество нулей и единиц. Этот тест рядных символов соответствует равно- тываем количество различных значений
применяется в виде одностороннего мерному распределению. Мы подсчи- в наборе 8 бит. Критерий хи-квадрат
критерия хи-квадрат. тываем число появления целых, потом может быть вычислен и для количества
мы применяем критерий хи-квадрат, интервалов, и для количества промежут-
используя 1/256 для вероятности для ков.
каждой категории.
Поинтервальный критерий Тест биграмм Побитный корреляционный
критерий
Поинтервальный критерий удостоверя- Тест биграмм является разновидностью Побитный корреляционный критерий га-
ет, что количество интервалов и проме- сериального критерия. Для последова- рантирует, что каждый бит не зависит от
жутков различной длины близко к ожи- тельности длиной 2n, изучается только n предшествующего.
даемому количеству. биграмм: (Y0, Y1), (Y2, Y3), . . . , (Y2n-1, Y2n).
9

10. Производство криптографических ключей
Компоненты системы производства
криптографических ключей
MilsGenerator MilsCard
MilsGenerator – это программно-
MilsCard – это аппаратный модуль без-
аппаратное средство, предназначен-
опасности, разработанный компанией
ное для работы в ОС Windows, ко-
«mils electronic». Он обеспечивает про-
торое может быть установлено на
изводство случайной ключевой после-
любом персональном компьютере.
довательности и защищенное хранение
Качество сгенерированных крипто-
криптографических ключей. MilsCard
графических ключей верифицирует-
– это криптографическая основа прило-
ся с помощью самых жестких стати-
жения MilsGenerator.
стических тестов. Вывод ключа воз-
можен в файлы, а также на печать в
виде одноразовых блокнотов.
Сам процесс производства ключей
проходит в MilsCard.
В комплекте поставки MilsGenerator
содержатся все компоненты,
необходимые для установки
MilsGenerator на Вашем ПК.
10

11. Производство криптографических ключей
Все - для удобства пользователей
Руководство оператора
Конечно, гибкость и высокая скорость
производства криптографических клю-
чей не являются единственным преи-
муществом MilsGenerator. Удобство
в эксплуатации, простой и понятный
интерфейс пользователя также были
приоритетными при разработке данно-
го изделия.
В результате, MilsGenerator - это очень
гибкая система. Благодаря дружествен-
ному интерфейсу пользователя при-
ложения MilsGenerator, разработанно-
го для работы в ОС Windows, задачи
определения формата криптографи-
ческих ключей, а также их производ-
ства и распределения не представляют
какой-либо сложности.
11

12. mils electronic – это одна из ведущих
мировых компаний в области информа-
ционной и телекоммуникационной безо-
пасности. Mils electronic разрабатывает
и производит изделия для шифрования
сообщений, системы шифрования дан-
ных, VPN решения и оборудование для
генерации истинно случайных крипто-
графических ключей.
С первых дней существования компа-
нии в наших криптографических издели-
ях были объединены: невзламываемый
метод шифрования одноразовым клю-
чом (метод ОТК) и наиболее стойкие
алгоритмы шифрования
Мы работаем как независимая, част-
ная, свободная от внешних воздействий
австрийская компания, что дает нам
уникальную возможность предоставить
нашим заказчикам по всему миру, изде-
лия, обеспечивающие высочайший уро-
вень защиты информации.
mils electronic gesmbh cokg
leopold-wedl-strasse 16
6068 mils • austria
tel: +43 5223 57710 0
fax: +43 5223 57710 110
info@mils.com • www.mils.com
BRO-MilsGenerator-60R-02