Andmeturve ja krüptoloogia, XII Digiallkiri ja digiasjaajamine praktikas. Digiarhiveerimine

1. Andmeturve ja krüptoloogia, XIIDigiallkiri ja digiasjaajamine praktikas. Digiarhiveerimine 15. november 2011 Valdo Praust mois@mois.ee Loengukursus IT Kolledžis 2011. aasta sügissemestril

2. 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

3. Digitaalne andmekogum

4. Päästerõngas – 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 digiallkirjaks ehk digisignatuuriks (digital signature), mis on maailmas laialt kasutusel tavaallkirja asendajana

5. 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 matemaatilisi (krüptotehnikal põhinevaid) meetodeid, täpsemalt seotakse dokument kui bitijada loojaga nende kaudu

6. Digiallkirja üldpõhimõtted Digiallkirja korral on igal allkirja andjal kaks üksteisega seotud andmekogumit: • privaatvõti (isiklik võti), mis on allkirja andmise vahend ja on allkirja andja ainuvalduses • avalik võti, mis on allkirja kontrollimise vahend ja peab olema olemas igal isikul, kes allkirja kontrollib (verifitseerib) Nii digiallkirja andmine kui ka kontrollimine on teatud omadustega matemaatilised operatsioonid, mille eriomadused tagavad, et privaatvõtmega antud allkirja saab avaliku võtmega küll kontrollida, kuid avaliku võtmega allkirja anda ei saa

7. 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 Reeglina hoitakse seda spetsiaalses riistvaraseadmes, nt kiipkaardis (chipcard) Nt Eesti ID kaart on kujundatud säärase seadmena

8. Digiallkirja infrastruktuur ehk PKI • Et digiallkiri toimiks praktikas, peab veel olemas olema • Sertifitseerimiskeskus ehk instants, kes seob püsivalt avaliku võtme isiku isikuandmetega • Ajatempliteenuse osutaja, keda on vaja juhuks, kui privaatvõti väljub allkirja andja ainuvaldusest • Kehtivuskinnituse teenus, mis väljastab digitaalkujul tõestuse, et digitaalallkirja aluseks olev võtmepaar oli allkirja andmise hetkel kehtiv ja korras Hetkel see kõik Eestis toimib koos toimiva riikliku regulatsiooniga ning digitaalallkirja andmise tarkvaraga (DigiDoc)

9. DigiDOC + ID kaart vs muud süsteemid? Fakt: maailmas on olemas palju avaliku võtmega algoritmile toetavaid süsteeme, mis kaitsevad terviklust (tõestusväärtust) ja sisaldavad vahel ka sertifikaate Näited: PGP, serverite sertifikaadid jms Nende kõigi põhiprobleem: ei ole evitatud (mugavat ja toimivat) sertifikaatide tühistussüsteemi Järeldus: need süsteemid õigulikku tähendust omavate digiallkirjade andmiseks ei sobi

10. Digiallkiri vs omakäeline allkiri: omadused Müüt: digitaalallkiri on palju ebaturvalisem kui omakäeline paberdokumendile kantud allkiri ja sellega kaasnevad suured ohud Tegelikkus on risti vastupidine:digiallkiri on hoopiski oluliselt turvalisem kui omakäeline paberdokumendile kantud allkiri Digiallkiri loob juurde küll paar uut tüüpi ohtu, kuid kaotab suure hulga paberdokumentidest tuntud ohtusid, mis need üles kaaluvad

11. Digiallkirja eelised, I • Alati võib olla kindel, et digiallkirjas sisalduvale nimele vastab tõepoolest füüsiline isik, kel on olemas riigis kehtiv identiteet. Seda on alati usaldatav osapool — sertifitseerimisteenuse osutaja — kontrollinud ja isiku tuvastanud • Paberdokumendi ja omakäelise allkirjaga see nii ei ole — seal saab igaüks suvalise nime all allkirja anda ja dokumendist ning allkirjast ei selgu, kas selline isik üldse leiduv või mitte. See vajab eriuuringuid ning täiendavat teavet

12. Digiallkirja eelised, II • Digiokument on allkirjastatud tõesti selle isiku poolt, kelle nimi digiallkirjas — täpsemalt sellele lisanduvas kehtivuskinnituses leiduvas sertifikaadis — sisaldub. Vaid erandjuhul, kui privaatvõti on väljunud selle kasutaja ainuvaldusest, ei pea see paika • Paberdokumendil kasutatavat omakäelist allkirja saab seevastu pika harjutamise peale küllalt hästi järgi teha, nii et ka käekirjaeksperdil on seda raske tuvastada

13. Digiallkirja eelised, III • Alati saab absoluutselt kindlalt väita, et peale allkirja andmist ei ole digiallkirjaga varustatud digidokumenti enam muudetud. Seda tagavad digiallkirja aluseks olevad matemaatilised seosed • Paberdokumendil kasutatakse selle välistamiseks spetsiaalseid võtteid, kuid siiski on tihti võimalik allakirjutatud dokumendile midagi veel lisada; seda eriti blankettide puhul

14. Digiallkirja eelised, IV • Alati on võimalik kindlalt ja täpselt saada teada aega, millal dokumendile digiallkiri on antud. Ajatempel on digitaalallkirja lahutamatu osa • Paberdokumendile kantud omakäelisel allkirjal seda omadust ei ole; reeglina võib allkirja kõrvale kirjutada suvalise kuupäeva. Ainus võimalus on kasutada tunnistajate või usaldatava kolmanda osapoole abi Väidetu kehtib muidugi vaid siis, kui meil on olemas korralik sertifitseerimise infrastruktuur ning usaldusväärne tarkvara

15. Digiallkirja esimene tõsine puudus Digiallkirja andmise õigus on varastatav koos privaatvõtmega – tuleb hoolega jälgida, et privaatvõti ei väljuks allkirja andja ainuvaldusest Tegemist on olulisima ja tõsiseima riskiga digiallkirja kasutamise juures Selle vastu võideldakse mitmete erimeetoditega (ja risk on viidud väga väikeseks)

16. Digiallkirja teine tõsine puudus Kui ei piirata allkirjastatava dokumendi vormingut, siis erinevad keskkonnad võivad dokumenti näidata erinevalt, st ei ole üheselt selge, millisele dokumendile (adekvaatkuvale) on allkiri antud Sellele on lihtne vasturohi: kasutada tuntud ja avaliku kirjeldusega failivorminguid, mis säärased vaidlused välistavad

17. Digiallkirja kolmas(tõsine)puudus? (kui üldse puudus?) Digiallkirjastatud digidokument peab jääma kogu elutsükli lõpuni digitaalseks. Seda ei saa koos allkirjaga välja printida nii, et tõstusväärtuse omadus paika jääks See ei ole tegelikult puudus, see on eripära– milleks meile digimaailmas tagasipöördumine paberi juurde? Tõsiasi: digidokumendid ja paberdokumendid elavad kumbki oma sõltumatut elu

18. Digiallkirja andmise protsess Sisaldab järgmisi tegevusi (ajalises järjestuses): • digiallkirja (allkirja toetava) tarkvara valimine • allkirja andmine • allkirja verifitseerimine • sertifikaadi peatamine ja tühistamine

19. Digiallkirja tarkvara valimise näpunäiteid • eelistage sõltumatute ekspertide soovitatud tarkvara • eelistage tarkvara, mis on turul juba kaua olemas olnud • Hetkel ei ole DigiDOCil erilisi konkurente Samas on DigiDOC pigem standard kui tarkvara. Ehk alati tuleb eelistada üldusaldatavat tarkvara

20. Allkirja andmise näpunäiteid • kasutage viirusetõrjetarkvara automaatset uundamist vähemalt kord päevas • kontrollige enne digiallkirja andmist arvutit viirusetõrjeprogrammiga (kui ei ole peal automaatkontrolli kõikidele toimingutele) • hoidke kaarti kaardilugejas vaid vahetult allkirja andmise ajal, ei enne ega pärast • (võtkeajatempel ja kehtivuskinnitus võimalikult kohe peale allkirja andmist) • (ärge levitage digiallkirjaga digitaaldokumente, millele ei ole võetud kehtivuskinnitust)

21. Allkirja verifitseerimise näpunäiteid • kasutage viirusetõrjetarkvara automaatset uundamist vähemalt kord päevas • kontrollige enne digiallkirja andmist arvutit viirusetõrjeprogrammiga (kui ei ole peal automaatkontrolli kõikidele toimingutele) • kui digiallkirja verifitseerimine nurjub, siis on tegemist kas võltsinguga (harva) või juhusliku veaga mõnes failis (tavaliselt)– Teil on mõistlik sellest teavitada (nt meilitsi) allkirja andjat • verifitseerige (kontrollige) digiallkiri kindlastienne dokumendi sisu vaatamist • (ärge aktsepteerige digitaalallkirju, millel ei ole kehtivuskinnitust)

22. Sertifikaadi peatamise näpunäiteid • peatage alati sertifikaat vähimalgi kahtlusel, et Teie privaatvõti on väljunud Teie ainuvaldusest • sertifikaadi peatamist võib kiiresti vaja minna kõige ootamatumates olukordades (hetkel lühinumber 1777) • kui hiljem selgub, et privaatvõti ikkagi ei väljunud ainuvaldusest, vaid oli üksnes alusetu kahtlus, saate peatatud sertifikaadi kehtivused üldjuhul taastada, kui see pole tühistatud

23. Digiasjaajamise olemust Digiasjaajamine on asjaajamine, kus dokumendid ja registrid (andmebaasid) on traditsioonilise paberkuju asemel digikujul • Olulised komponendid digiasjaajamises: • digiallkirja kasutamine • dokumendile märke (rekvisiidi) kandmise lahendamine digitaalkujul • digiregistrite tervikluse (tõestusväärtuse) tagamine • digidokumendi arhiveerimine oma eripäradega Digiasjaajamine teatud mõttes digiallkirja pealisehitus, mis kasutab viimast kui tööriista

24. Digiteavet ei saa viia kadudeta paberkujule Digiteabena esitatud hüperteksti (hüpermeediumi) viimisel paberkujule (nt väljaprintimisel) kaotab see palju oma omadustest: • Kui hüperteksti põhimõtetele lisanduvad multimeediumi põhimõtted (tekstile lisandub heli, pilt, video, käsustikud jm), ei saa neid paljusid üldse paberile viia • Lisaks ei saa ka digiallkirja (tõestusväärtuse kadu tekitamata) paberile välja printida

25. Digiteave peab jääma kogu oma elutsükli lõpuni digitaalseks Järeldus eelnevast: Digitaalsena tekkinud (ja tihti hüpermeediumina organiseeritud) teavet ei saa üldiselt ilma kadudeta paberkujule viia. Digi- ja paberandmed elavad kumbki oma, parallelset ja sõltumatut elu Täpsemalt: digiteabe viimine paberile ja vastupidi vajab täiendvat korraldamist ja/või täiendavaid instantse

26. Digidokumendi tõestusväärtuse osas ei ole digiallkirjale alternatiivi Mitte ükski muu meetod ei võimalda digidokumentide tõestusväärtust usaldusväärselt säilitada, lubades andmeid samas kandjast lahutada Just andmete kandjast lahutamine ehk võrgupõhine asjaajamine ehk nn e-teenused on see võti, mis on põhjustanud viimased 10aastat IT maailma võidukäiku

27. Dokumendi originaali ja koopia probleem Paberdokumentide põhises asjaajamises eristatakse dokumendi originaali ja koopiat. Digitaaldokumendil ei ole koopiaid, vaid on originaalid, mida on nii palju, mitmes koopias faili hoitakse Digitaaldokumendi originaal ja koopia on eristamatud (ümberkirjutatud arv ei ole eristatav algsest arvust)

28. Rekvisiidi kandmine digidokumendile Rekvisiidi (täiendava teabekogumi või märke) kandmisega digitaaldokumendile tekib alati uus dokument, mis nõuab selle varustamist uue digitaalallkirjaga (ja ka ajatempliga, kehtivuskinnitusega jm) Seepärast tuleb praeguse asjaajamise mõttes ühte dokumenti vaadelda digitaalasjaajamises mitmete dokumentide jadadena ja neid kõiki eristada

29. Digiarhiveerimine: üldised seaduspärad • Kui paberkandjal dokument arhiveeritakse peale aktiivse kasutuse lõppu, siis digidokument kohe peale loomist • Digidokumendi arhiveerimine toimub alati digitaalselt: hüpermeediumkogumit ei saa kadudeta teisendada järjestatud tekstiks • Arhiveeritud digidokumendi tõestusväärtuse tagab alati digitaalallkiri • Massiline virtuaalne kaugarhiveerimine

30. Digitaalarhiveerimise teoreetilised põhiprobleemid ... ehk nende eripärad paberdokumentide arhiveerimise probleemidest: • andmekandja säilivuse probleem • vormingu probleem • tervikluse ehk tõestusväärtuse probleem Vaid esimene probleem sarnaneb osaliselt paberdokumentide arhiveerimise probleemidega: kaks viimast on uudsed ja vajavad uudseid lahendusi uudsete metoodikatega

31. Andmekandja säilivuse probleem, I Me peame valima digitaalandmete talletamiseks sellise andmekandja, et ta ei muudaks aastatega (vastavalt vajadusele ka aastakümnete ja sadadega) oma füüsikalisi omadusi, nii et andmed oleksid sellelt pikka aega loetavad Lisaks peame tagama, et aastate (või aastakümnete- ja sadade) pärast leidub arhiivis vähemalt üks tehniline seade, mis on võimeline seda andmekandjat lugema

32. Andmekandja säilivuse probleem, II Täiendav probleem: me ei tea, kuidas käituvad pikkade aastatega uudsed andmekandjad laborikatsetega ei saa seda testida ja teoreetiliselt on võimalik vaid asja ligikaudselt hinnata– 10 aastat tagasi polnud praeguse tehnoloogiaga andmekandjaid olemas • Negatiivsed näited: • CD plastpõhi muutub ajapikku läbipaistamtuks • magnetkandja demagneetub • magnetlint muutub rabedaks

33. Lahendused andmekandja säilivuse probleemile • Tehniliste seadmete ja nende olemasoluga pole probleemi(maailmas on olemas kõikide seni valmistatud seadmete töötavad prototüübid) • Andmekandja füüsiline vananemine on väga tõsine probleem(keegi ei saa iial teadma kindlal uute materjalide käitumist pika aja jooksul) Kuid õnneks on ta pseudoprobleem, mida ei saa küll ületada, kust saab aga ümber minna:digitaalteabe saab ümber kirjutada uuele kandjale

34. Säilitada eset (säilikut) vs säilitada selle andmeid? Digitaalteabe üks oluline omadus (eripära paberdokumentidest) ta ei ole püsivalt seotud kandjaga ehk on piiramatult kadudeta kopeeritav Paberdokumendi säilitamine = paberilehe säilitamine Digidokumendi säilitamine = bitijada säilitamine Vastuseis püüdele säilitada digitaaldokumenti püsivast kandjast eraldatult (nt perioodiliselt kettalt kettale ümberkirjutamise teel on psühholoogiline, mitte tehniline

35. Andmete vormingu probleem Probleem: peame tagama, et meie infovormingut (RTF, DOC, HTML, MP3, GIF) suudetakse lugeda aastakümnete ja sadade pärast Ka see probleem on lahendatav, kuna • Inimene suudab kaasajal lugeda kõiki muistsete tsivilisatsioonide kirju, kui see oskus pole vahepeal mingite kataklüsmide tõttu ära kadunud • Arvutite jõudlus kasvab tempoga pooleteise aastaga kaks korda ja ei ole tehniline probleem säilitada uues tarkvaras vanade vormingute loetavus

36. Tõestusväärtuse probleem, I Digidokumendi (digiallkirja) erinevus paberdokumendist:kui paberdokumendil põhineb tõestusväärtus dokumendi füüsilistel omadustel, siis digitaalteave korral põhineb ta sellel, et teatud (matemaatilisi) operatsioone ei saa praktikas hetkel sooritada vähema kui miljonite aastatega Matemaatika ja infotehnoloogia arenevad aga meeletu kiirusega edasi ja homme võib olukord olla teistsugune...

37. Tõestusväärtuse probleem, II Probleem:digitaalallkirja aluseks olevad matemaatilised operatsioonid on piisavalt turvalised küll hetkel, kuid matemaatika ja arvutustehnika kiire areng ei taga pikaajalist (nt aastakümnetete pikkust) turvalisust Reaalne on, et paarikümne aasta pärast on kaasajal headele tavadele vastav digitaalallkiri praktikas murtav, st lisaks privaatvõtmele kui allkirja andmise vahendile saab digitaalallkirja hakata andma ka avaliku võtmega, mida teab igaüks, kes antud allkirja kontrollida tahab

38. Lahendus tõestusväärtuse probleemile, I Lahendus: teatud perioodi (nt kümne aasta) tagant tuleks arhiveeritud digitaalsäilikud varustada täiendava digitaalallkirjaga, milleks peab olema usaldatav kolmas osapool. Selle usaldatava kolmanda osapoole võib nii siduda digitaalallkirja infrastruktuuriga kui ka võib selleks olla mingi eraldiseisev instants Suure tõenäosusega võib selleks saada nt arhiiv (või tema mantlipärija) ning seda hakatakse tulevikus pidama umbes samalaadseks tüüptegevuseks nagu kaasajal räbaldunud dokumentide lappimist

39. Lahendus tõestusväärtuse probleemile, II Selline ülesertifitseerimine oleks omamoodi tõend a la “mina nägin seda dokumenti sellisena ning väidan ja tõestan oma (digitaal)allkirjaga, et ta selline oli” • See variant toimib, kui • Dokumendi originaali (aegunud matemaatikaga digitaalallkirjaga) hoitakse paigas, kus ta on muutmiste eest muude meetoditega kaitstud • On loodud teatud valideerimine ehk võrdlusmoment tulevikuks

40. Lahendus tõestusväärtuse probleemile, III Säärast ülesertifitseerimist võib hakata kasutama ka olemasolevate paberdokumentide digitaliseerimiseks, kui selleks tekib vajadus Muul viisil ei ole võimalik paberdokumenti digitaliseerida, et säiliks tema tõestusväärtus: tõestusväärtuse tagamise mehhanismid on selleks kardinaalselt erinevad Arvatavasti osa arhiivide mantlipärijaid hakkavad kaugemas tulevikus sellele spetsialiseeruma

41. Tõestusväärtuse probleemi lahendamise alternatiivvariant • Perioodilist ülesigneerimist on vaja juhul, kui me ei säilita kandjat, vaid neil olevaid andmeid, mida aeg-ajalt kirjutatakse ühelt kandjalt teisele.Sellega langeb automaatselt ära andmekandja säilivuse probleem • On olemas ka teine alternatiiv: säilitada andmed koos kandjaga, nii et andmed oleksid kandjaga püsivalt seotud ja neid ei saa seal muuta (masstoodanguna valmistatud CD, DVD jm). Sel korral ei ole pikaajalist tõestusväärtust (terviklust) vaja kaitsta digitaalallkirja juures kasutatavate matemaatiliste meetoditega, ja me pääseme perioodilisest ülesigneerimisest. Siis ”tuleb tagasi” aga andmekandja säilivuse probleem, mida muidu ei esine

42. Praktilised lahendused: teooria Erinevalt digiallkirjastamise tarkvarast on praktikasse rakendatut arhiveerimises seni veidi napimalt. Need kujunevad tõenäoliselt koos heade tavade ja rahvusvaheliselt kinnistunud standarditega välja lähikümnendil Peamiseks eelduseks on digitaalallkirja rakendamine ja sellega varustatud dokumente masspruukimine nii, et dokument on kõikides elutsükli faasides digitaalkujul ja teda ei saagi kadudeta paberkujule viia Otsest praktilist eeskuju pole meil selles võtta, kuna muu maailm on Eestiga võrreldes arengus sama kaugel

43. Praktilised lahendused: praktika Soovitus: arhiveerida CDdele, kasutades korralikku toorikut. Kõrgendatud käideldavusnõude korral võiks teha kahes eksemplaris eri firma toorikutele ja hoida eri kohtades • Ülesigneerimisoht ei hakka ”kollitama” enne 10-20 aastat • Kui tekib tulevikus kuumarhiveerimisvajadus, saab tagantjärgi lahendada • HTML, PDF, DOC, RTF jne on ka lähitulevikus loetavad vormingud

44. Paberilt digisse ja vastupidi? Üldpõhimõte: vajab teatud instantse ja korraldatud tööd ja on teatud nüanssidega isegi võimalik Paber  digi. Saab skaneerida, tulemus kas pildina, PDF failina või OCR-tuvastatud tektina. Reeglina peab olema varustatud skaneerija digiallkirjaga, kellel teatud kohustused ja vastutus Digi  paber. Kui ei ole hüpertekst ja ei ole multimeedium (v.a. pildid/skeemid), saab tihti välja trükkida. Tuleb reeglina varustada väljatrükkida omakäelise allkirjaga, kellel teatud kohustused ja vastutus