Станислав Смышляев
генеральный директор «КриптоПро», д. ф.-м. н.
КОГДА СХОДЯТСЯ ЗВЕЗДЫ
Российская криптография и технологическая независимость
Когда в обсуждениях, статьях, обзорах нормативной базы и на конференциях, посвященных прикладным вопросам, всплывает тема российской криптографии, в большинстве случаев это возникает в контексте необходимости выполнения требований регуляторов: ФСБ России, Банка России или Минцифры. Российские разработчики криптосредств часто выступают в роли тех, кто требуется для помощи в выполнении тех или иных положений нормативной базы, в которую добавлены требования к применению сертифицированных СКЗИ (средств криптографической защиты информации).
Необходимость внедрения российских криптосредств воспринимается большой долей разработчиков информационных систем подобно дополнительному налогу, который они должны платить, и этот «налог» платится кем-то спокойно и в открытую, а кем-то под давлением и со стремлением его отдать как можно позже и в меньшей степени.

Зададимся вопросом: действительно ли российская криптография обречена развиваться и появляться в обсуждениях только подобно нелюбимому родственнику, которого приглашают в гости по необходимости и тихо надеются, что смогут быстро и без конфликтов от него отделаться? Может ли — а главное, должна ли — эта ситуация меняться в ближайшие пять или десять лет?

Начнем с очевидного любому владельцу информационной системы: никто не станет желать расходов на обновление криптографических средств, узнавая об обновлении набора эллиптических кривых или об усилении механизмов безопасного хранения ключей, — все усовершенствования криптографических механизмов и их реализаций интересуют конечных заказчиков в рамках слов, написанных в сертификате или выписке из заключения ФСБ России, а главное — соответствия этих формулировок тем или иным положениям нормативной базы или согласованных системных проектов. Плохо ли это? Отнюдь.
Глубокое погружение в свойства криптографических алгоритмов и протоколов невозможно и не нужно производить тем, кто нацелен на создание удобных, надежных и шустро работающих систем и приложений. Криптографические дебри требуют мышления, склонного видеть каждую информационную систему через призму математической модели нарушителя, а значит, видеть в первую очередь не преимущества и удобство, которые эта система может дать, а риски и угрозы обрабатываемых в ней данных, неминуемо стремясь обезопасить ее ценой ограничения функционала, замедления, усложнения пользовательского пути и удорожания.

Баланс между возможностью развития и сохранением безопасности может достигаться только в результате поиска компромиссов между разработчиком информационной системы (нацеленным на удобство) и теми, кто старается ее уберечь от уязвимостей, — и эта роль неминуемо связана с регуляторами, накладывающими ограничения и совершенствующими нормативную базу исходя из осознания угроз.
Более того, даже в рамках общей области информационной безопасности криптография остается наукой, рассматривающей самые маловероятные угрозы и предполагающей наличие самого большого запаса прочности, оценивая защищенность не стоимостью атаки (которая должна быть выше цены защищаемых данных), а вероятностью успешной атаки нарушителем, имеющим максимально возможные вычислительные ресурсы.
Криптография развивалась и всегда будет развиваться, опираясь на аппарат сложнейших областей математики, обеспечивая свойства, которые могут быть строго доказаны, а не предполагаются эмпирически. Говоря проще, даже среди безопасников криптографы смотрятся особенно далекими от жизни параноиками. Следовательно, ситуация, при которой внедрение стойкой криптографии происходит в первую очередь из-за требований нормативной базы, сама по себе вполне нормальна и не является странной особенностью нашей страны.
Появляются или развиваются новые области, требующие защиты, регуляторы вовремя определяют требования по их криптографической защите, опираясь на экспертное сообщество, криптографы создают или дорабатывают необходимые средства, разработчики прикладных систем внедряют или встраивают их — так эволюционирует отрасль. Вопрос в другом: а является ли современная открытая отечественная криптография по-настоящему превосходящей зарубежную в тех или иных отношениях? Есть ли чем ей гордиться?
Для ответа на этот вопрос (очевидно, положительного — иначе вряд ли автор выбрал бы эту тему для статьи) сначала отделим базовые преобразования: блочные шифры, хэш-функции, механизмы инкапсуляции ключа и преобразования, лежащие в основе схем электронной подписи, — от того здания, которое строится поверх них.
Перечисленные базовые криптографические алгоритмы являются основой криптографического суверенитета, их стойкость оценивается на основе многолетних работ огромных коллективов и не может быть доказана математическим сведением к свойствам других алгоритмов. И, безусловно, современные российские стандартизированные базовые алгоритмы не уступают зарубежным, представляя собой надежный фундамент для построения богатой и разнородной конструкции из опирающихся на них криптографических протоколов (обоснование стойкости которых уже можно проводить за счет теоретико-сложностных сведений к свойствам алгоритмов, не забывая, конечно, про необходимость подробной проверки на прочность за счет подтверждения стойкости относительно конкретных методов атак).
Что же удалось построить на этом крепком фундаменте, в чем причины его востребованности?
Требования по импортозамещению, нормативная база и трудности с закупками зарубежных средств из-за санкций являются важными причинами для применения российских криптосредств, но они останутся малополезными без качественных передовых СКЗИ.

Для истинной независимости важны достижения, ценные не только самодостаточностью и выполнением требований, но и своими техническими характеристиками и научной базой. Отрадно, что в современной российской криптографии их немало.
Получение преимущества криптографической школы возможно за счет протоколов, более гибких и нацеленных на более широкий круг задач, позволяющих строить прорывные системы в защищенном исполнении. И именно в этой области мы будем искать ответ на наш вопрос и оценивать перспективы развития в ближайшие годы.
В области массовой криптографии наиболее яркими на текущий момент представляются приложения, связанные с мобильной электронной подписью, цифровым рублем, биометрией и дистанционным электронным голосованием. Мобильная электронная подпись в нашей стране эволюционировала на основе двух базовых подходов к ее реализации: локального (хранение ключей подписи на самом устройстве — фактически просто портирование СКЗИ для настольного компьютера на мобильные операционные системы) и облачного (хранение ключей на сервере с аутентифицированным доступом к ним с мобильного устройства).
Оба эти подхода имеют свои преимущества и могут развиваться в отдельных областях. При этом не имеющим аналогов в мире является иной подход, по-настоящему прорывной: разнесение задачи обеспечения безопасности ключей на клиентскую и серверную стороны, радикально усложняющий любые атаки на систему. Это реализовывается по-разному: путем шифрования пользовательских ключей на серверных ключах или с применением более математически красивого и современного подхода распределенной подписи. Но в обоих случаях это несравнимо безопаснее базовых подходов, на которых остановились зарубежные специалисты.
В будущем защищающий ИИ позволит перейти от реактивных к проактивным мерам. Технологическая гонка вооружений между защищающим и атакующим ИИ приведет к необходимости создания глобальной инфраструктуры кибербезопасности.
Необходимо помнить, что важную роль в современном мире ИБ играет человеческий фактор. Обучение персонала должно строиться на регулярных тренировках по распознаванию дипфейков, ИИ-фишинга и сценариев социальной инженерии. Внутри компании должна быть создана культура безопасности, где сообщение о подозрительном инциденте поощряется, а за ошибки не наказывают. Технические меры не будут эффективны без формирования новой культуры безопасности и международного сотрудничества. Необходимо выработать единые этические нормы и правовые рамки использования ИИ в различных отраслях промышленности.
Развитие ИИ приведет к тому, что кибератаки будут носить массовый характер, станут незаметнее и опаснее, а противостояние атакующего и защищающего ИИ утвердится новой нормой для информационной безопасности. Решающими факторами при росте числа и сложности атак станут быстрое обнаружение, реагирование и восстановление после инцидентов. В конечном счете будущее противостояния зависит от способности человечества выстроить систему сдерживания и противовесов, превратив искусственный интеллект из потенциального соперника в надежного партнера.
Платформа цифрового рубля является ярким примером достижений российской криптографии: будучи предназначенной для массового использования всеми клиентами российских банков с помощью привычных мобильных приложений, она опирается на системы защиты, разворачиваемые в каждом из банков и логически объединяемые в единый механизм.
Опыт нашей страны, в которой в определенный период времени было несколько сотен аккредитованных удостоверяющих центров, оказался крайне полезен для построения этой системы, равно как и опыт безопасного применения криптографии на мобильных устройствах в государственных и коммерческих системах. Биометрические системы, в фундамент которых изначально был заложен колоссальный запас прочности по криптографической защите, сейчас могут развиваться столь быстрыми темпами в самых разных областях применения (биоэквайринг, системы контроля и управления доступом, посадка на рейс, вход в метро и на поезда и многие другие) без необходимости перерабатывать базовую часть именно благодаря этому запасу прочности, представляя еще один пример массового и не имеющего аналогов в мире применения криптографии.
Федеральная система дистанционного электронного голосования, уже не раз применявшаяся на выборах самого серьезного уровня, включая выборы президента Российской Федерации, была основана на шести новых криптографических протоколах, при разработке которых была учтена необходимость недопущения десятков уязвимостей, выявленных в зарубежных аналогах.

Протоколы подписи вслепую, гомоморфное шифрование и другие обеспечивают полную анонимность и сохранение тайны голосования при гарантии корректного учета каждого голоса. Эта система также не имеет аналогов в мире и является ярким примером превосходства российской криптографической школы.
Во всех упомянутых системах и средствах важную роль играют механизмы обеспечения безопасности в слабо доверенном окружении, без которых было бы нельзя говорить о безопасности реализаций, вынужденных работать в зарубежных операционных системах (в частности, iOS и Android), используемых подавляющим большинством граждан России. Не все элегантные математические и инженерно-технические решения, которые применяются для решения этой задачи, допустимо обсуждать в открытой литературе, но каждое из них является безусловным достижением наших специалистов, которым по праву может гордиться страна.
Частным примером может являться аппарат синтеза и анализа механизмов биологических датчиков случайных чисел, которые привычны всем пользователям криптосредств в нашей стране десятки лет и только недавно начали развиваться зарубежными специалистами в реализациях так называемых кошельков для криптовалют. Нельзя не подчеркнуть преимущество российских технологий в этой области.
Появляются новые области, в которых упомянутые выше наработки, безусловно, также найдут свое применение: конфиденциальные вычисления, системы защиты цифровых валют, компоненты защиты систем автоматизации с применением искусственного интеллекта. Российские наработки и в этих областях имеют все возможности обеспечить технологическое лидерство российской криптографии.
Необходимыми условиями для этого представляются следующие: осознание наших слабых и сильных сторон, внимательное отношение к критике со стороны разработчиков прикладных систем, уважение к существующему опыту и умение учиться на ошибках зарубежных специалистов, а также продолжение развития уважительной и честной конкуренции внутри страны. Несомненно, в случае следования этим принципам дальнейшая работа российских специалистов обеспечит яркие успехи российской криптографии и ее первенство.