Розподіл секретного вмісту даних за (k,n)-схемою з використанням зашифрованих блоків

Abstract

Запропоновано порогову схему розподілу секретного вмісту даних великого обсягу, які попередньо зашифровано. Актуальність дослідження зумовлена постійним зростанням обсягів інформації, яка обробляється в сучасних інформаційних системах, що висуває додаткові вимоги до наявних схем розподілу секрету. Відомі схеми розподілу секрету, незважаючи на їх теоретичну обґрунтованість та доведену інформаційну безпеку, вимагають значних обчислювальних витрат, оскільки використовують складні математичні операції, та адаптовані для роботи з секретними даними невеликого обсягу (секретними ключами). Через це вони малопридатні для захисту даних великого обсягу. До того ж обсяг розподілених даних може значно перевищувати обсяг початкових даних. Метою роботи є зменшення обсягу розподілених даних шляхом розробки (k,n)-схеми, що передбачає використання блоків попередньо зашифрованих початкових даних. Особливість запропонованої авторами (k,n)-схеми розподілу секрету полягає в тому, що попередньо реалізується зашифрування секретних даних з подальшим їх розбиттям на n блоків та формування часток для учасників коаліції. Всі ці дії виконує дилер, який також відновлює секрет з часток, що надають йому учасники коаліції. Для відновлення даних необхідна наявність щонайменше k часток, а будь-яка коаліція, менша за порогове значення, не забезпечує можливість відновити секрет дилером. Дилер має свою власну частку, яка забезпечує можливість відновлення секрету, навіть якщо коаліція надає лише (n – 1) блоків. У відомих схемах розподілу секрету сумарний обсяг розподілених даних в n разів більший за обсяг секрету. Проведені дослідження підтвердили, що запропонована авторами (k,n)-схема розподілу секрету забезпечує зменшення сумарного обсягу даних, які зберігають учасники коаліції. Коефіцієнт зменшення δ залежить від параметрів k і n та зростає зі збільшенням значення k. Запропонована схема розподілу секрету має лінійну залежність складності реалізації від розміру вхідних даних, що є важливою перевагою у практичному застосуванні. Порівняно з відомими пороговими схемами розподілу секрету забезпечується вища продуктивність. Підвищення продуктивності досягається за рахунок використання простих побайтових операцій замість складних обчислень. Схема є стійкою до компрометації окремих частин, оскільки для відновлення секрету необхідна наявність щонайменше порогової кількості часток. Практична цінність розробленої схеми полягає у застосовності для розподілу великих масивів да них. Через це схема перспективна для впровадження у сфери, де критично важлива швидка обробка інформації, та є обмеження на обсяг даних, що зберігаються, зокрема, системи безпечного зберігання медіа-даних та захист критичної інфраструктури.