Запрос-ответ. 
Криптографические протоколы

В семейство протоколов, называемых обычно по процедуре проверки «запрос-ответ», входит несколько протоколов, которые позволяют выполнить аутентификацию пользователя без передачи информации по сети. К протоколам семейства «запрос-ответ» относится, например, один из наиболее распространенных — протокол CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol).

Процедура проверки включает как минимум четыре шага (рис. 2):

• · пользователь посылает серверу запрос на доступ, включающий его логин;
• · сервер генерирует случайное число и отправляет его пользователю;
• · пользователь шифрует полученное случайное число симметричным алгоритмом шифрования на своем уникальном, результат зашифрования отправляется серверу;
• · сервер расшифровывает полученную информацию на том же ключе и сравнивает с исходным случайным числом. При совпадении чисел пользователь считается успешно аутентифицированным, поскольку признается владельцем уникального секретного ключа.

Рис. 2. Схема протокола аутентификации типа «запрос-ответ» .

Аутентифицирующей информацией в данном случае служит ключ, на котором выполняется шифрование случайного числа. Как видно из схемы обмена, данный ключ никогда не передается по сети, а лишь участвует в вычислениях, что составляет несомненное преимущество протоколов данного семейства.

Основной недостаток подобных систем аутентификации — необходимость иметь на локальном компьютере клиентский модуль, выполняющий шифрование. Это означает, что, в отличие от протокола PAP, для удаленного доступа к требуемому серверу годится только ограниченное число компьютеров, оснащенных таким клиентским модулем.

Однако в качестве клиентского компьютера может выступать и смарт-карта либо аналогичное «носимое» устройство, обладающее достаточной вычислительной мощностью, например, мобильный телефон. В таком случае теоретически допустима аутентификация и получение доступа к серверу с любого компьютера, оснащенного устройством чтения смарт-карт, с мобильного телефона или КПК.

Протоколы типа «запрос-ответ» легко «расширяются» до схемы взаимной аутентификации (рис. 3). В этом случае в запросе на аутентификацию пользователь (шаг 1) посылает свое случайное число (N1). Сервер на шаге 2, помимо своего случайного числа (N2), должен отправить еще и число N1, зашифрованное соответствующим ключом. Тогда перед выполнением шага 3 пользователь расшифровывает его и проверяет: совпадение расшифрованного числа с N1 указывает, что сервер обладает требуемым секретным ключом, т. е. это именно тот сервер, который нужен пользователю. Такая процедура аутентификации часто называется рукопожатием.

Рис. 3. Схема протокола взаимной аутентификации.

Как видно, аутентификация будет успешна только в том случае, если пользователь предварительно зарегистрировался на данном сервере и каким-либо образом обменялся с ним секретным ключом.

Следует отметить, что вместо симметричного шифрования в протоколах данного семейства может применяться и асимметричное шифрование, и электронная цифровая подпись. В таких случаях схему аутентификации легко расширить на неограниченное число пользователей, достаточно применить цифровые сертификаты в рамках инфраструктуры открытых ключей.