Smart Card Virtual e Autoridade Certificadora Distribuída. Jeroen van de Graaf Laboratório de Computação Científica UFMG

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1 Smart Card Virtual e Autoridade Certificadora Distribuída Jeroen van de Graaf Laboratório de Computação Científica UFMG

2 Programa O que é uma ICP? O que é ICP-EDU Qual é a proposta do GT-ICP-EDU 3 Smart Card Virtual Autoridade Certificadora Distribuída

3 1 O que é uma ICP

4 Criptografia convencional: A cifra um documento para B Alice cifra: K Internet K Bob decifra: M e d M mensagem cifrada

5 Criptografia com chave pública: A cifra um documento para B Alice cifra: Internet B B' Bob decifra: M e d M mensagem cifrada

6 Criptografia com chave pública: B assina um documento Alice verifica: B B' Bob assina: M v a M assinatura + mensagem

7 Criptografia com chave pública: B assina o hash de um documento Alice verifica: B B' Bob assina: H v a H igual? H M assinatura + mensagem M

8 Por que isto garante a autenticidade? Apenas Bob pode ter criado a assinatura digital porque somente ele tem a chave privada B' que corresponde com a chave pública B (usada na verificação). É impossível calcular a chave privada a partir da chave pública É impossível calcular dois documentos cujo hash é igual (MD5 U)

9 Mas como A conhece a chave pública B? 1)Ele recebeu B através de um canal seguro 2)Existe uma autoridade que mantém um diretório contendo nome+chave pública +outras informações a) Autoridade assina a lista inteira b) Autoridade assina separadamente cada entrada da lista --> certificado digital

10 O que é um certificado digital? Fulano de Tal B', B Favor emita uma identidade digital para mim {{Eu, AC, declaro que Fulano de Tal é o dono da chave pública B}} Autoridade Certificadora (AC) Assinado com a chave privada da AC

11 Quem é o titular de um certificado? Fulano de Tal B', B Favor emita uma identidade digital para mim {{Eu, AC, declaro que Fulano de Tal é o dono da chave pública B}} Autoridade Certificadora (AC) Assinado com a chave privada da AC

12 Separando tecnologia e burocracia Fulano de Tal B', B Favor emita uma identidade digital para mim Documentos adicionais AR AC{{Usuário}} AC

13 Verificar uma assinatura chaves privada: dados públicos: verificação: AC-Raiz AC-Int Usuário AC-Raiz{{AC-Raiz}} AC-Raiz{{AC-Int}} AC-Int{{Usuário}} Usuário{{h(doc)}} Verificador precisa saber AC-Raiz (3) Verificador confere caminho de certificação (1+2) Verificador confere assinatura no documento (0)

14 Ciclo de vida de um certificado (1)Titular: criar chave privada (2)Titular: criar requisição (3)AR: verificar requisição e repassar (4)AC: emitir certificado e publicá-lo (5)AR: avisar usuário (6)Titular: uso até expiração (7)Renovação do certificado

15 O que é uma ICP? É a combinação de software, hardware, procedimentos operacionais, regulamentação institucional (ou legislação) e serviços permitindo a organizações emitir certificados digitais. Aplicabilidade ICP: Confidencialidade (criptografar) Identificação/autenticação (challenge-response) Não-repúdio (assinaturas digitais)

16 2 ICP-EDU

17 Projeto ICP-EDU Uma ICP para o âmbito acadêmico Uma cooperação entre a UFSC, a UNICAMP e a UFMG Financiado pela RNP (Rede Nacional de Ensino e Pesquisa, do MEC+MCT)

18 Objetivo do projeto Certificados digitais ajudam na solução de vários problemas de segurança: Cifrar e/ou assinar s Autenticação de usuários, servidores, roteadores Redução de papel/autorização fluxos??? É preciso ter uma ICP: É preciso software para AC e AR É preciso que alguém assuma o papel da ACRaiz

19 Possível hierarquia RNP UFMG ITA SINAPAD

20 Possível hierarquia RNP RNP UFMG ITA SINAPAD UFMG ITA SINAPAD

21 Possível hierarquia AC-RNP AC-UFMG AC-DELEGADA AR-UFMG1 AR-UFMG2 AR-UNIV-A AR-UNIV-B

22 Assuntos políticos Instituições devem estar de acordo sobre a interpretação e credibilidade de um certificado Quem deve definir isto?

23 Seqüência de projetos GT-ICPEDU 1 (set 2003-nov 2004) GT-ICPEDU 2 (jan 2005-nov 2005) GT-ICPEDU 3 (jan 2006-out 2006)

24 ICPEDU 1: software Conjunto de programas para Criar chave privada ACRaiz Criar chave privada ACInt Criar chave privada AR Emitir certificado ao entidade final Submeter requisição do certificado Criar chave privada entidade final Vizualizar certificados

25 ICPEDU 2: HSM de baixo custo Pergunta: onde guardar uma chave privada de um servidor ou uma AC? Resposta: Hardware Security Module Caixa Preta A chave privada nunca sai dele tamperproof Comprar: $$$ Objetivo projeto: baixo custo (~preço PC)

26 3 ICP-EDU 3

27 Onde um aluno (professor, funcionário) guarda sua chave privada??? Ideal: smart card/smart token Caro (5 US$/cartão) Guardar num arquivo Meu computador foi invadido Guardar num servidor seguro O administrador abusou de sua autoridade Solução proposta: combinar ambas opções Muito difícil de repudiar

28 Assinatura convencional doc chave privada d doc Chave de verificação: f

29 Chave privada quebrada em dois compartilhamentos d1 d2 doc doc doc Chave de verificação: f

30 Chave privada quebrada em dois compartilhamentos d1 d2 doc doc doc Na máquina do usuário No servidor

31 A matemática N = PQ f o expoente público d o expoente privado, portanto f*d (mod phi(n)) = 1. Determine d1, d2 tal que d1*d2 (mod phi(n)) = d Assinar em série : primeiro com d1, depois com d2 y = (m^d1)^d2 = m^(d1*d2) = m^d (mod N)

32 Como d1 é guardada e usada A chave privada d1 é cifrada com um algoritmo simêtrico, protegido por uma senha escolhida pelo usuário O usuário guarda [[d1]] num disquete, pendrive, PC, ou num servidor central Decifrar [[d1]] e assinar acontece no máquina do usuário

33 Como d2 é guardada e usada A chave privada d2 é cifrada com um algoritmo simêtrico, protegido por uma senha escolhida pelo sistema Sistema guarda [[d2]] num servidor seguro Decifrar [[d2]] e assinar acontece no servidor após autenticação rigorosa: Senhas usado uma única vez Contra-senha via telefone ou celular Contra-senha como marca de agua no documento a ser assinado

34 Diagrama Servidor seguro com chave d2 canal seguro usuário PC Aplicação API criptográfica API SC real API SC virtual smart card convencional dispositivo com chave d1

35 Aspectos da solução Interface com aplicação igual a dos smart cards Aplicações e APIs: Mozilla -- NSS OpenSSL Internet Explorer CAPI Seguir os mecanismos, algoritmos, estutura de dados existentes (trabalhoso!)

36 Solução 1 ( caixa preta ) Abordagem simples para gerar d1 e d2 Usar plataforma computacional confiável Calcule P, Q, N, f, d de maneira tradicional Escolhe d1 aleatório e calcule d2 tal que d1*d2 (mod phi(n)) = d apaga d Desvantagem: durante algum tempo d existe d pode ser copiado Pode-se plausivelmente alegar que d vazou

37 Protocolo distribuído para gerar d1 e d2 Protocolos de geração de chave distribuída Resultado protocolo: N, f Participante i fica com chave di d1 *... dk = d mod phi(n) d existe matematicamente, mas ninguém conhece seu valor

38 Autoridade Certificadora Distribuída Sigilo chave privada AC grande preocupação Filosofia: aplicar protocolo distribuído quebrar chave em 3 (ou 4, 5) partes Vantagem: adversário tem que conseguir todos os di Devantagem: todos tem que assinar Mais interessante para ACs off-line, que emitem poucos certificados

39 OBRIGADO!! EIJM

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