Redes de Computadores II

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1 Redes de Computadores II Prof. Celio Trois portal.redes.ufsm.br/~trois/redes2

2 Criptografia, Certificados Digitais SSL

3 Criptografia Baseada em Chaves CRIPTOGRAFA Texto Aberto (PlainText) Texto Fechado (Ciphertext) DESCRIPTOGRAFA

4 Criptografia por Chaves Princípio: O resultado da criptografia depende de um parâmetro de entrada, denominado chave. Exemplo. Caesar Cipher Chave: N = número de letras deslocadas A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Nada de novo no front. N = 3 N = 4 Qdgd gh qryr qr iurqw. Rehe hi rszs rs jvstx.

5 Espaço das Chaves (KeySpace) Uma chave é um valor específico do espaço de chaves (keyspace). No exemplo anterior: KS = 25 N = 3, é a chave específica. Algoritmos Modernos: Utilizam chaves binárias O espaço de chaves depende do tamanho da chave Dois tipos de Algoritmos: Simétricos: KS 2 tamanho_chave Assimétricos: KS << 2 tamanho_chave

6 Segurança = Tamanho do Espaço de Chaves Exemplo: Algoritmo Simétrico chaves de 128 bits: KS = chaves KS = 3, chaves Computador: capaz de avaliar 1 bilhões de chaves por segundo = 3, chaves por ano = 31,536 milhões de bilhões chaves por ano Testaria todas as chaves em: 1, de anos = 1, trilhões de anos = 10,0781 bilhões de trilhões de anos

7 Criptografia Simétrica e Assimétrica Dois sistemas de criptografia são usados atualmente: Criptografia Simétrica ou de Chave Secreta trabalha com uma única chave. Chave secreta ou chave de sessão Criptografia Assimétrica ou de Chave Pública trabalha com um par de chaves Chave pública Chave privada

8 Criptografia Simétrica Chave Secreta Algoritmo de Criptografia Algoritmo de Descriptografia Texto Simples (plaintext) Texto Codificado (ciphertext) Texto Simples (plaintext) Chave Secreta = Chave Secreta

9 DES Data Encryption Standard Um dos algoritmo de chave secreta mais difundido é o DES. Originalmente Desenvolvido pela IBM. Este algoritmo é padronizado pela ANSI, e foi adotado como algoritmo oficial pelo governo americano. DES criptografia blocos de 64 bits com chaves de 56 bits. DES utiliza técnicas baseadas em permutação sucessiva de bits.

10 Modos de Operação O DES possui vários modos de operação, dependendo da maneira como os blocos de 64 bits de uma mesma mensagem são criptografados. Alguns exemplos são: ECB: Electronic Codebook Mode CBC: Cipher Block Chaining

11 MODO ECB O Modo ECB divide a mensagem em blocos de 64 bits, e criptografa cada bloco de maneira independente. DADOS BLOCO 64 bits BLOCO 64 bits BLOCO 64 bits CRIPTOGRAFIA CRIPTOGRAFIA CRIPTOGRAFIA BLOCO 64 bits (cipher text) BLOCO 64 bits (cipher text) BLOCO 64 bits (cipher text)

12 MODO CBC O Metodo CBC torna a criptografia de um bloco dependente do bloco anterior. DADOS BLOCO 64 bits BLOCO 64 bits BLOCO 64 bits CRIPTOGRAFIA XOR XOR BLOCO 64 bits (cipher text) CRIPTOGRAFIA CRIPTOGRAFIA BLOCO 64 bits (cipher text) BLOCO 64 bits (cipher text)

13 Criptografia Assimétrica Chave Pública Sistema de Criptografia Assimétrico Utiliza um par de chaves. Uma chave publica para criptografar a mensagem. Uma chave privada para descriptografar a mensagem. A chave pública não é secreta. A chave privada é secreta. A chave pública deve ser distribuída para os usuário que desejarem enviar uma mensagem com segurança.

14 Chave Pública (Criptografia Assimétrica) Algoritmo de Criptografia Algoritmo de Decriptografia Texto Simples (plaintext) Texto Codificado (ciphertext) Texto Simples (plaintext) Chave Pública Chave Privada

15 Chave Pública e Chave Secreta Receptor (servidor) 2 Transmissor (cliente) (chave secreta aleatória) Chave pública Chave privada COMUNICAÇÃO SEGURA 1 4 (chave secreta aleatória) 3

16 RSA O algoritmo RSA é muito mais lento que o DES, pois os cálculos efetuados são complexos. Por utilizar números primos, o RSA precisa de chaves muito grandes para reproduzir o mesmo grau de segurança do DES. Espaço de Chaves <<< 2 tamanho_chave As chaves em RSA são em geral da ordem de 1024 bits.

17 Assinatura Digital com Chave Pública Mensagem isto é segredo Algoritmo de assinatura digital Chave privada Assinatura digital Permite ao receptor verificar a integridade da mensagem: O conteúdo não foi alterado durante a transmissão. O transmissor é quem ele diz ser.

18 Implementação da Assinatura Digital ABFC01 FE012A0 2C897C D012DF 41 Algoritmo de Hashing DIGEST F18901B Algoritmo de Cripografia ASSINATURA DIGITAL ABFC01 FE012A0 2C897C D012DF 41 Mensagem com Assinatura Digital MENSAGEM aberta ASSINATURA criptografada

19 Geração e Validação das Assinaturas xxxx yyyy zzzz TRANSMISSOR xxxx yyyy zzzz RECEPTOR DIGEST Algoritmo de Hashing Rede Algoritmo de Hashing COMPARAÇÃO DIGEST Assinatura Digital Assinatura Digital DIGEST 1B2A37... Criptografia com chave privada Decriptografia com chave pública

20 Verificação da Integridade da Mensagem Transmissor (A) Receptor (B) MENSAGEM ASSINATURA DIGITAL CHAVE PRIVADA DE A CHAVE PÚBLICA DE A O receptor precisa ter a chave pública do transmissor para verificar a assinatura.

21 Autoridade Certificadora Autoridade Certificadora (Verisign, Certisign, Etc.) Certificado X509 I.D. do Proprietário I.D. da CA C.A. (Certification Authority) Assinatura Digital CHAVE PRIVADA ve pública (e.g., Banco Brasil) Banco do Brasil Verisign, S.A. Inc. Brasilia, DF, Brasil

22 Estratégias de Certificação VERISIGN: I.D. do Proprietário I.D. da Autoridade Certificadora Assinatura Eletrônica Off-line On-line Base de chaves O software que recebe o certificado (por exemplo, o browser) deve possuir a chave pública da autoridade certificadora.

23 PKI (Public Key Infrastructure) O termo PKI (Infraestrutura de chave pública) é utilizado para descrever o conjunto de elementos necessários para implementar um mecanismo de certificação por chave pública. certificados CA (Autoridade Certificadora) certificados EMPRESA A EMPRESA B

24 Como a criptografia pode ser implementada? Aplicações Protolco de Aplicação FTP, SMTP, HTTP, Telnet, SNM, etc. Seqüência de empacotamento aplicação TCP, UDP transporte IP rede Tecnologia heterogênea Data Link Ethernet, Token Ring, FDDI, etc Física enlace física

25 SSL SSL: Secure Sockets Layer HTTP POP TELNET HTTPs POPs TELNETs Sockets SSL TCP/IP

26 Exemplo: HTTPS HTTP SOCKS > SOCKS CLIENTE SERVIDOR SSL >1023 HTTPS 443 SSL X Recurso Protegido Recurso Não Protegido

27 SSL e TLS SSL: Secure Socket Layer Definido pela Netscape Versão atual: 3.0 TLS: Transport Layer Security Definido pelo IETF Versão atual: 1.0 RFC 2246 (Janeiro de 1999) O TLS 1.0 é baseado no SSL 3.0, mas eles possuem diferenças que os tornam incompatíveis.

28 TLS O TLS define dois sub-protocolos: TLS Record Protocol Utilizado para encapsular os protocolos das camadas superiores. TLS Handshake Protocol Utilizado para negociar o algorítmo e as chaves de criptografia antes que o primeiro byte da comunicação segura seja transmitido.

29 SSL/TLS

30 SSL Record Protocol

31 TLS Os objetivos do TLS são: Segurança criptográfica entre dois pontos. Interoperabilidade Fabricantes diferentes Extensibilidade Novos algorítmos de criptografia. Eficiência: CPU Tráfego de rede.

32 Secure Socket Layer (SSL) e Transport Layer Security (TLS) O SSL/TLS permite executar duas funções básicas: autenticação entre o cliente e o servidor. criptografia na troca de mensagens. O servidor se autentica para o cliente (obrigatório) SSL/TLS O cliente se autentica para o servidor (opctional)

33 Autenticação do Servidor SSL/TLS permite ao usuário confirmar a identidade do servidor. SSL Chave pública do servidor Identificação do Servidor Identificação do CA Assinatura Digital de uma CA

34 Certificados de Servidor

35 Autenticação do Cliente SSL permite ao servidor identificar a identidade do cliente. SSL Chave pública do Cliente Identificação do Cliente Identificação do CA Assinatura Digital de uma CA

36 Certificados de Cliente

37 Criptografia da Comunicação Após a certificação, o SSL/TLS cria uma chave de sessão que garante: Confidencialidade e Proteção contra Tampering (alteração dos dados em transito). (chave secreta aleatória) info (chave secreta aleatória) info

38 TLS Handshake

39 Algoritmos Padronizados para SSL/TLS Strongest cipher suite. Triple DES (168-bit encryption com autenticação) Strong cipher suites RC4, criptografia de 128-bits (utiliza o MD5 para autenticação) é o mais rápido da categoria RC2, criptografia de 128-bits (utiliza o MD5 para autenticação) DES, que suporta criptografia de 56-bits (utiliza o SHA-1 para autenticação).

40 Prática Com o wireshark escutando, abra o site do banco do brasil: Verifique a troca de mensagens e identifique as mensagens de troca Hello e troca de certificado e especificação de criptografia

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