Prof RG Crespo Criptografia e Segurança das Comunicações. Introdução à segurança de protocolos. Pilha de protocolos (1)

Transcrição

1 Criptografia e Segurança das Comunicações Introdução à segurança de protocolos Intr. Segurança : 1/10 Pilha de protocolos (1) O modelo de comunicação mais divulgado em redes de computadores é a Internet: Divide o transporte de dados entre agentes distintos 1 através uma pilha de protocolos formada por 4 níveis: Os níveis mais elevados são mais abstractos e mais próximos do utilizador Os níveis mais baixos são próximos das transferências de bits entre computadores. Cada nível usa os serviços oferecidos pelo nível imediatamente inferior. 1 computador hospedeiro, servidor, encaminhador,... Leornard Kleinrock, chefe do laboratório da UCLA que instalou o primeiro encaminhador da ARPANET. Intr. Segurança : 2/10

2 Pilha de protocolos (2) 4. Nível aplicação ( application ): contém as aplicações úteis para os utilizadores. Objectivos: converter dados na representação local para representação canónica e implementar modelo de comunicação. Exemplos de aplicações muito divulgadas: WWW ( World Wide Web ), baseado no protocolo HTTP- Hypertext Transfer Protocol. Correio electrónico ( - Electronic Mail ), baseado no protocolo SMTP-Simple Mail Transfer Protocol. Transferência de ficheiros, baseado no protocolo FTP-File Transfer Protocol. DNS ( Domain Name Service ): transcrição de nomes lógicos (nomes definidos numa hierarquia em árvore) para endereços de nós da rede. Intr. Segurança : 3/10 Pilha de protocolos (3) 3. Nível transporte ( transport ): Objectivos: transferir todos os dados ponto a ponto (nós da rede de computadores, que podem não se encontrar directamente ligados entre si). Protocolos mais usados: TCP-Transmission Control Protocol, de transferência fiável e ordenada de uma sequência de dados de qualquer dimensão. UDP-User Datagram Protocol, de transferência não fiável de datagramas (bloco formatado de dados, com comprimento máximo). Nota1: Arpanet tinha em vista garantir em caso de guerra a transmissão de mensagens mesmo que alguns nós intermédios fossem eliminados. Nota2: protocolos TCP/IP definidos por Robert Kahn e Vinton Cerf. Intr. Segurança : 4/10

3 Pilha de protocolos (4) 2. Nível rede ( network ): Objectivos: encaminhamento de pacotes de uma rede para outra. Protocolo mais usado: IP-Internet Protocol 1. Nível ligação ( link ): Objectivos: encapsular bits em tramas ( frame ), com detector de erros de transmissão, e enviar as tramas de um computador para outro. Exemplos:, numa rede local, b, para Wi-Fi Wireless Fidelity Intr. Segurança : 5/10 Pilha de protocolos (5) Cada nível de uma entidade comunica com o nível correspondente da outra entidade, seguindo um protocolo (sequência de mensagens) e solicitando os serviços do nível inferior. Um nível recebe um pedido do nível superior, criando uma estrutura com duas partes: 1. Cabeçalho ( header ) 2. Dados vindos do nível superior Aplicação Transporte Rede Ligação Aplicação Transporte Rede Ligação Intr. Segurança : 6/10

4 Pilha de protocolos (6) HTTP TCP IP TCP segment IP Header IP datagram Header IP Header Trailer frame Intr. Segurança : 7/10 Segurança (1) [Def] Segurança é a garantia de satisfação de determinada condição (ex: só acede ao conteúdo de uma mensagem secreta, quem pertencer a uma lista de pessoas autorizadas). A condição a satisfazer é designada por asserção, ou invariante, porque tem de ser satisfeita em todos os estados do sistema. Na altura que a condição deixa de ser satisfeita, afirma-se que ocorreu uma falha na segurança. Intr. Segurança : 8/10

5 Segurança (2) Mesmo usando sistema criptográfico perfeito (i.e, impossível instruso roubar a chave, decifrar criptogramas sem chave) e uma implementação sem falhas de um protocolo, se for mal desenhado a insegurança é inevitável (ex: falha no protocolo Needham-Schroeder). Estratégias na detecção de falhas nos protocolos 1. Testar o protocolo em diversas situações [não garante que seja seguro!]. 2. Esperar que alguém ataque com sucesso o protocolo [má escolha!]. 3. Analisar formalmente o protocolo. Intr. Segurança : 9/10 Matérias a estudar O capítulo de segurança de protocolos, ministrado nas 2 últimas semanas da disciplina Criptografia e Segurança das Comunicações, é composto por 2 partes: Estudo de protocolos de segurança amplamente usados na pilha de protocolos Internet: Nível de Rede : IPsec Nível de Transporte TLS Nível de Aplicação SSH Introdução ao método de análise de segurança de protocolos por verificação de modelos ( model checking ). Intr. Segurança : 10/10