Segurança. Sistemas Distribuídos. 09/05/2005 1

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1 Segurança Sistemas Distribuídos 1

2 Tópicos abordados I - Mecanismos criptográficos Cifra simétrica, cifra assimétrica, resumo (digest) Assinatura digital Geração de números aleatórios imprevisíveis II - Segurança na plataforma Java Java Cryptography Extensions (JCE) Java Secure Sockets Extension (JSSE) Java Authentication and Authorization Service (JAAS) III - Representação de dados binários em texto Codificação de Base64 2

3 I Mecanismos criptográficos 3

4 Criptografia simétrica Criptografia de chave secreta A mesma chave permite cifrar e decifrar os dados Algoritmos DES, AES, IDEA, TripleDES, Blowfish, PBE, Modos de cifra ECB, CBC, CFB, OFB, PCBC, Cifra é feita bloco a bloco O modo define como são combinados os blocos Padding PKCS5, OAEP, SSL3,... Acerto quando o tamanho dos dados não é múltiplo do tamanho do bloco 4

5 Criptografia assimétrica Criptografia de chave pública Existe um par de chaves: pública e privada A Privada cifra os dados e a Pública decifra-os (ou vice-versa) É 100 a 1000 vezes mais lenta que criptografia simétrica! Algoritmos: RSA para assinatura digital e pequena cifra (blocos 117 bytes com PKCS1 Padding) DSA apenas para assinatura digital Diffie-Hellman (Key Agreement Algorithm) 5

6 Resumo (Digest) Produzem um resultado, com tamanho constante, a partir de dados com tamanho variável Produzem valores muito diferentes para entradas semelhantes São não invertíveis : Resistência à descoberta de dados Dado um resumo, é difícil encontrar dados que o produzam Resistência à descoberta de outros dados Partindo dos dados e do seu resumo, é difícil encontrar outros dados que produzam o mesmo resumo Algoritmos de resumo: MD5, SHA-1,... 6

7 Assinatura digital Permite garantir a autenticação do emissor e a integridade do conteúdo da mensagem Assinatura: Gerar resumo de mensagem a enviar Cifrar resumo com a chave privada do emissor Verificação: Gerar novo resumo de mensagem recebida Pode ter sido modificada... Decifrar resumo com chave pública do emissor Comparar resumo decifrado com novo resumo Se forem iguais a mensagem não foi modificada! 7

8 Geração de números aleatórios Muitos mecanismos de segurança são derrotados por falta de verdadeira aleatoriedade Uso de funções pseudo-aleatórias Recebem semente (seed) e depois geram sequência determinística (a mesma semente gera sempre a mesma sequência) Soluções Recolher fontes de aleatoriedade na máquina e combiná-las Usar hardware específico O objectivo é a geração de números aleatórios de boa qualidade Valores equiprováveis e imprevisíveis 8

9 II Segurança na plataforma Java 9

10 Segurança no Java Java Cryptography Extension (JCE) Implementações de algoritmos criptográficos Java Secure Sockets Extension (JSSE) Java Authentication and Authorization Service (JAAS) 10

11 Java Cryptography Extension (JCE) Biblioteca de criptografia: Cifras simétricas (chave secreta) Cifras assimétricas (chave pública e privada) Resumos Suporta vários algoritmos através de Providers packages: java.security, javax.crypto 11

12 Objectos JCE Cipher Métodos: Init, Update, DoFinal Key KeyGenerator KeyPair PublicKey PrivateKey KeyPairGenerator MessageDigest Outros objectos mais abstractos: Signature, SignedObject, SealedObject, CipherStream 12

13 Java Security Providers Bibliotecas que implementam algoritmos de criptografia. Java Standard Edition inclui um provider da Sun Implementa vários algoritmos (DES, MD5, DSA, ) Outro exemplo: Bouncy Castle Contém uma implementação do algoritmo RSA (não implementado no provider Sun) No código, praticamente todos os objectos JCE são criados com: getinstance( algorithm name", provider name") 13

14 Java Secure Sockets Extension (JSSE) Biblioteca de sockets que abstraem a utilização de criptografia na comunicação Para garantir integridade, cifra e autenticação Utilizada sobretudo para comunicação na Internet, constituindo uma camada adicional na pilha de protocolos de rede Entre o nível de transporte e o nível da aplicação packages: javax.net.ssl, javax.security.net 14

15 Secure Sockets Layer (SSL) Actualmente designado por Transport Layer Security (TLS) HTTPS HTTP sobre SSL Permite criar canais seguros entre cliente e servidor Autenticação do cliente é opcional 15

16 Java Authentication and Authorization Service (JAAS) Autenticação Arquitectura Pluggable independente de tecnologias autenticação Integração com Java Naming and Directory Interface (JNDI), Windows NT, Solaris Login, Kerberos Controlo de acessos dos utilizadores a recursos (autorização) Segurança centrada no utilizador (user-centric) packages: javax.security.auth 16

17 III Representação de dados binários em texto 17

18 Representação de dados binários em texto A entrada e saída dos algoritmos criptográficos são vectores de octetos byte[] Muitas vezes é necessário representar conteúdos cifrados em ficheiros de texto Em XML, por exemplo A representação não pode ser directa, porque existem muitos octetos que não correspondem a caracteres válidos Solução possível: usar codificação de base 64 18

19 Codificação de base 64 Definida para anexos do correio electrónico RFC 2045: "Multipurpose Internet Mail Extensions" Usa sub-conjunto de 65 caracteres do US-ASCII Caracteres mais "universais", que são iguais em practicamente todos os códigos: A-Z, a-z, 0-9, +, / = pad 24 bits são representados em 4 caracteres 6 bits úteis por caracter Aumenta tamanho do conteúdo em 33% Por causa dos 2 bits "desperdiçados" 19

20 Conclusões 20

21 Conclusões Criptografia Simétrica (chave secreta) Assimétrica (chave pública, chave privada) Funções de resumo Java Cryptography Extensions (JCE) Implementações de algoritmos de criptografia Permite implementar protocolos de segurança que garantam autenticação, confidencialidade e integridade Extensível através de Providers Exemplo: Bouncy Castle Codificação de base 64 permite a representação de dados binários em texto Por exemplo, para conteúdos cifrados em XML 21

22 Mais informação Biblioteca do projecto Na página da disciplina Java Docs Acetatos da disciplina Algoritmos e aplicações de segurança Disponíveis em 22

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