Segurança de Redes de Computadores. Ricardo José Cabeça de Souza

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1 Segurança de Redes de Computadores Ricardo José Cabeça de Souza

2 Segurança da Informação Segurança do Computador Conjunto de ferramentas projetadas para proteger dados e impedir ataques Ataques Passivos Ativos Mecanismo de Segurança Qualquer processo (ou dispositivo incorporado ao processo) projetado para detectar, impedir ou permitir a recuperação de um ataque à segurança

3 Segurança da Informação Serviços de Segurança Incluem: Autenticação Controle de acesso Confidencialidade de dados Integridade de dados Irretratabilidade Disponibilidade

4 Segurança da Informação Segurança de Redes Proteger os dados durante a transmissão Redes de Computadores Conjunto de redes interconectadas Inter-redes Segurança inter-redes

5 Segurança da Informação Arquitetura de Segurança OSI(Open Systems Interconnection) Recomendação X.800 da ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) Enfoca ataques, mecanismos e serviços de segurança

6 Segurança da Informação Arquitetura de Segurança OSI(Open Systems Interconnection) Ataques à segurança Qualquer ação que comprometa a segurança da informação pertencente a uma organização Mecanismo de segurança Processo (ou dispositivo incorporado ao processo) que é projetado para detectar, impedir ou permitir a recuperação de um ataque à segurança Serviço de segurança Serviço de processamento ou comunicação que aumenta a segurança dos sistemas de processamento de dados e as transferências de informação de uma organização Servem para frustrar ataques à segurança

7 Segurança da Informação Ameaças e Ataques (RFC 2828) Ameaça Potencial para violação da segurança quando há uma circunstância, capacidade, ação ou evento que pode quebrar a segurança e causar danos Possível perigo Ataque Derivado de uma ameaça inteligente Ato inteligente que é uma tentativa deliberada de burlar os serviços de segurança e violar a política de segurança de um sistema

8 Segurança da Informação Ataques à Segurança - Ataques Passivos Possuem a natureza de bisbilhotar ou monitorar transmissões Objetivo: obter informações que estão sendo transmitidas São difíceis de detectar Tipos: Liberação de Conteúdo Leitura Análise de tráfego Lê e observa padrões

9 Segurança da Informação Ataques à Segurança - Ataques Passivos

10 Segurança da Informação Ataques à Segurança - Ataques Passivos Fonte da Imagem:

11 Ataques à Segurança - Ataques Ativos Envolve a modificação do fluxo de dados ou a criação de um fluxo falso Tipos: Disfarce Entidade finge ser uma entidade diferente Repetição Captura passiva de uma unidade de dados e a subsequente retransmissão para produzir um efeito não autorizado Modificação da Mensagem Parte da mensagem legítima é alterada Negação do Serviço Impede ou inibe o uso ou gerenciamento normal das comunicações

12 Ataques Ativos

13 Segurança da Informação Ataques à Segurança - Ataques Ativos Fonte da Imagem:

14 Serviços de Segurança Recomendação X.800 Security Architecture for Open Systems Interconnection for ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) Define serviço de segurança como um serviço fornecido por uma camada de protocolo de comunicação de sistemas abertos Garante segurança adequada dos sistemas ou da transferência dos dados Divide os serviços em cinco categorias

15 Autenticação Assegurar que a comunicação é autêntica A entidade se comunicando é aquela que ela afirma ser Serviços de autenticação: Autenticação de entidade par Provê a confirmação da identidade de uma entidade par de uma associação Autenticação da origem de dados Provê a confirmação da origem de uma unidade de dados

16 Controle de Acesso Capacidade de limitar e controlar o acesso aos sistemas e aplicações hospedeiras por meio de enlaces de comunicação Impedimento de uso não autorizado de um recurso

17 Confidencialidade Proteção dos dados contra divulgação não autorizada Proteção contra ataques passivos Confidencialidade da Conexão Proteção dos dados do usuário em uma conexão Confidencialidade sem conexão Proteção dos dados do usuário em um único bloco Confidencialidade por campo selecionado Confidencialidade em determinados campos selecionados dentro dos dados do usuário Confidencialidade de fluxo Proteção da informação que poderiam ser derivadas da observação dos fluxos de tráfego

18 Integridade dos Dados Proteção total do fluxo de dados contra alterações Garante mensagem ser recebida conforma enviada, sem duplicações, inserção, modificação ou repetição

19 Irretratabilidade Impede que o emissor ou receptor negue uma mensagem transmitida Quando a mensagem é enviada, o receptor pode provar que o emissor alegado de fato enviou a mensagem Proteção contra negação, por parte da entidades envolvidas em uma comunicação, de ter participado de toda ou em parte da comunicação Origem Prova que a mensagem foi enviada pela parte especificada Destino Prova que a mensagem foi recebida pela parte especificada

20 Serviço de Disponibilidade Propriedade do sistema ou de um recurso ser acessível e utilizável sob demanda por uma entidade autorizada do sistema Protege o sistema para garantir disponibilidade

21 Mecanismos de Segurança Específicos Usado para detectar, prever ou recuperar a informação após um ataque à segurança Implementados em camadas específicas do protocolo

22 Mecanismos de Segurança Específicos Cifragem Uso de algoritmos matemáticos para transformar os dados em um formato que não seja decifrável Assinatura Digital Dados anexados a uma unidade de dados que permite que um destinatário da unidade de dados comprove a origem e a integridade da unidade de dados e protejase contra falsificação Controle de Acesso Série de mecanismos que impõe direitos de acesso a recursos

23 Mecanismos de Segurança Específicos Integridade de Dados Série de mecanismos utilizados para garantir a integridade de dados ou fluxo de dados Troca de Informações de Autenticação Mecanismo com o objetivo de garantir a identificação de uma entidade por meio da troca de informações Preenchimento de Tráfego Inserção de bits nas lacunas de um fluxo de dados para frustrar as tentativas de análise de tráfego

24 Mecanismos de Segurança Específicos Controle de Roteamento Permite a seleção de determinadas rotas fisicamente seguras para certos dados e permitem mudanças de roteamento Certificação Uso de uma terceira unidade confiável para garantir certas propriedades de uma troca de dados

25 Segurança da Informação Mecanismos de Segurança Pervasivos Mecanismos que não são específicos a qualquer serviço de segurança ou camada de protocolo Funcionalidade Confiável Considerada como sendo correta em relação a alguns critérios Rótulo de Segurança Marcação vinculada a um recurso que nomeia ou designa os atributos de segurança desse recurso

26 Segurança da Informação Mecanismos de Segurança Pervasivos Detecção de Evento Detecção de eventos relevantes à segurança Registros de Auditoria de Segurança Dados coletados e potencialmente utilizados para facilitar uma auditoria de segurança Recuperação de Segurança Lida com solicitações de mecanismos como funções de tratamento e gerenciamento de eventos e toma mediadas de recuperação

27 Modelo para Segurança de Redes Projetar algoritmo para realizar a transformação relacionada à segurança Gerar a informação secreta (chave) a ser usada com o algoritmo Desenvolver métodos de distribuição e compartilhamento das informações Especificar protocolo a ser usado pela entidades

28 Modelo para Segurança de Redes Mensagem deve ser transferida de uma parte para outra da rede por meio de algum tipo de interrede

29 Modelo para Segurança de Redes

30 CRIPTOGRAFIA Conjunto de técnicas que permitem tornar incompreensível uma mensagem originalmente escrita com clareza, de forma a permitir que apenas o destinatário a decifre e a compreenda

31 Criptoanálise do grego kryptos + análysis (decomposição) - ciência que estuda a decomposição do que está oculto ou a quebra do sistema criptográfico Ataque de Força Bruta Atacante experimenta cada chave possível em um trecho de texto cifrado até obter a tradução inteligível para o texto claro Criptologia Criptografia + Criptoanálise

32 Pré-requisitos da Criptografia Teoria de Números Matemática Discreta Teoria da Informação Teoria de Probabilidade Complexidade Computacional Processamento de Sinais

33 Terminologia Básica de Criptografia Texto Claro (Plain Text) Mensagem ou dados originais, inteligíveis, alimentados no algoritmo como entrada Algoritmo de Criptografia Realiza diversas substituições e transformações no texto claro Chave Secreta Também é entrada para o algoritmo criptográfico Valor independente do texto claro Substituições e transformações realizadas pelo algoritmo dependem da chave Segredo por meio do qual a mensagem pode ser cifrada ou decifrada

34 Terminologia Básica de Criptografia Texto Cifrado Mensagem embaralhada, produzida como saída Depende do texto claro, do algoritmo e da chave Fluxo de dados aparentemente aleatório e, nesse formato, ininteligível Algoritmo de Decriptografia Algoritmo de criptografia executado de modo inverso Toma o texto cifrado e a chave secreta e produz o texto original

35 Segurança da Informação Modelo de Cifra Simétrica Fonte da Imagem:

36 Segurança da Informação Modelo de Cifra Assimétrica Fonte da Imagem:

37 Fases da Evolução da Criptografia Criptografia manual Criptografia por máquinas Criptografia em rede

38 Criptografia Manual A criptografia era feita manualmente através de algum processo predeterminado Exemplos: Mesopotâmia Cifras Hebraicas Bastão de Licurgo Crivo de Erastótenes Código de Políbio Código de César

39 1500 a.c. O primeiro registro do uso da criptografia nesta região está numa fórmula para fazer esmaltes para cerâmica O tablete que contém a fórmula tem apenas cerca de 8 cm x 5 cm e foi achado às margens do rio Tigre Usava símbolos especiais que podem ter vários significados diferentes. (Kahn)

40 600 a 500 a.c. Escribas hebreus, escrevendo o livro de Jeremias, usaram a cifra de substituição simples pelo alfabeto reverso conhecida como ATBASH As cifras mais conhecidas da época são o ATBASH, o ALBAM e o ATBAH, as chamadas cifras hebraicas. (Kahn) ATBASH A primeira letra do alfabeto hebreu (Aleph) é trocada pela última (Taw), a segunda letra (Beth) e trocada pela penúltima (Shin) e assim sucessivamente Destas quatro letras deriva o nome da cifra: Aleph Taw Beth SHin - ATBASH

41 487 a.c. - Bastão de Licurgo O remetente escreve a mensagem ao longo do bastão e depois desenrola a tira, a qual então se converte numa sequência de letras sem sentido O mensageiro usa a tira como cinto, com as letras voltadas para dentro O destinatário, ao receber o "cinto", enrola-o no seu bastão, cujo diâmetro é igual ao do bastão do remetente Desta forma, pode ler a mensagem

42 Crivo de Erastótenes Erastótenes de Cirene, filósofo e geômetra grego, viveu de 276 a.c. a 194 a.c Um método simples e prático para encontrar números primos até um certo valor limite

43 Crivo de Erastótenes - ± 240 a.c Determinar maior número a ser checado (raiz do valor limite arredondado para baixo. (Ex: Raiz[20]=4, ) Criar lista todos inteiros acima 1 até o limite (20) Encontrar o primeiro primo da lista (2) Remover todos os múltiplos do primo encontrado Encontre o próximo da lista e repita a operação Os números que não estiverem eliminados são os números primos Exemplo: Determinar os primos menores ou igual a 20

44 Código de Políbio - ± 150 a.c Cada letra é representada pela combinação de dois números, os quais se referem à posição ocupada pela letra Desta forma, A é substituído por 11, B por 12..., A mensagem pode ser transmitida com dois grupos de 5 tochas Por exemplo, a letra E é transformada em 1 e 5 e pode ser transmitida com 1 tocha à direita e 5 à esquerda Um sistema de telecomunicação - um telégrafo ótico

45 Código de Políbio - ± 150 a.c

46 Código de César- 50 a.c. Cada letra da mensagem original é substituída pela letra que a seguia em três posições no alfabeto: a letra A substituída por D, a B por E, e assim até a última letra, cifrada com a primeira Único da antiguidade usado até hoje, apesar de representar um retrocesso em relação à criptografia existente na época Denominação atual para qualquer cifra baseada na substituição cíclica do alfabeto: Código de César

47 Código de César- 50 a.c. A cifra ROT13, que surgiu em 1984 na USENET, baseia-se numa substituição na posição 13 (A por N, B por O, etc)

48 Criptografia por Máquinas Uma tabela predeterminada era usada em conjunto com uma máquina, em que o operador desta, usando a tabela e manipulando a máquina, podia enviar uma mensagem criptografada Exemplos de máquinas de criptografia: O Cilindro de Jefferson O Código Morse O Código Braille O Código ASCII A Máquina Enigma A Máquina Colossus

49 O cilindro de Jefferson (Thomas Jefferson, ) Na sua forma original, é composto por 26 discos de madeira que giram livremente ao redor de um eixo central de metal As vinte e seis letras do alfabeto são inscritas aleatoriamente na superfície mais externa de cada disco de modo que, cada um deles, possua uma sequência diferente de letras Girando-se os discos pode-se obter as mensagens

50 Samuel Morse ( ) Desenvolveu o código que recebeu o seu nome Na verdade não é um código, mas sim um alfabeto cifrado em sons curtos(. ) e longos( - ) Morse também foi o inventor do telégrafo

51 Código Morse ( )

52 Louis Braille ( ) O Código Braille consiste de 63 caracteres, cada um deles constituído por 1 a 6 pontos dispostos numa matriz ou célula de seis posições O Sistema Braille é universalmente aceito e utilizado até os dias de hoje

53 Código Braille ( )

54 Código ASCII Gottfried Wilhelm von Leibniz ( ) inventou o cálculo diferencial e integral, a máquina de calcular e descreveu minuciosamente o sistema binário Sua máquina de calcular usava a escala binária Esta escala, obviamente mais elaborada, é utilizada até hoje e é conhecida como código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Permitiu que máquinas de diferentes fabricantes trocassem dados entre si

55 Código ASCII

56 Máquina Enigma (1919) Máquina cifradora baseada em rotores Foi um dos segredos mais bem guardados na Segunda Grande Guerra, usada pelos Alemães para proteger as comunicações entre o comando e as embarcações navais

57 1940 (Alan Turing e sua equipe) Heath Robinson Construção do primeiro computador operacional para o serviço de inteligência britânico Utilizava tecnologia de relés e foi construído especificamente para decifrar mensagens alemãs (durante a Segunda Guerra Mundial) cifradas pela máquina Enigma

58 1943 Alan Turing Desenvolvem uma nova máquina para substituir o Heath Robinson Colossus

59 Referências STALLINGS, William. Criptografia e segurança de redes. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, FECHINI, Joseana Macêdo. Segurança da Informação. Disponível em BRAGA, Hugo Rodrigo. HISTÓRIA DA CRIPTOLOGIA Antiguidade. Disponível em Lima, Marcelo. Nakamura, Emílio. Segurança de Redes e Sistemas. Versão Escola Superior de Redes RNP:2007. MEDEIROS, Carlos Diego Russo. SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO: Implantação de Medidas e Ferramentas de Segurança da Informação. Universidade da Região de Joinville UNIVILLE, NIC BR Security Office. Cartilha de Segurança para Internet. Parte VII: Incidentes de Segurança e Uso Abusivo da Rede. Versão 2.0, NIC BR Security Office. Cartilha de Segurança para Internet. Parte II: Riscos Envolvidos no Uso da Internet e Métodos de Prevenção. Versão 2.0, FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2008.

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