M3D4 - Certificados Digitais Aula 2 Certificado Digital e suas aplicações

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1 M3D4 - Certificados Digitais Aula 2 Certificado Digital e suas aplicações Prof. Fernando Augusto Teixeira 1

2 2 Agenda da Disciplina Certificado Digital e suas aplicações Segurança Criptografia Simétrica Criptografia Assimétrica Assinatura Digital Segurança do Canal de Comunicação (SSL/TSL) Entidades Certificadoras e aspectos práticos

3 3 Agenda de Hoje Certificado Digital e suas aplicações Segurança Criptografia Simétrica Criptografia Assimétrica Assinatura Digital Segurança do Canal de Comunicação (SSL/TSL) Entidades Certificadoras e aspectos práticos

4 Segurança: Serviços 4

5 5 Serviços de Segurança Objetivos Prevenir os ataques Garantir segurança dos sistemas de processamento de dados Garantir a segurança da transferência de informações entre organizações. Impedir ou dificultar os ataques de segurança usando um ou mais mecanismos de segurança.

6 6 Serviços de Segurança Replicação de funções encontradas na validação de documentos físicos: assinar e datar; proteger contra acesso não autorizado; proteger contra alteração ou destruição; autenticar e testemunhar; registrar ou licenciar.

7 7 Serviços de Segurança Categorias: Autenticação; Controle de acesso; Confidencialidade dos dados; Integridade dos dados; Não repudiação; Disponibilidade.

8 8 Serviços de Segurança - Categorias Autenticação Assegura que as entidades que participam de uma comunicação, ou transação eletrônica, são autênticas. No momento da iniciação de conexão, o serviço assegura que as duas entidades são autênticas. O serviço deve assegurar que um terceiro se disfarce como uma das duas partes legítimas durante a comunicação.

9 9 Serviços de Segurança - Categorias Controle de acesso Capacidade de limitar e controlar o acesso a sistemas e aplicações via links de comunicação. Previne o uso não autorizado de um recurso. Antes de obter acesso, cada entidade deve ser autenticada. Os direitos de acesso são providos de acordo com o perfil de cada usuário.

10 10 Serviços de Segurança - Categorias Confidencialidade Protege os dados transmitidos contra ataques passivos. Proteção contra análise do fluxo de tráfego. Procura impedir que o intruso seja capaz de observar informações quanto: Conteúdo da mensagem; Fonte e o destino; Frequência e duração; Outras características do tráfego.

11 11 Serviços de Segurança - Categorias Integridade dos dados Assegura que as mensagens são recebidas como enviadas: sem duplicação, inserção, modificação, mudança de ordem, ou repetição. O serviço de integridade diz respeito a ataques ativos neste caso estamos preocupados com a detecção em vez de prevenção. o serviço pode detectar e relatar uma violação e alguma outra parte de software ou intervenção humana é necessária para se recuperar da violação.

12 12 Serviços de Segurança - Categorias Integridade dos dados Assegura que as mensagens são recebidas como enviadas sem duplicação, inserção, modificação, mudança de ordem, ou repetição. O serviço de integridade diz respeito a ataques ativos preocupação com a detecção em vez de prevenção. o serviço pode detectar e relatar uma violação e alguma outra parte de software ou intervenção humana é necessária para se recuperar da violação.

13 13 Serviços de Segurança - Categorias Não repúdio Impede que o emissor ou o receptor neguem a autoria de uma mensagem transmitida. O receptor pode provar que o remetente de fato enviou a mensagem. O remetente pode provar que o receptor, de fato, recebeu a mensagem.

14 14 Serviços de Segurança - Categorias Disponibilidade um sistema está disponível se presta serviços de acordo com o projeto do sistema sempre que os usuários solicitarem. Garantia da disponibilidade depende: Boa gestão dos sistema computacional Serviço de controle de acesso e outros serviços de segurança.

15 Segurança: Modelo Genérico 15

16 16 Modelo Genérico de Segurança em Rede

17 17 Modelo Genérico de Segurança em Rede Toda técnica de segurança tem duas componentes: Transformação da informação a ser enviada. Informações secretas compartilhadas pelas duas entidades.

18 18 Modelo Genérico de Segurança em Rede

19 19 Modelo Genérico de Segurança em Rede Transformação da informação a ser enviada: Exemplo: criptografia da mensagem Informações secretas compartilhadas pelas duas entidades: Exemplo: Chave de criptografia

20 20 Modelo Genérico de Segurança em Rede Atores do modelo: Emissor e Receptor; Entidade Certificadora: Responsável por distribuir a informação secreta; Proteger a informação secreta de intrusos; Arbitrar disputas entre as duas entidades.

21 21 Modelo Genérico de Segurança em Rede

22 22 Modelo Genérico de Segurança em Rede Tarefas básicas na concepção de um serviço de segurança 1. Projeto de um algoritmo para realizar a transformação da mensagem. 2. Gerar as informações secretas (chaves) a serem usadas. 3. Desenvolver métodos para a distribuição e partilha de informações secretas (chaves). 4. Especificação de um protocolo entre as entidades que fazem uso do algoritmo.

23 Segurança: Mecanismos 23

24 24 Mecanismos de Segurança São funcionalidades projetadas para: Detectar Prevenir Prover a recuperação de um ataque de segurança. Diversos mecanismos são combinados e adaptados para realizar o serviço de segurança correspondente. Merece destaque a técnica de criptografia. Serve como base para muitos dos demais.

25 Mecanismos: Criptografia 25

26 26 Criptografia Criptografia: "kryptós" + "gráphein "oculto" + "escrever Conjunto de conceitos e técnicas que visa codificar uma informação Somente o emissor e o receptor podem acessá-la.

27 27 Criptografia Júlio César O envio e o recebimento de informações sigilosas é uma necessidade antiga. O método mais antigo de criptografia conhecido usa um método de substituição e foi usado por Júlio César. O método usado envolve a substituição de cada letra do alfabeto por outra localizada três posições a frente.

28 Criptografia Júlio César 28

29 Criptografia Júlio César 29

30 30 Criptografia Júlio César TEXTO ORIGINAL é codificada como WHAWR RULJLQDO a letra T é substituída por W letra a três posições à frente no alfabeto. A letra X é substituída por A Como X está a duas posições do final do alfabeto volta-se para o início.

31 31 Criptografia Júlio César Problemas com o método de Júlio César 1. Usa apenas um algoritmo de codificação 2. Se intruso descobrir o algoritmo conseguirá descobrir a mensagem; 3. Se a comunicação envolvem mais de um receptor é necessário usar mais de um algoritmo. 4. Segurança pode ser facilmente quebrada usando técnicas de criptanálise.

32 Criptografia Júlio César Problemas com o método de Júlio César Se Alice tiver que mandar uma mensagem para Bob, esse deve conhecer o algoritmo. Se Carlos também precisa receber mensagem de Alice, precisa conhecer o algoritmo. Mas neste caso, se Carlos tiver acesso ao conteúdo cifrado enviado a Bob poderá descobrir o conteúdo das mensagens secretas enviadas a Bob. 32

33 33 Criptografia Júlio César Solução para o Problema 1: Uso de chaves criptográficas. Um emissor pode usar o mesmo algoritmo para vários receptores. Basta que cada um receba uma chave diferente. Além disso, caso um receptor perca ou exponha determinada chave, é possível trocá-la, mantendo-se o mesmo algoritmo.

34 34 Criptografia Júlio César Exemplo: Define-se que o número de letras a avançar é a chave no algoritmo de Júlio César. Para cada receptor combina-se um número diferente de letras a avançar. Desta forma o mesmo algoritmo poderia ser usado com diferentes pessoas. Muda-se apenas a chave.

35 35 Criptografia Criptoanálise Criptoanálise: Ciência (ou arte) de tentar descobrir o texto cifrado e/ou a lógica utilizada em sua encriptação.

36 36 Criptografia Criptoanálise Criptoanálise do método de Júlio César: Podemos usar o fato de algumas letras serem mais freqüentes que outras em um texto para descobrir a chave. A distribuição das letras de um texto comum em português tem uma forma distinta e previsível.

37 Fonte: 37 Criptografia Criptoanálise Frequência relativa das letras de um texto em português:

38 38 Criptografia Criptoanálise Podemos verificar em um texto codificado quais são a letras mais frequentes. Em seguida, deduzir que aquela letra corresponde a letra A na mensagem original.

39 39 Criptografia - Criptoanálise Criptoanálise do método de Júlio César: Outra alternativa é tentar todas as combinações até que o texto faça sentido. Esta técnica é chamada de força bruta ou tentativa e erro. Com auxílio do computador ela se torna viável em muitos casos.

40 40 Criptografia Chaves Criptográficas Conjunto de bits baseado em um determinado algoritmo capaz de codificar e de decodificar informações. Se o receptor da mensagem usar uma chave incompatível com a chave do emissor, não conseguirá extrair a informação.

41 41 Criptografia Chaves Criptográficas As chaves são representadas no meio digital por números. Uma forma de tentar descobrir a mensagem cifrada é tentar cada uma dos números/chaves possíveis. Se temos um número pequeno de possibilidades é fácil tentar cada uma delas e descobrir o segredo. Mas se o número de possibilidades é grande pode ser difícil ou inviável tentar todas as possibilidades.

42 42 Criptografia Chaves Criptográficas Há chaves de 64 bits, chave de 128 bits e assim por diante. Esses valores expressam o tamanho de uma determinada chave. Quanto mais bits forem utilizados, mais segura tende a ser a criptografia. 8 bits => 256 chaves possíveis (2n = 28 = 256) 128 bits => 3,40 x 1038 chaves (2n = 2128)

43 43 Criptografia Chaves Criptográficas Exemplo: chave de um certificado digital com 1024 bits.

44 44 Criptografia Tipos Simétrica Utiliza apenas uma chave tanto na codificação quanto na decodificação. Assimétrica Utiliza duas chaves, uma pública e uma privada.

45 45 Criptografia Simétrica É o tipo mais simples de criptografia. Tanto o emissor quanto o receptor da mensagem possuem a mesma chave. A mesma chave é usada tanto na codificação quanto na decodificação.

46 Criptografia Simétrica 46

47 47 Criptografia Simétrica Existem vários algoritmos atuais que usam chaves simétricas: DES; 3DES IDEA; AES.

48 48 Criptografia Simétrica DES Data Encryption Standard Criado pela IBM em 1977 Faz uso de chaves de 56 bits. Isso corresponde a 72 quatrilhões de combinações. É um valor absurdamente alto, mas não para um computador potente. Em 1997, esse algoritmo foi quebrado por técnicas de "força bruta" (tentativa e erro) em um desafio promovido na Internet.

49 49 Criptografia Simétrica 3DES Triplo Data Encryption Standard Algoritmo DES com três partes de 56 bits efetivos. Chave de 168 bits. Os dados são encriptados com a primeira chave, decriptados com a segunda chave e finalmente encriptados novamente com uma terceira chave. Isto faz o 3DES ser mais lento que o DES original, porém em contrapartida oferece maior segurança. Acredita-se que o algoritmo seja seguro embora existam ataques teóricos.

50 50 Criptografia Simétrica IDEA International Data Encryption Algorithm Criado em 1991 por James Massey e Xuejia Lai Faz uso de chaves de 128 bits Tem uma estrutura semelhante ao DES. A velocidade de cifragem e decifração do IDEA é praticamente a mesma do DES. Um ataque de força bruta dos mais eficientes precisaria fazer 1036 cifragens para recuperar a chave. Seriam necessários 1013 anos.

51 51 Criptografia Simétrica AES Advanced Encryption Standard. Padrão de Criptografia Avançada. Anunciado no final de Novo padrão de criptografia adotado pelo governo americano em Algoritmo com blocos de 128 bits que aceita chaves de 128, 192 e 256 bits. Estima-se que para quebrá-lo usando força bruta um computador potente levaria milhões de anos.

52 52 Criptografia Simétrica Vantagens Os algoritmos de chave simétrica são geralmente menos custosos computacionalmente do que os algoritmos de chave assimétrica. Um algoritmo de chave assimétrica de qualidade pode ser milhares de vezes mais lento do que um algoritmo de chave simétrica de qualidade equivalente.

53 53 Criptografia Simétrica Desvantagens Exigência de uma chave secreta compartilhada, com uma cópia em cada extremidade. Nem sempre é possível que o receptor e o emissor conheçam previamente uma chave secreta. A transmissão da chave de um para o outro pode não ser tão segura e acabar sendo capturada por um adversário.

54 54 Criptografia Simétrica Neste caso passa ser interessante considerar a criptografia assimétrica. Uma chave pública e outra privada. Freqüentemente os algoritmos assimétricos são usados no início de uma sessão para distribuir chaves simétricas. Em seguida os algoritmos de chave simétrica são usados por possuírem maior velocidade.

55 Conclusão É necessário garantir a autenticidade, controle de acesso, não repudiação, disponibilidade, integridade e confidencialidade dos dados Para tanto, são necessários vários mecanismos de segurança. A criptografia é dos principais mecanismos utilizados. A criptografia utiliza chaves criptográficas e algoritmos. Há dois tipos de criptografia: simétrica e assimétrica. A criptografia simétrica é mais rápida, mas possui o problema de como distribuir a chave entre as partes. 55

56 Perguntas? 56

57 Certificados Digitais e suas aplicações Prof. Fernando Augusto Teixeira 57

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