SEGURANÇA CRIPTOGRAFIA E SEGURANÇA DE DADOS. As funções de cifra são consideradas totalmente seguras se:

Transcrição

1 20/02/2016 PROF. FABIANO TAGUCHI CRIPTOGRAFIA E SEGURANÇA DE DADOS SEGURANÇA As funções de cifra são consideradas totalmente seguras se: Independente do tempo e do poder computacional envolvido, a chave não poder ser descoberta. O valor da informação não justificar o investimento computacional. 1

2 CRIPTOGRAFIA SIMÉTRICA CARACTERÍSTICAS Usada desde o tempo de Cristo; Algoritmos extremamente rápidos; Confidencialidade no tráfego; Depende da comunicação entre as partes; Seus problemas são resolvidos com a criptografia assimétrica(anos 80). AULA 06 CRIPTOGRAFIA SIMÉTRICA 2

3 RELEMBRANDO EXEMPLO DE APLICAÇÃO: Compra na Internet Onde estão os conceitos de: Disponibilidade; Integridade; Controle de acesso; Autenticidade; Não-repúdio; Confidencialidade. INFORMAÇÕES IMPORTANTES Um computador é capaz de avaliar: 1 bilhão de chaves por segundo; 3,1536 X chaves por ano 31,536 milhões de bilhões de chaves por ano. 3

4 SITUAÇÃO José precisa mandar informações importante para Ana sobre as vendas mensais da empresa. Essas informações são estratégicas... O concorrente de maneira nenhum pode ter conhecimento sobre essas informações... 4

5 SITUAÇÃO José sabe disso, então decide limitar o acesso a essas informações, mas como? Manter uma cópia em seu computador... Armazenar essas informações em um HD externo... Computador e HD externo são vulneráveis? SITUAÇÃO Para armazenar as informações em um disco rígido, José precisa pensar em uma senha, esta senha por sua vez será utilizada por José quando ele quiser ler novamente a informação e quando quiser esconde-la novamente. Criptografia??? José pensou na criptografia... 5

6 SITUAÇÃO Criptografia envolve o conceito de chave? Qual o objetivo da chave em um algoritmo...? A chavenosaliviadanecessidade de se preocupar emguardar o algoritmo em segredo, afinal é mais fácil guardar uma chave em segredo do que 500 linhas de código, este princípio tem um nome, é o PRINCÍPIO DE KERCKHOFF. PRINCÍPIOS DA CRIPTOGRAFIA O princípio fundamental da criptografia diz que as mensagens criptografadas devem conter alguma redundância para dificultar a compreensão de uma mensagem. Isso impossibilita que intrusos a descobrir um texto pleno possam gerar dados válidos, e tenham um trabalho a mais. 6

7 PRINCÍPIOS DA CRIPTOGRAFIA Outro fator é de que cada mensagem recebida possa ser confirmada como uma mensagem enviada recentemente, afim de evitar ataques de repetição por intrusos ativos que reutilizem mensagens válidas já enviadas. Para que haja criptografia moderna, além deste dois princípios é necessário ter: algoritmo e chave. VATANGENS NO USO DE CHAVES Permite a utilização do mesmo algoritmo para comunicação com diferentes receptores, bastando apenas trocar a chave; Se for violada uma comunicação, basta trocar a chave, não o algoritmo; Quantomaiorotamanhodachave,masdifícilédequebra-la. 7

8 CRIPTOGRAFIA DE CHAVE SIMÉTRICA Consiste no tipo mais simples de criptografia, pois a mesma chave que é usada pra encriptar é utilizada para decriptar uma mensagem. 8

9 MODELO SIMÉTRICO Intruso passivo apenas escuta Intruso Intruso ativo pode alterar mensagens Texto simples, P Método de criptografia, E Método de descriptografia, D Texto simples, P Texto cifrado, C=E k (P) Chave de criptografia, K Chave de descriptografia, K D k (E k (P))= P 9

10 CRIPTOGRAFIA DE CHAVE SIMÉTRICA VANTAGENS Rapidez nos processos de criptografia e decriptografia de uma informação; Chaves são relativamente pequenas; De fácil implementação. CRIPTOGRAFIA DE CHAVE SIMÉTRICA GARANTEM: Confidencialidade Autenticidade NÃO GARANTEM Não-repúdio Integridade Disponibilidade 10

11 CRIPTOGRAFIA DE CHAVE SIMÉTRICA DESVANTAGENS É necessário um canal seguro para enviar a chave, que é a segurança do processo; A criptografia simétrica não garante a identidade de quem enviou ou recebeu a mensagem; Chaves devem ser trocadas constantemente. PROCESSOS EM UMA CRIPTOGRAFIA CHAVES EM PROCESSOS DISTINTOS Dizemos que se n pessoas precisam se comunicar utilizando cada uma, com uma chave secreta, então será necessário n(n-1)/2 chaves diferentes. E o gerenciamento, como fica? 11

12 PROCESSOS EM UMA CRIPTOGRAFIA DISTRIBUIÇÃO DE CHAVES O primeiro passo para uma criptografia simétrica acontecer é a distribuição das chaves que serão utilizadas no processo através do KDC. PROCESSOS EM UMA CRIPTOGRAFIA DISTRIBUIÇÃO DE CHAVES Para um grupo de n participantes serão necessárias n(n-1)/2 chaves distintas. O excesso de chaves em grupo atrapalha o gerenciamento. 12

13 CHAVES CRIPTOGRÁFICAS Otamanhodeumachavecriptográficaémedidaembits: 40bits; 56bits; 64bits; 128bits. SEGURANÇA NA CRIPTOGRAFIA PRINCIPAIS ATAQUES Ataque de texto cifrado; Ataque de texto claro e cifrado; Ataque de texto claro escolhido; Força bruta. 13

14 Tipo de ataque Apenas texto cifrado Texto claro conhecido Texto claro escolhido Algoritmo de criptografia Texto cifrado Algoritmo de criptografia Texto cifrado Conhecido ao criptoanalista Uma ou mais partes do texto claro / texto cifrado com a chave secreta Algoritmo de criptografia Texto cifrado Texto claro escolhido pelo criptoanalista juntamente com o texto cifrado correspondente 14

15 A criptografia moderna trabalha com algoritmos em dois modos: Por bloco; Por fluxo. CIFRAS DE BLOCO Neste tipo de cifragem o texto a ser cifrado é dividido em blocos de dados e são utilizados em cadeias. Técnicas utilizadas: Permutação; Substituição; Redes SP. 15

16 CIFRAS DE BLOCO - PERMUTAÇÃO Na técnica de permutação as letras de uma mensagens são simplesmente reordenadas, criando se um anagrama. CIFRAS DE BLOCO - SUBSTITUIÇÃO As cifras de substituição fazem com que caracteres sejam substituídos por outros caracteres do mesmo alfabeto. 16

17 CIFRAS DE BLOCO REDES SP Uma cifra produto é composta pela combinação das técnicas de substituição e permutação, onde cada em cada passo a mensagem é substituída e permutada, criando o que se conhece por S- boxes. INFORMATICA P1 FONMITCRAIA S2 SBAZVGPENV P3 BASVEPVGZN P3 BASVEPVGZN S2 SBAZVGPENV P1 FONMITCRAIA INFORMATICA 17

18 CIFRAS DE BLOCO ELECTRONIC CODEBOOK MODE OmodoECBdivideumamensagememblocosde 64 bits, e faz a criptografia de cada boco independente CIFRAS DE BLOCO CIPHER BLOCK CHAINING O modo CBC torna a criptografia de um bloco dependente do bloco anterior, mas também dividecadablocoem64bits. 18

19 CIFRAS DE FLUXO Neste tipo de cifragem se cria uma chave aleatória com o mesmo tamanho do texto a ser cifrado,queatuambitabitemumtexto. Utilizadas para arquivos de tamanhos maiores; Operação de cifragem é mais rápida se comparado a outros processos 19

20 AULA 06 ALGORITMOS SIMÉTRICOS E A SEGURANÇA TIPOS DE ALGORITMOS UTILIZADOS DES; Triple DES; RC; IDEA; Skipjack; BlowFish. 20

21 ALGORTIMOS SIMÉTRICOS Segurança está: Tamanho da chave; Princípio da confusão (complexidade entre texto cifrado e chave); Princípio da difusão (complexidade entre o texto pleno e chave). Data Encryption Standard Criado pela IBM em 1977, faz uso de um sistema de criptografa baseado em 56 bits. CadabloconoDESpossui64bits. Algoritmo quebrado por força bruta em

22 Data Encryption Standard O DES trabalha com 16 interações sucessivas, cada uma com substituição e permutação de bits. Este algoritmo pode ser quebrado em 2 55 tentativas. Triple Data Encryption Standard Um algoritmo melhorado sobreodes,faz uso de três sessões de encriptação com chaves diferentes. Eram realizadas 3 cifragens com 2 chaves distintas. Faz uso de chaves de 168 bits. 22

23 Ron s Code ou Rivest Cipher Desenvolvido por Ron Rivest, possui diversas versõesquevariamentre8à1024bits. É largamente utilizado em s. Internacional Dat Encryption Algorithm Desenvolvido no ano de 1991 por Massey e Xueija Lai, faz uso de 128 bits com implementação mais simples que o DES. 23

24 Skipjack Desenvolvido pela National Security Agency, é considerado um algoritmo secreto para uso de civis. BlowFish Algoritmo desenvolvido por Bruce Schneier, que fazusodeaté448bitsparaencriptação,porémé considerado muito lento para o processo. 24

25 TwoFish Algoritmo desenvolvido por Bruce Schneier, com chaves que variam de 128 à 256 bits. Como característica tem uma criptografia forte, e ainda é amplamente utilizado. Advanced Encrypction Standard Em 1997 o AES foi desenvolvido em virtude da quebra da criptografia do DES. Sua história é curiosa, pelo fator de ser gerado através de um concurso organizado pela National Institute of Standards and Technology(NIST). 25

26 Concorrentes: MARS(IBM) Complexo e rápido; RC6(EUA) Muitosimpleserápido; Rijndael(Bélgica) Simples e rápido; Seprent(Euro) Lento e simples; Twofish(EUA) Complexo e rápido. PRÉ REQUISITOS DO AES Ser inovador; Cifrarbaseadoem128à256bits; Implementação tanto em hardware como em software; SermaisrápidoqueotripleDES. 26

27 Batizado por Rijndael, o algoritmo desenvolvido por Daemem e Rijmen, faz uso de chaves de até 256 bits e tem três tamanhos diferentes para chaves: 128bits=10passos 192bits=12passos 256bits=14passos Como o NIST gostaria de batizar o nome do algoritmos escolhido em AES, o Rijndael passou a ser conhecido como AES. 27