Gerenciamento das chaves criptográficas no Cloud Privacy Guard

Transcrição

1 Gerenciamento das chaves criptográficas no Cloud Privacy Guard Vitor Hugo Galhardo Moia Marco Aurélio Amaral Henriques {vhgmoia, Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação FEEC Oitavo Encontro dos Alunos e Docentes do Departamento de Engenharia de Computação e Automação Industrial (VIII EADCA) 10 de setembro de 2015 Campinas - SP

2 Agenda Introdução Motivação Objetivo Cloud Privacy Guard (CPG) Criptografia Gerenciamento de chaves no CPG Conclusões

3 Introdução Computação nas nuvens: Dentre todos os serviços oferecidos pela maioria dos provedores de serviços de nuvem, o armazenamento de dados é um dos mais utilizados pelos usuários. Características: Escalável; Dinâmico; Evita-se custos com infraestrutura e manutenção locais; Grande disponibilidade dos dados: acesso de qualquer local a qualquer momento. 3

4 Motivação Notícias sobre ameaças na internet estão cada vez mais comuns. Surgem preocupações sobre a segurança e privacidade dos dados armazenados nas nuvens: Dados normalmente armazenados em claro; Potenciais falhas na segurança que permitem acesso a informações sensíveis por terceiros; Monitoramento dos dados armazenados em nuvens públicas (Google, Microsoft etc.) sem o conhecimento e consentimento dos usuários. 4

5 Objetivo Apresentar uma ferramenta criptográfica para dar mais controle aos usuários sobre sua privacidade e a segurança de seus dados armazenados em nuvens. CPG Cloud Privacy Guard 5

6 Cloud Privacy Guard - CPG CPG: ferramenta criptográfica em desenvolvimento para melhorar a segurança e privacidade nas nuvens. Objetivos: Dar mais controle do processo ao usuário Ser mais fácil de utilizar Utiliza o mesmo conceito Drag and Drop usado em nuvens populares para simplificar a interface com o usuário (similar ao Dropbox, OneDrive, Drive etc.). 6

7 Conceito Drag and Drop 7

8 Cifragem do arquivo 8

9 Autenticação única CPG pode ser integrado a vários CSPs disponíveis (Google Drive, Microsoft OneDrive, Dropbox etc.). Os usuários precisam criar um segredo para proteger suas chaves e para se autenticar na aplicação. 9

10 Dados cifrados localmente Todos os dados são cifrados antes de serem enviados para a nuvem. Os usuários são os únicos a ter acesso a seus dados, uma vez que só eles possuem as chaves criptográficas. Obs.: Se o usuário perder as chaves não há como recuperá-las: acesso aos arquivos é perdido. Arquivo em claro Arquivo cifrado CPG Ah1720jdsif 0kdsjfdsi fjsjfds w9203ij jfkdslf9 ssd9dsw23 Nuvem (Computador do usuário: cliente) 10

11 Criptografia simétrica Baseada em permutações e substituições Mesma chave para cifrar e decifrar Mais rápida Problema: distribuição de chaves Algoritmos: DES, 3DES, AES... Texto em claro Texto cifrado Texto em claro Cifrar Ah1720jdsif 0kdsjfdsi fjsjfds w9203ij jfkdslf9 ssd9dsw23 Decifrar Chave secreta 11

12 Criptografia assimétrica Baseada em funções matemáticas Chaves diferentes para cifrar e decifrar Uma pública e outra privada Pode garantir sigilo e autenticidade Mais lenta. Algoritmos: RSA, ElGamal... Texto em claro Texto cifrado Texto em claro Cifrar Ah1720jdsif 0kdsjfdsi fjsjfds w9203ij jfkdslf9 ssd9dsw23 Decifrar Chave pública Chave privada 12

13 Uso das chaves na cifragem (Computador do usuário: cliente) 13

14 Uso das chaves na decifragem (Computador do usuário: cliente) 14

15 Características dos protocolos Protocolos para cifrar, decifrar e compartilhar arquivos são complexos mas transparentes para o usuário final. Usuário terá que gerenciar apenas um segredo. Protocolos permitem acessos de diferentes dispositivos. Administradores da nuvem e terceiros não conseguem acesso aos dados na nuvem ou em trânsito. 15

16 Cloud Privacy Guard - Requisitos O CPG atende uma série de requisitos de segurança: Controle do ciclo de vida das chaves criptográficas; Deduplicação segura; Separação de senhas; Alto nível de sigilo; Cifragem dos atributos de arquivos; Assinatura de códigos fonte e executável; Autenticação multi-fator; Maior usabilidade. 16

17 RNP Este projeto esta sendo considerado por um grupo técnico da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) para ser implementado na nuvem que será disponibilizada para as instituições de ensino e pesquisa nacionais. 17

18 Conclusões Este trabalho apresentou o CPG, uma aplicação criptográfica para minimizar as preocupações dos usuários sobre a segurança e privacidade no armazenamento de dados em nuvens. Foram discutidos suas características e o modo como é realizado o gerenciamento das chaves criptográficas, onde os usuários são os únicos que têm acesso a elas. Podemos concluir que: Prover maior controle dos processos criptográficos ao usuário final não é trivial. O gerenciamento das chaves pode se tornar uma sobrecarga muito grande aos usuários se não for bem planejado. 18

19 Obrigado!

20 Perguntas

21 Cloud Privacy Guard - CPG 21

22 Cloud Privacy Guard - CPG Continuação... O CPG utiliza certificados digitais (ICPEdu/ICP-Brasil) para o compartilhamento de dados entre os usuários. 22

23 Trabalhos Futuros Proceder com o desenvolvimento do CPG. Testá-lo para avaliar seu desempenho. Estudar diferentes formas de implementar a autenticação de dois fatores Como integrar o segundo fator com a segurança das chaves dos usuários? Testar diferentes protocolos como segundo fator, a fim de selecionar um deles para utilização no CPG. 23

24 Cloud Privacy Guard - CPG 24

25 Aplicação Definição de pastas X - Configurações Definição das pastas da aplicação Pasta de arquivos criptografados (NUVEM): /home/alice/owncloud/arquivos cifrados? Pasta de arquivos para criptografar (LOCAL): /home/alice/arquivos secretos? Pasta das chaves criptográficas: /home/alice/owncloud/arquivos cifrados/.config? Salvar Cancelar 25

26 Aplicação Primeiro acesso Criação de segredo X Login Olá Alice, É necessário a criação de um segredo para possibilitar o acesso a esta aplicação e a todos os dados criptografados por ela. Recomenda-se um segredo com um grande nível de complexidade a fim de dificultar acessos não autorizados. ****************** OK Fechar 26

27 Aplicação Primeiro acesso Definição de pastas e criação de chaves X Login Olá Alice, Um par de chaves criptográficas é necessário para realização das atividades da aplicação. Para este fim, serão criados uma chave pública e uma privada para o usuário. Clique em Sim para prosseguir com este processo ou caso o mesmo já possua um par de chaves, clique em Não e localize-o. Sim Não 27

28 Aplicação - Tela Inicial X Login Olá Alice, Digite seu segredo para acessar a aplicação ****************** OK Fechar 28

29 Aplicação - Rodando 29

30 Aplicação - Rodando Configurações Abrir local de trabalho Ajuda Encerrar 30

31 Aplicação Funcionamento X - Locais owncloud < > Home Recentes Home Documentos Musicas Imagens owncloud Arquivos Secretos Dispositivos Computador Rede Navegar na r... owncloud Arquivos Cifrados Pasta 1 Imagens Foto.jpg A pasta dos arquivos cifrados poderá ser armazenada na raiz ou em uma pasta específica da nuvem. 31