Tecnologia da Informação e Comunicação. Douglas Farias Cordeiro

Transcrição

1 Tecnologia da Informação e Comunicação Douglas Farias Cordeiro

2 Criptografia

3 O que é criptografia?

4 Definição Criptografia: Kryptós escondido Gráphein escrita Estudo dos princípios e técnicas pelas quais a informação pode ser transformada de sua forma original em uma forma ilegível, reconhecida apenas por seu destinatário;

5 Por que criptografar? Valor da informação; Confidencialidade; Segurança! Computador está seguro, mas e o transporte de informações?

6 Um pouco de história Atbash Primeiro método criptográfico conhecido Criado pelos Hebreus em a.c.; Consiste em substituir א aleph (primeira letra) por ת tav (última letra), ב beth (segunda letra) por ש shin (penúltima letra), e assim por diante.

7 Cifra de Vegenére Cifra de Vigenére: Introdução do conceito de chave para criptografia de textos; Cifra polialfabética;

8 Cifra de Vegenére

9 Cifra de Vegenére Exemplo: Texto: ATACARBASESUL Chave: LIMAOLIMAOLIM Texto cifrado: LBMCOCJMSSDCX

10 Criptografia tradicional Os métodos tradicionais de criptografia podem ser divididos em duas categorias: Cifras de substituição; Cifras de transposição.

11 Cifras de substituição Cada letra ou grupo de letras é substituído por outra letra ou grupo de letras, de modo a criar um disfarce Exemplo: Cifra de César

12 Cifra de César Generalizada Cifra de César: Deslocamento de caracteres; Cifra numérica simples; Foi usar para comunicação entre César e seus generais. Normal: a ligeira raposa marrom saltou sobre o cachorro cansado Cifrado: D OLJHLUD UDSRVD PDUURP VDOWRX VREUH R FDFKRUUR FDQVDGR

13 Cifra de César Generalizada A cifra de César pode ser facilmente decifrada! Rotação ou troca Possível texto 0 ExeuyiEksve 1 DwdtxhDjrud 2 CvcswgCiqtc 3 BubrvfBhpsb 4 AtaqueAgora 5 ZszptdZfnqz 6 YryoscYempy HahxblHnvyh 24 GzgwakGmuxg 25 FyfvzjFltwf

14 Cifras de substituição A Cifra de César enganou os cartagineses, mas nunca mais enganou ninguém! Cifras de substituição preservam a ordem dos símbolos!

15 Cifra de substituição monoalfabética Aprimorando um pouco mais! Aqui, cada letra do texto simples é mapeada para alguma outra letra; Exemplo: a Q, b W, c E, d R, e T, Este sistema é chamado de Cifra de Substituição Monoalfabética!

16 Cifra de substituição monoalfabética A chave é uma string de 26 letras, correspondente ao alfabeto completo; Quebra da chave: 26! chaves possíveis. 26! = e+26

17 Cifras de substituição monoalfabética Um computador, com tempo de instrução de 1ns, levaria em torno de 10e+10 para testar todas as possibilidades! Isso é seguro?

18 Cifras de substituição monoalfabética Embora o método seja aparentemente seguro, quando se tem um volume de texto relativamente pequeno, a cifra pode ser descoberta. Estratégia: propriedades estatísticas dos idiomas!

19 Cifras de substituição monoalfabética Inglês: Letras mais comuns: e, t, o, a, n, i, Diagramas mais comuns: th, in, er, re, na, Trigramas mais comuns: the, ing, and, ion,...

20 Cifras de substituição monoalfabética Criptoanalista: descriptografar uma cifra monoalfabética... Conta as frequências relativas em todo o texto cifrado; Substitui com a letra e a letra mais comum no texto cifrado, com t a próxima letra letra, e assim por diante... Em seguida diagramas e trigramas.

21 Cifras de substituição monoalfabética Assim, conhecendo os possíveis padrões de vogais e consoantes, o criptoanalista pode criar um texto simples, através de sucessivas tentativas!

22 Cifras de substituição monoalfabética Outra estratégia: Buscar uma palavra ou frase provável dentro do texto considerando um possível contexto: Exemplo: Área de contabilidade: financial;

23 Cifras de transposição Neste tipo de cifragem o texto é reordenado, mas não disfarçado! Exemplo: cifra de transposição de colunas.

24 Cifra de transposição de coluna A cifra se baseia numa chave que é uma palavra ou frase que não contenha letras repetidas; Exemplo: Seja a chave: MEGABUCK O objetivo é numerar as colunas com referência à ordem alfabética das letras da chave, ou seja: M E G A B U C K

25 Cifra de transposição de coluna O texto simples é escrito horizontalmente em linhas; O texto cifrado é lido em colunas, a partir da coluna cuja letra da chave tenha a ordem mais baixa no alfabeto;

26 Cifra de transposição de coluna Exemplo:

27 Cifra de transposição de coluna Exercício: Cifrar o texto VAMOS EMBORA, FOMOS DESCOBERTOS usando a cifra ZEBRAS

28 Criptografia Simétrica Classe de algoritmos para criptografia que usam chaves relacionadas para cifragem e decifragem. A operação é simples, pois existe uma única chave para cifrar e decifrar; A chave representa um segredo, partilhado entre duas ou mais partes (chave secreta, chave única, chave compartilhada);

29 Criptografia simétrica

30 Criptografia simétrica É necessário que o canal de transmissão seja seguro; A segurança depende do sigilo da chave! Não oferece serviços de autenticação e de nãorepúdio!

31 Criptografia simétrica Vantagens: Desempenho; Simplicidade; Desvantagens: A chave deve ser secreta; Difícil gerenciar grandes quantidades de chaves; Dificuldade para iniciar uma comunicação segura entre entidades desconhecidas;

32 Criptografia simétrica É necessário que o canal de transmissão seja seguro; A segurança depende do sigilo da chave! Não oferece serviços de autenticação e de nãorepúdio!

33 Criptografia assimétrica Conhecida também como criptografia de chave pública; Usa duas chaves: Uma chave para criptografar; Outra chave para decifrar; Permitem confidencialidade e autenticidade de informações!

34 Criptografia assimétrica Principais características: É inviável determinar a chave de decifragem apenas conhecendo o algorítimo e a chave de cifragem; Qualquer uma das chaves pode ser usada para cifrar, com a outra sendo usada para decifrar.

35 Criptografia assimétrica O usuário deve gerar um par de chaves, usadas na cifragem e decifragem; Uma das chaves deve ser acessível apenas por seu gerador; A outra chave é pública, qualquer um pode ter acesso.

36 Criptografia assimétrica Ideia inicial do algoritmo: Cada usuário possui um par de chaves (S,P) S (chave secreta), P (chave pública); Seja x o texto legível: S(x) = y, onde y é um texto cifrado; P(y) = x. É computacionalmente difícil obter S a partir de P.

37 Confidencialidade Propriedade da informação que garante sua disponibilidade apenas a indivíduos autorizados; Proteção contra revelação não autorizada!

38 Confidencialidade Um emissor deseja enviar uma informação sigilosa! Como algorítimos de criptografia assimétrica podem ajudar? Resposta: O emissor deve utilizar a chave pública do destinatário!

39 Confidencialidade

40 Confidencialidade A chave pública deve estar disponibilizada! Compartilhada por , diretórios na internet, etc.; Apenas aquele que possui a chave privada (destinatário), consegue decifrar e recuperar as informações originais;

41 Autenticidade É a certeza de que uma informação provém da fonte anunciada e que não foi alvo de mutações ao longo da transmissão.

42 Autenticidade Um emissor deseja enviar uma informação e garantir ao destinatário que a informação é de fato de sua autoria! Como algorítimos de criptografia assimétrica podem ajudar? Resposta: O emissor deve utilizar sua chave privada para criptografar a mensagem; A decifragem é feita pela chave pública qualquer indivíduo a pode decifrar!

43 Autenticidade

44 Assinatura Digital

45 Definição Assinatura digital é um método de legitimar documentos digitais quanto à sua validade legal; Semelhante à assinatura física Deve garantir, de forma inegável, que uma mensagem veio de seu emissor.

46 Assinatura digital A assinatura digital deve possuir as propriedades: Autenticidade O receptor pode confirmar que assinatura foi feita pelo emissor; Integridade Qualquer alteração no documento faz com que a assinatura não corresponda mais a ele; Não-repúdio O emissor não pode negar a autenticidade do documento.

47 Como funciona? Primeiro passo: Deve ser gerado um resumo do documento através de uma função hash; Uma função hash é um algoritmo complexo, que mapeia qualquer conjunto de dados em uma sequência de tamanho fixo;

48 Função hash

49 Função hash Exemplo: MD5("Informação") = cdb73c08cce9196ce87331f796 MD5("Informacao") = 965e38a0d5a6e0cc9b3cfc66e6d5db31

50 Função hash O resultado obtido através da função hash pode ser comparada a uma impressão digital Qualquer alteração no texto de entrada, mesmo um espaço em branco, fará com que a função hash gere um resultado diferente!

51 Função hash Propriedades da função hash: Deve ser impossível encontrar a mensagem original através do hash; Uma função hash é dita forte se a mudança de um bit na mensagem original gerar um hash diferente; Deve ser impossível ter duas mensagens diferentes com o mesmo hash;

52 Assinatura digital

53 Assinatura digital A principal vantagem é o tempo de processamento Algoritmos assimétricos são lentos; Reduzindo o tamanho da entrada (apenas o hash), o tempo de operação é consideravelmente reduzido!

54 Assinatura digital

55 Assinatura digital A Medida Provisória garante validade jurídica de documentos eletrônicos autenticados com assinatura digital; Surgem as questões: Como conseguir chaves públicas? Como garantir a identidade do proprietário do par de chaves? CERTIFICADO DIGITAL!

56 Certificação Digital Certificado digital é documento eletrônico assinado digitalmente por uma pessoa ou entidade a uma chave pública Encontram-se em repositórios públicos Possuem as informações: Nome da pessoa ou entidade associada à chave pública; Validade; Chave pública; Nome e assinatura da entidade que assinou o certificado; Número de série.

57 Certificação Digital Alguns exemplos: in.aspx Detalhe aqui: https HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure - protocolo de transferência de hipertexto seguro)

58 HTTPS HTTP protocolo de comunicação para sistemas de informação hipermídia HTTPS é uma implementação do HTTP sobre uma camada adicional de segurança O HTTPS permite transmissão criptografada dos dados e utilização de certificados digitais. A confiança é baseada em autoridades de certificação;

59 Autoridades certificadoras (AC) Órgãos responsáveis pela emissão de certificados digitais; Principais componentes de uma estrutura de chaves públicas; O usuário precisa confiar na AC;

60 Autoridades Certificadoras ICP: Infraestrutura de Chaves Públicas ITI: Instituto Nacional de Tecnologia da Informação

61 Autoridades Certificadoras As ACs possuem deveres e obrigações descritos em um documento chamado Declaração de Práticas de Certificação (DPC), o qual, Deve ser público; Deve permitir que as pessoas saibam como o certificado foi emitido

62 Certificado Digital Certificação digital proporciona facilidades, porém não isenta responsabilidades: A chave privada autentica uma transação ou documento, conferindo o não-repúdio à operação, logo, é importante proteger a chave privada A proteção pode ser melhorada com o uso cartões inteligentes (smart card).

63 Certificado Digital Caso seja necessário guardar a chave privada em computador, algumas medidas devem ser tomadas: Uso de senha para o acesso ao software de geração de chave; Não usar senhas simples; Não compartilhar a senha de acesso; Em ambiente acessível a várias pessoas, usar mecanismos de controle de acesso; Manter sistemas atualizados; Não instalar o certificado com chave privada em computador público.

64 Certificado Digital Importante: ao se suspeitar o comprometimento da chave privada, deve-se solicitar a revogação do certificado

65 Validade O certificado possui validade determinada Pode ser revogado, Pode ser verificado, mesmo fora do prazo de validade Após expiração ou revogação Novas assinaturas tornam-se inválidas

66 Validade Como saber quando uma assinatura foi realizada? Carimbos de tempo: consiste na adição de data e hora na assinatura A renovação do certificado pode ser realizada Se não há comprometimento na chave privada, o par de chaves utilizados pode ser o mesmo