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SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 1 Capítulo 9 - Segurança www.pearson.com.br Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 9 capítulo.

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1 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 1 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 9 capítulo

2 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 2 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 1.Introdução à Segurança 2.Canais Seguros 3.Controle de Acesso 4.Gerenciamento de Segurança

3 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 3 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Ameaças a segurança, políticas e mecanismos Segurança está fortemente ligada a confiabilidade (disponibilidade, fidedignidade, segurança e capacidade de manutenção), e para confiarmos em sistemas de computação, ainda precisamos de: –Confidencialidade: informações são reveladas apenas a entidades autorizadas; –Integridade: ativos são realizados apenas por entidades autorizadas.

4 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 4 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Ameaças a segurança, políticas e mecanismos Necessário proteger contra ameaças a segurança: 1.Interceptação 2.Interrupção 3.Modificação 4.Invenção Para isso, é necessário definir: –Políticas de segurança: definir quais ações as entidades têm permissão de executar e quais são proibidas; –Mecanismos de segurança: mecanismos para impor as políticas de segurança Falsificação de dados

5 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 5 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Ameaças a segurança, políticas e mecanismos Mecanismos de segurança: 1.Criptografia: transformação de dados em algo que atacantes não possam entender; 2.Autenticação: verificação de identidade de usuário, cliente, servidor ou outra entidade; 3.Autorização: após autenticação, verificar se possui permissão de executar a ação; 4.Auditoria: rastrear quais clientes acessaram o quê e de que modo.

6 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 6 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Questões de Projeto Para fornecer serviços de segurança de modo a implementar uma vasta coleção de políticas de segurança, são discutidas várias questões, sendo abordadas: –Foco de Controle; –Mecanismos de Segurança em Camadas; –Distribuição de Mecanismos de Segurança; –Simplicidade.

7 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 7 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Questões de Projeto – Foco de Controle

8 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 8 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança – Questões de Projeto Mecanismos de segurança em camadas

9 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 9 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança – Questões de Projeto Confiança x Segurança Ferrari P45: - É seguro de dirigir? - A empresa é confiável? - Compraria? Mastercard: - É seguro usá-lo em compras? - É confiável? - Usaria para comprar a Ferrari? Dick Vigarista é o vendedor! - É seguro comprar dele a Ferrari usando Master Card? - Ele é confiável?

10 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 10 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança – Questões de Projeto Distribuição de mecanismos de segurança As dependências entre serviços relacionados a segurança resultam na noção de uma base de computação confiável (TCB). Quanto menor a TCB, melhor.

11 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 11 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança – Questões de Projeto Simplicidade O projeto de um sistema de computação seguro é considerado uma tarefa difícil. Se um projetista de sistemas puder usar alguns poucos mecanismos simples que sejam fáceis de entender e em cujo funcionamento seja possível confiar, melhor.

12 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 12 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptografia Um remetente manda uma mensagem ao destinatário, sendo esta indecifrável a estranhos. Notação usada é C=E K (P), sendo: –C o texto cifrado (criptografado) obtido; –P o texto aberto a ser cifrado; –K a chave de criptografia usada. Para decifrar (descriptografar): P=D K (C). Protege contra três tipos de ataque: –Interceptação (Intrusos Passivos); –Modificação de mensagens (Intrusos Ativos); –Invenção de mensagens (Intrusos Ativos).

13 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 13 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptografia – Intrusos passivos e ativos

14 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 14 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptografia - Tipos Criptossistemas simétricos: a chave para cifrar e decifrar é compartilhada entre remetente e destinatário (mesma chave);  P=D K (E K (P)) Criptossistemas assimétricos: as chaves para cifrar e decifrar são diferentes, porém, juntas formam um par exclusivo.  Usa uma chave privada outra pública

15 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 15 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptografia - Tipos Funções de hash, dadas por h=H(m). –Funções não reversíveis – inviável achar computacionalmente a entrada m que corresponde a uma saída conhecida h; –Fraca resistência a colisão – dadas uma entrada m e sua saída associada, h, é inviável entrada diferente m’ ≠ m tal que H(m)= H(m’) –Forte resistência a colisão – quando é dada somente H, inviável achar dois valores de entrada diferente m e m’, tal que H(m)= H(m’)

16 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 16 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptossistema Simétrico: DES

17 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 17 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Criptossistema Simétrico: DES

18 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 18 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Criptossistema de chave pública: RSA Usa números primos muito grandes para construir chaves pública e privada. –Quebrar o RSA é encontrar estes números primos, o que se mostra inviável computacionalmente. 1.Escolher dois números primos muito grandes, p e q 2.Calcular n=p×q e z=(p-1)×(q-1) 3.Escolher um número d que seja primo em relação a z 4.Calcular número e tal que e×d mod z = 1 Cifrar: c i =m i e (mod n) Decifrar: m i =c i d (mod n)

19 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 19 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Criptossistema de chave pública: RSA Exemplo:  p=3; q=11;  n = p*q = 33  n é valor máximo que cada caracter pode assumir  z = (p-1)*(q-1) = 20  d = 7  d pode ser qualquer número, desde que n e d sejam primos entre si.  Encontrar e tal que (e*d)mod z = 1  (e*7)mod 20 = 1. Poderia ser 3, 23, etc.  Cifrando “m” valendo 13:  13 3 mod 33 = 19  Decifrando  19 7 mod 33 = 13

20 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 20 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Introdução à Segurança Função de Hash: MD5

21 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 21 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 1.Introdução à Segurança 2.Canais Seguros 3.Controle de Acesso 4.Gerenciamento de Segurança

22 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 22 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança Canais Seguros Um canal seguro protege remetentes e receptores contra: –Interceptação: através da garantia de confidencialidade; –Modificação de mensagens; e invenção de mensagens: por meio de protocolos para autenticação mútua e integridade de mensagem.  Não protege necessariamente contra interrupção.

23 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 23 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação Autenticar consiste em assegurar que quem diz estar enviando uma mensagem é realmente quem está enviando, mas só seria válida se houver garantias que a mensagem não foi modificada. – Portanto, autenticação sempre deve vir acompanhada de integridade. Para garantir integridade das mensagens de dados que são trocadas depois da autenticação, a prática comum é usar criptografia de chave secreta por meio de chaves de sessão. O tempo de vida da chave é o tempo de vida da sessão.

24 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 24 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros – Autenticação baseada em chave secreta compartilhada Protocolos de desafio- resposta, onde uma parte desafia a outra a dar uma resposta que só pode estar correta se o outro conhece a chave secreta compartilhada.

25 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 25 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação baseada em chave secreta compartilhada Essa otimização pode ser feita?

26 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 26 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação baseada em chave secreta compartilhada Não! Pois pode haver ataque de reflexão!

27 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 27 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação que usa uma central de distribuição de chaves Aumentar escalabilidade através de um KDC, a fim de não manter uma chave compartilhada para cada hospedeiro comunicante. E se Alice pede conexão a Bob antes da chave chegar?

28 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 28 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação que usa uma central de distribuição de chaves Soluciona-se passando a chave de Bob como tíquete a Alice, pois somente Bob saberá interpretá-lo.

29 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 29 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação que usa uma central de distribuição de chaves Variação: Autenticação de Needham-Schroeder autenticar o uso da KDC. Esse método está livre de ataques?

30 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 30 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação que usa uma central de distribuição de chaves

31 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 31 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Autenticação usando criptografia de chave pública Uso de chave pública de Bob K + B para enviar o desafio. Alice precisa ter certeza que a chave pública K + B pertence a Bob e não a terceiros.

32 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 32 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Integridade e confidencialidade de mensagens Além da autenticação, é necessário fornecer garantias para integridade e confidencialidade de mensagens. Integridade: mensagens são protegidas contra modificações sub-reptícias; Confidencialidade: Obtida através da criptografia, das formas descritas anteriormente.

33 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 33 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Assinaturas Digitais Assinar digitalmente mensagens de modo a: –Garantir que destinatário não modificará a mensagem maliciosamente; –Garantir que o remetente não possa negar envio da mensagem, maliciosamente.

34 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 34 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Assinaturas Digitais Pode-se diminuir o tamanho da assinatura através do uso de resumo (hash) da mensagem, sendo este criptografado e enviado como assinatura, no lugar de toda mensagem criptografada sendo a assinatura.

35 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 35 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança – Canais Seguros Chaves de sessão Normalmente após a autenticação usa-se uma chave de sessão compartilhada exclusiva para garantir confidencialidade. Esta é descartada seguramente ao término da sessão. Os motivos são: –Chaves usadas com freqüência ficam mais fáceis de serem reveladas (desgaste); –Garantir proteção contra ataques de reprodução; –Extravio de chave implica em insegurança de apenas uma sessão, mantendo as seguintes seguras; –Manter chaves de alto grau de confidencialidade para troca com terceiros mais confiáveis.

36 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 36 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 1.Introdução à Segurança 2.Canais Seguros 3.Controle de Acesso 4.Gerenciamento de Segurança

37 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 37 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso Controle de acesso é a verificação de direitos de acesso por parte de um servidor sobre ações de um cliente; A autorização trata de conceder direitos de acesso ao cliente pelo servidor.  Formas de implementação comuns envolvem firewalls que protejam as aplicações ou mesmo a rede inteira.

38 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 38 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso Questões gerais de controle de acesso Consiste em sujeitos que emitem uma requisição para acessar um objeto. –Sujeitos são processos que agem em nome de usuários, mas também podem ser objetos que precisam dos serviços de outros objetos para executar seu próprio trabalho. –A proteção é imposta por um monitor de referência.

39 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 39 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Matriz de controle de acesso Cada sujeito é representado por uma linha, cada objeto representado por uma coluna. –A entrada M[s,o] da matriz M apresenta uma lista com as operações que o sujeito s pode executar no objeto o. –Muitos usuários usam poucos objetos, gerando muitas entradas vazias. Solução por: –Lista de controle de acesso (ACL); ou –Lista de capacidades.

40 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 40 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

41 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 41 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Domínios de Proteção Mesmo ACLs podem ser grandes. Possível otimizá-las com domínios de proteção, nos quais um conjunto de pares [objetos, direitos de acesso] servem como base para um monitor de referência verificar se a requisição tem permissão de ser executada. Pode ser feita de diversas formas: –Construindo grupos de usuários; Diretamente analisado pelo monitor de referência; Facilitado por um certificado transportado pelo sujeito. –Através de papéis a desempenhar

42 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 42 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Domínios de Proteção

43 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 43 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Firewalls Quando se permite acesso de estranhos a recursos distribuídos, como enviar correio, descarregar arquivos, entre outros, torna-se necessário controlar o acesso externo a qualquer parte do sistema distribuído. –Para isso é usado um monitor de referência conhecido como firewall. Um firewall desconecta qualquer parte de um sistema distribuído do mundo exterior. O firewall inspeciona todos os pacotes que entram e que saem, descartando pacotes que não possuem permissão de continuar.

44 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 44 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Firewalls

45 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 45 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Controle de acesso – Questões gerais Firewalls Existem, em essência, dois tipos de firewall: 1.Gateway de filtragem de pacotes – funciona como um repassador e toma decisões sobre transmitir ou não um pacote de rede com base no endereço de fonte e de destino contido no cabeçalho do pacote. 2.Gateway de nível de aplicação – inspeciona o conteúdo de uma mensagem que está chegando ou saindo. –Filtro de SPAM; –Filtro de Vírus; –Fornecedor de conteúdo de bibliotecas digitais; –Proxy

46 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 46 Capítulo 9 - Segurança Controle de acesso – Questões gerais Código Móvel Seguro Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

47 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 47 Capítulo 9 - Segurança Controle de acesso – Questões gerais Recusa de Serviço Controle de acesso trata de garantir cuidadosamente que recursos sejam acessados por processos autorizados. Ataques contra Controle de acesso: –DoS –DDoS Não existe um método único para proteção contra ataques DDoS. –Normalmente feito com auxílio de terceiros inocentes infectados por spyware, etc. Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

48 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 48 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen Segurança 1.Introdução à Segurança 2.Canais Seguros 3.Controle de Acesso 4.Gerenciamento de Segurança

49 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 49 Capítulo 9 - Segurança Gerenciamento de Segurança Gerenciamento de Chaves Como as chaves são obtidas? –Não é trivial. Não adiantaria nada transferir chaves privadas em canais não seguros. –Pode ser necessário recorrer a recursos fora de banda (cartões, mídia removível, telefone, etc.). –Ainda é necessário revogar chaves Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

50 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 50 Capítulo 9 - Segurança Gerenciamento de Segurança Estabelecimento de Chaves Concorda-se com 2 números grandes n e g, públicos, gerando chaves privadas x e y. Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

51 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 51 Capítulo 9 - Segurança Gerenciamento de Segurança Distribuição de chaves Ao distribuir chaves, é necessário garantir: –Confidencialidade e autenticação, para chaves privadas; –Autenticação, para chaves públicas. Problema: Como garantir autenticação sem uso de canal seguro ou chaves anteriores? –Através de certificados de chaves públicas (consiste em uma chave pública junto com uma seqüência de bits que identificará a entidade à qual essa chave está associada ) assinados por uma autoridade de certificação. Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

52 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 52 Capítulo 9 - Segurança Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen

53 SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Princípios e paradigmas slide 53 Capítulo 9 - Segurança Gerenciamento de Segurança Vida útil de certificados Se um certificado for comprometido, deve haver uma maneira de invalidá-lo. –Através de CRL (Certificate Revogation List); –Restrição da vida útil de um certificado; –Reduzir a vida útil de um certificado para próximo de zero (ou seja, o cliente sempre terá que contatar uma autoridade de certificação para verificar a validade de uma chave pública). Na prática, os certificados são publicados com vida útil restrita. Andrew S. Tanenbaum Maarten Van Steen


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