1 Introdução à segurança computacional

1 Introdução à segurança computacional
Definição formal de segurança computacional Ameaças Políticas e mecanismos Suposição e confiança Garantia Questões operacionais Questões humanas (C) Gustavo Motta

Definição de segurança computacional (1)
“Prevenir que atacantes alcancem seus objetivos através do acesso não autorizado ou uso não autorizado dos computadores e suas redes” (Howard, 1997) Acesso não autorizado: ocorre quando um indivíduo tenta acessar informações ou recursos sem a devida autoridade Uso não autorizado: ocorre quando um indivíduo com autoridade para acessar informações ou recursos de um certo modo tenta acessá-las de outras formas (C) Gustavo Motta

Atacantes Hackers Espiões Terroristas Agressores internos Criminosos Profissionais Vândalos Meios Comandos de usuários Programas ou scripts Agentes autônomos Toolkits Ferramentas distribuídas Grampo de Dados Acesso Vulnerabilidade implementação Acesso não autorizado Processos (arquivos ou dados em trânsito) Vulnerabilidade projeto Vulnerabilidade configuração Uso não autorizado Resultados Corrupção da informação Revelação da informação Roubo de serviço Recusa de serviço Objetivos Desafio, status Ganho político financeiro Causar perdas Serviços de segurança Taxonomia de ataques a redes e computadores (C) Gustavo Motta

“A segurança em um sistema de informação (SI) visa protegê-lo contra ameaças à confidencialidade, à integridade e à disponibilidade das informações e dos recursos sob sua responsabilidade” (Brinkley & Schell, 1995; Joshi et al., 2001) (C) Gustavo Motta

Confidencialidade (1) É a manutenção do sigilo das informações ou dos recursos A violação da confidencialidade ocorre com a revelação não autorizada da informação ou dos recursos A prevenção contra as ameaças à confidencialidade em SI pode ser alcançada com a aplicação de mecanismos de controle de acesso e com técnicas de criptografia e de segurança de redes A confidencialidade também se aplica a mera existência de um dado, que pode ser mais importante do que o dado em si Todos os mecanismos que impõem confidencialidade requerem serviços para suportá-los – suposições e confiança (C) Gustavo Motta

Confidencialidade (2) Exemplo: criptografia como mecanismo de controle de acesso A criptografia do extrato de uma conta corrente previne alguém de lê-lo. Caso o correntista precise de ver o extrato, ele precisa ser decifrado. Apenas o possuidor da chave criptográfica, utilizando o programa de decifração, pode fazê-lo. Entretanto, se outrem conseguir ler a chave, a confidencialidade do extrato fica comprometida O problema da confidencialidade do extrato se reduz agora à confidencialidade da chave criptográfica, que deve ser protegida Exemplo: proteção da existência de um dado Saber que um indivíduo é um cliente VIP de um banco pode ser mais importante que saber quais/quantos são os recursos que ele possui aplicados (C) Gustavo Motta

Integridade (1) Refere-se a confiabilidade da informação ou dos recursos A violação da integridade ocorre pela modificação imprópria ou não autorizada da informação ou dos recursos Integridade de dados Confiabilidade do conteúdo dos dados Integridade de origem Confiabilidade da fonte dos dados – autenticação Sustenta-se na acurácia e na credibilidade da fonte e na confiança que as pessoas depositam na informação (C) Gustavo Motta

Integridade (2) Classes de mecanismos para integridade Mecanismos de prevenção Objetivam manter a integridade dos dados com o bloqueio de qualquer tentativa não autorizada de modificá-los ou qualquer tentativa de modificá-los por meios não autorizados – acesso e uso não autorizados Autenticação e controle de acessos adequados, em geral, são eficazes para prevenir o acesso não autorizado O uso não autorizado requer formas de controle distintas, sendo mais difícil de prevenir Mecanismos de detecção Buscam reportar que a integridade dos dados não é mais confiável, em parte ou no todo A criptografia pode ser usada para detectar violações de integridade A avaliação da integridade é de difícil realização por basear-se em suposições sobre a fonte dos dados e da sua confiabilidade (C) Gustavo Motta

Integridade (3) Exemplo: corrupção da integridade de origem Um jornal pode noticiar uma informação obtida de um vazamento no Palácio do Planalto, mas atribuí-la a uma fonte errada. A informação é impressa como recebida (integridade dos dados preservada), mas a fonte é incorreta (corrupção na integridade de origem ) Exemplo: distinção entre acesso e uso não autorizados Num sistema contábil, o acesso não autorizado ocorre quando alguém quebra a segurança para tentar modificar o dado de uma conta, por exemplo, para quitar um débito, sem autoridade para tal Agora, quando o contador da empresa tenta apropriar-se de dinheiro desviando-o para contas no exterior e ocultado respectivas transações, então ele está abusando de sua autoridade – embora possa, ele não deve fazê-lo (C) Gustavo Motta

Disponibilidade (1) Refere-se a capacidade de usar a informação ou o recurso desejado A violação da disponibilidade ocorre com a retenção não autorizada de informações ou recursos computacionais Ataques de recusa de serviço – denial of service attacks Usualmente definido em termos de “qualidade de serviço” Usuários autorizados esperam receber um nível específico de serviço, estabelecido em termos de uma métrica Mecanismos para prevenção/detecção eficazes são difíceis de implementar e podem ser manipulados (C) Gustavo Motta

Disponibilidade (2) Exemplo: manipulação de mecanismos de disponibilidade Suponha que Ana tenha comprometido o servidor secundário de um banco, que fornece os saldos das contas correntes. Quando alguém solicita informações ao servidor, Ana pode fornecer a informação que desejar. Caixas validam saques contatando o servidor primário. Caso ele não obtenha resposta, o servidor secundário é solicitado. Um cúmplice de Ana impede que caixas contactem o servidor primário, de modo que todos eles acessam o servidor secundário. Ana nunca tem um saque ou cheque recusado, independente do saldo real em conta Note que se o banco tivesse apenas o servidor primário, este esquema não funcionaria – o caixa não teria como validar o saque (C) Gustavo Motta

Ameaças (1) Ameaça Uma ameaça é uma potencial violação de segurança
As ações que podem acarretar a violação são denominadas de ataques Aqueles que executam tais ações são denominados de atacantes Os serviços de suporte a mecanismos para confidencialidade, integridade e disponibilidade visam conter as ameaças à segurança de um sistema (C) Gustavo Motta

Ameaças (2) Classes de ameaças (Stallings, 1999) Prevenção 
Confidencialidade Integridade Autenticação Disponibilidade origem destino Ameaças  Fabricação Modificação Interceptação Interrupção Fluxo normal (C) Gustavo Motta

Ameaças (3) Classes de ameaças (Shirey, 1994)
Disclosure: acesso não autorizado à informação Snooping (bisbilhotar): ataque passivo – o grampo telefônico é o exemplo clássico Deception: aceitação de dados falsos, indução ao erro Modificação (alteração), spoofing (masquerading ou logro), repudiação de origem, repudiação de recebimento Disruption: interrupção ou prevenção da operação correta de um sistema Modificação Usurpação Modificação, spoofing, delay, recusa de serviço (C) Gustavo Motta

Ameaças (4) Masquerading × Delegação
Masquerading ocorre quando uma entidade é personificada por outra Delegação ocorre quando uma entidade autoriza outrem a realização ações em seu interesse Todas as partes são cientes da delegação, que pode ser verificada junto ao delegante Exemplo: delegação por motivo de férias Quando Ana sai de férias no banco, ela delega para José a autoridade (menos a capacidade de delegar) para que ele atuar em seu interesse. Nesse caso, José não finge ser Ana, mas pode afirmar que atua no interesse dela, que pode confirmar isto Contrariamente ao masquerading, a delegação não é uma violação de segurança (C) Gustavo Motta

Políticas e mecanismos (1)
Política de segurança É uma diretriz de alto nível que determina o que permitido e o que é proibido Em geral, são expressas em linguagem natural – ambigüidades e incompletudes Brinkley & Schell (1995) definem o conceito de “política técnica” como sendo a interpretação da “política de alto nível” em termos dos relacionamentos formais entre as entidades ativas (sujeitos), as entidades passivas (objetos) e os modos de acesso (operações) permitidos Matemática – precisa, mas difícil de trabalhar e de entender: descrita em termos de estados permitidos (seguros) e proibidos (não seguros) Linguagens para expressar políticas – alia precisão com facilidade de uso (C) Gustavo Motta

Mecanismo de segurança É um método, ferramenta ou procedimento que pode ser usado para impor uma política de segurança Técnico: aquele no qual os controles de um sistema impõem a política Obrigar um usuário a fornecer uma senha para autenticá-lo antes de utilizar um recurso Procedimental: aquele no qual controles externos ao sistema impõem a política Sanções contra aqueles que violam a política de segurança Composição de políticas Caso as políticas conflitem, as discrepâncias podem criar vulnerabilidades de segurança (C) Gustavo Motta

Exemplo: distinção entre políticas e mecanismos Suponha que o laboratório de computação de uma universidade estabelece uma política que proíbe qualquer estudante de copiar os arquivos de trabalhos de outros estudantes. O sistema de computação provê mecanismos para prevenir que terceiros leiam os arquivos de um usuário qualquer. Ana falhou em usar tais mecanismos e José conseguiu copiar os arquivos. Uma brecha na segurança ocorreu e José violou a política de segurança. A falha de Ana em proteger seus arquivos não autoriza José a copiá-los Caso José pudesse apenas ver os arquivos, sem copiá-los, haveria violação da política? (C) Gustavo Motta

Objetivos da segurança Uma política de segurança especifica as ações “seguras” e aquelas “não seguras” Mecanismos de segurança visam prevenir, detectar ou recuperar-se de ataques Prevenção: visa impedir o sucesso dos ataques – ideal Envolve a implementação de mecanismos que os usuários não possam ignorar, para os quais se supõe uma implementação correta e não vulnerável Detecção: visa determinar que um ataque está ocorrendo ou que já ocorreu Monitora, mas não impede ataques – permite conhecê-los melhor Recuperação – complexo porque a natureza de cada ataque é diversa Pára o ataque, avalia e repara os danos O sistema continua a operar corretamente, mesmo quando o ataque sucede (C) Gustavo Motta

Exemplo: prevenção Caso alguém pretenda violar um servidor a partir da Internet e este não está conectado à rede, então preveniu-se do ataque Exemplo: detecção Mecanismo que fornece uma advertência quando um usuário entra mais de três vezes com uma senha incorreta. O login continua mas o registro fica para fins de auditoria Exemplo: recuperação Caso um atacante delete um arquivo, o mecanismo de recuperação pode restaurá-lo da lixeira ou do backup (C) Gustavo Motta

Suposição e confiança (1)
Permeiam todos os aspectos de segurança A segurança baseia-se em suposições específicas para o tipo de segurança requerido e para o ambiente no qual será empregada Políticas Consistem num conjunto de axiomas que os formuladores das políticas acreditam ser exeqüíveis Suposições A política particiona o conjunto de estados do sistema em estados “seguros” e em estados “inseguros” – determina o que é um sistema seguro Captura corretamente os requisitos de segurança (C) Gustavo Motta

Exemplo: back door e confiança Precisa-se de uma chave para abrir a fechadura de uma porta. Assume-se que a fechadura é segura contra arrombamentos. Essa suposição é tratada como um axioma e é feita porque, em geral, as pessoas só conseguem abrir a porta com uma chave. Um bom arrombador, entretanto, pode abrir a porta sem uma chave. Logo, num ambiente com um arrombador habilidoso e não confiável, tal suposição é errada e a conseqüência é inválida. Uma exceção bem definida para as regras oferece a porta dos fundos (back door) pela qual o mecanismo de segurança pode ser contornado A confiança reside na crença de que o back door não será usado, exceto como especificado na política (C) Gustavo Motta

Mecanismos Suposições Os mecanismos de segurança previnem o sistema de entrar em estados “inseguros” – a política de segurança pode ser imposta pelos mecanismos Os mecanismos de segurança funcionam corretamente Hardware, infra-estrutura, redes, etc Caso alguma suposição não se verifique, o sistema não será seguro (C) Gustavo Motta

Tipos de Mecanismos Um mecanismo de segurança é seguro se R  Q; ele é preciso se R = Q; e ele é abrangente se existirem estados r tal que r  R e r  Q seguro preciso abrangente Conjunto de estados alcançáveis – R Conjunto de estados seguros – Q (C) Gustavo Motta

Confiar no funcionamento correto dos mecanismos requer várias suposições Cada mecanismo foi projetado para implementar uma ou mais partes da política de segurança A união dos mecanismos implementa todos os aspectos da política de segurança Os mecanismos estão implementados corretamente Os mecanismos estão instalados e administrados corretamente (C) Gustavo Motta

Garantia (1) A confiança não pode ser quantificada precisamente
A especificação, o projeto e a implementação de um sistema provêem a base para determinar “o quanto” se pode confiar nele A garantia é a confiança de que uma entidade satisfaz seus requisitos de segurança, baseada em evidências específicas fornecidas pela aplicação de técnicas de garantia O quanto se pode confiar que o que sistema realmente faz é aquilo que se supõe que ele faz Demonstração de que sistema em funcionamento não violará as especificações – argumentos e provas Processo de software estabelecido – qualidade de produto Embora as técnicas de garantia não assegurem a correção ou a segurança, elas provêem uma base firme avaliar em que se pode confiar a fim de acreditar que um sistema é seguro (C) Gustavo Motta

Relacionamentos entre garantia, políticas e mecanismos
Definição de requisitos que explicitamente estabelece as expectativas de segurança dos mecanismos Políticas Prover uma justificativa de que o mecanismo atende a política através de evidência de garantia e aprovações baseadas em evidência Garantia Entidades executáveis que são projetadas e implementadas para atender os requisitos da política Mecanismos Relacionamentos entre garantia, políticas e mecanismos (C) Gustavo Motta

Questões operacionais (1)
A preocupação com a segurança não termina com a conclusão de um sistema Um sistema “seguro” pode ser violado pela operação imprópria A questão é como avaliar o efeito das questões operacionais na segurança (C) Gustavo Motta

Análise de custo-benefício Pesa o custo de proteger dados e recursos contra os custos associados com a violação da segurança É mais barato prevenir ou recuperar? Considerações Sobreposição de efeitos de mecanismos Exemplo: criptografia Os aspectos não técnicos dos mecanismos Eles podem ser empregados efetivamente Facilidade de uso, aceitação ... O efeito desejado com o mecanismo pode não ser o obtido (C) Gustavo Motta

Análise de risco O que acontece se dados e recursos forem comprometidos? Ajuda a determinar o que se deve proteger e com qual nível de proteção Requer uma análise das ameaças potenciais contra um bem e as chances delas ocorrerem O nível de proteção é em função da probabilidade do ataque ocorrer e dos seus efeitos Proteger-se contra um ataque de baixa probabilidade é menos importante que se proteger de um ataque de alta probabilidade Isso nem sempre é verdade! (C) Gustavo Motta

Leis e clientes Leis restringem a disponibilidade e uso de tecnologias e afetam procedimentos de controle Leis específicas para informações clínicas de paciente determinam políticas e controles a serem adotados Normas, procedimentos, resoluções no âmbito das organizações A sociedade distingue práticas legais das aceitáveis Medidas de segurança ilegais ou inaceitáveis podem cair no descrédito ou dar a falsa sensação de segurança (C) Gustavo Motta

Questões humanas (1) Problemas organizacionais
Poder e responsabilidade Aqueles responsáveis pela segurança têm o poder para impô-la? Benefícios financeiros Os investimentos em segurança não trazem rendimentos, mas apenas previnem a perda de rendimentos provenientes de outras fontes Perdas decorrentes de falhas de segurança são um grande incentivo para realização dos investimentos (C) Gustavo Motta

Questões humanas (2) Problemas com pessoal
Maior fonte de problemas com segurança Pessoal interno Acesso autorizado, mas uso não autorizado (80-90% dos problemas de segurança) Treinamento inadequado – e. g., problemas de configuração Pessoal externo Acesso não autorizado Engenharia social (C) Gustavo Motta

Resumo (1) Ameaças Polícias Especificação Projeto Implementação
Operação (C) Gustavo Motta

Resumo (2) í t i c l o a s P v i ç r o e S s Objetivos e requisitos
Criptografia Assinatura Eletrônica CABP ... S r e v ç i o s Objetivos e requisitos Regras e procedimentos Inclui legislação Definição de domínios Definição de autoridades Planejamento de implantação Acompanhamento Autenticação Auditoria Controle de acesso Confidencialidade Não repudiação Integridade Disponibilidade T c e n l o g i s a Mecanismos Padrões X.509 LDAP NIST CABP ... (C) Gustavo Motta

Referências BRINKLEY, D. L.; SCHELL, R. R. Concepts and terminology for computer security. In: ABRAMS, M. D.; JAJODIA, S.; PODELL, H. J. (Ed.). Information security: an integrated collection of essays. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press, jan p HOWARD, J. D. An analysis of security incidents on the internet: Tese de Doutorado – Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, EUA. JOSHI, J. B. D.; AREF, W. G.; GHAFOOR, A.; SPAFFORD, E. H. Security models for web-based applications. Communications of the ACM, v. 44, n. 2, p , fev SHIREY, R. Security Architecture for Internet Protocols: A Guide for Protocol Designs and Standards, Internet Draft: draft-irtf-psrg-secarch-sect1-00.txt (Nov. 1994). STALLINGS, W. Cryptography and network security: principles and practice. 2. ed. Prentice Hall, p. (C) Gustavo Motta

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