Segurança de Redes de Computadores

Apresentação em tema: "Segurança de Redes de Computadores"— Transcrição da apresentação:

1 Segurança de Redes de Computadores
Prof. Paulo Fernando da Silva Faculdades SENAC Florianópolis Pós-Graduação em Segurança da Informação

2 Criptografia Conceitos Básicos; Criptografia Simétrica;
Algoritmos Simétricos; Criptografia Assimétrica; Algoritmos Assimétricos; Hash e algoritmos; Assinatura digital;

3 Conceitos Básicos Criptografia é a ciência da escrita secreta;
É a base para a implementação de vários serviços de segurança; Um dos primeiros algoritmos é o cifrador de césar: Y = E(X) = x+3; X = D(Y) = x-3;

4 Conceitos Básicos

5 Conceitos Básicos Crifrador de césar não possui chave;
A força está no algoritmo; A chave tira a responsabilidade do algoritmo; Chave é um seletor de algoritmos; Como seria o cifrador de césar sem chave?

6 Conceitos Básicos

7 Conceitos Básicos

8 Criptografia Simétrica
Usam a mesma chave para cifrar e decifrar; Também chamados de algoritmos de chave secreta; São algoritmos geralmente rápidos;

9 Criptografia Simétrica

10 Criptografia Simétrica
Segurança se baseia na qualidade do algoritmo; Também no tamanho de chave; Segurança não se baseia no conhecimento do algoritmo;

11 Criptografia Simétrica
Possui um problema sério na distribuição de chave; A chave deve ser compartilhada, mas deve ser secreta; Para um grupo de n participantes, serão necessárias n(n-1)/2 chave distintas;

12 Criptografia Simétrica

13 Criptografia Simétrica - Exemplos
Cifrador monoalfabético; Permutação dos 26 caracteres: 26! = 4x10^26 A chave é a seqüência de caracteres para permutação Difícil de quebrar com força bruta

14 Criptografia Simétrica - Exemplos
Refletem a freqüência das letras do idioma em que foi escrito Fácil de quebrar através da análise da freqüência relativa das letras do idioma Chave = “QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM”

15 Criptografia Simétrica - Exemplos
Cifrador playfair; Baseado em uma matriz de 5 x 5 usando uma chave K; A chave é colocada no início e depois é colocado o resto do alfabeto; Exemplo K = monarchy;

16 Criptografia Simétrica - Exemplos

17 Criptografia Simétrica - Exemplos
Funcionamento: Divida o texto de 2 em 2 letras: “de pa rt am em to” Letras repetidas coloca-se “X” no meio Encontre a linha da primeira letra Siga até a coluna da segunda letra Onde parar é o novo caracter Fazer o mesmo da segunda com a primeira

18 Algoritmos Simétricos
SDES é um algoritmo didático; Outros: DES; 3DES ou DES-EDE; IDEA; Blowfish; Cast-128; RC6; AES: atual padrão americano;

19 Algoritmo SDES IP = e IP-1=

20 Algoritmo SDES

21 Algoritmo SDES Geração de sub-chaves

22 Algortimos Simétricos
Segurança está: Tamanho de chave; Princípio do confusão: complexidade entre texto cifrado e chave; Princípio da difusão: complexidade entre o texto plano e chave;

23 Algoritmo DES Tamanho de bloco de 64 bits e chave de 56 bits;
O DES tem 16 rounds; São geradas 16 sub-chaves, uma para cada rodada;

24 Algoritmo DES

25 Algoritmo 3DES Utiliza duas chaves da seguinte maneira: Para decifrar:
Encripta com K1; Decripta com K2; Encripta novamente com K1; Para decifrar: Decripta com K1; Encripta com K2; Decripta novamente com K1;

26 Algoritmo AES Governo americano fez concurso para eleger novo algoritmo; Vencedor em 2001 foi o Rijndael; Mudou de nome para AES; Padronizado na FIPS PUB 197; Blocos de 128 bits; Chave de 128, 192 ou 256 bits;

27 Algoritmos Simétricos
IDEA: Bloco 64 bits; Chave 128 bits; Livre apenas para uso não comercial; RC6: Bloco e chave variável até 255bits; Número de rodadas variável;

28 Criptografia Assimétrica
Criado em 1976 por Diffie & Hellman; Também conhecido como criptografia de chave pública; Motivado pelo problema de distribuição de chaves simétricas;

29 Criptografia Assimétrica
Usa uma chave pública e uma chave privada; As chaves formam um par e trabalham em conjunto; O que uma chave cifra a outra chave decifra;

30 Criptografia Assimétrica
A chave pública todos podem conhecer; A chave privada apenas o dono pode conhecer; Função de chaves: f(x) = y; Conhecendo y é muito difícil descobrir o valor de x; Baseado na complexidade matemática;

31 Criptografia Assimétrica

32 Criptografia Assimétrica
Fornece serviços de confidencialidade e autenticidade; Autenticidade quando a origem cifra com sua chave privada; Confidencialidade quando a origem cifra com a chave pública do destino;

33 Criptografia Assimétrica

34 Criptografia Assimétrica

35 Criptografia Assimétrica

36 Criptografia Assimétrica

37 Criptografia Assimétrica

38 Algoritmos Assimétricos
Como fazer um algoritmo assimétrico válido? Usam duas técnicas: Aritmética exponencial modular; Curvas elípticas;

39 Algoritmos Assimétricos
Dois algoritmos mais conhecidos: RSA e ElGamal; Algoritmos RSA: É o mais usado comercialmente; Cifra blocos de tamanho variado = n;

40 Algoritmo RSA O par de chaves é derivado de n;
n é um número muito grande; n é resultado de dois números primos muito grandes = p & q; p & q devem ter mais de 100 dígitos cada um;

41 Algoritmo RSA Um invasor pode conhecer a chave pública e o número n;
Mas não conhece p & q; Logo ele não consegue gerar a chave privada;

42 Algoritmo RSA Escolher dois números primos grandes (> 10^100) p e q
Calcular n = p * q Escolher um número “e” relativamente primo com (p – 1) * (q – 1) Calcular d de forma que e * d = 1 mod (p – 1) * (q – 1), isto é, d = e-1 mod (p – 1) * (q – 1) Publicar (n, e) – chave pública, manter (n, d) – chave privada – e p, q em segredo

43 Algoritmo RSA KU = {e, n} KR = {d, n} Cifrar: M^e mod n
Decifrar: C^d mod n Invasor não consegue descobrir “d” a partir de “e” e “n”

44 Algoritmo RSA p= 7 e q = 17; n = 119; Totiente de n = 96;
e relativamente primo a 96 = 5; d = 77; KU = {5, 119} KR = {77,119}

45 Algoritmo RSA KU = {5, 119} KR = {77, 119} M = 19
Cifrar: 19^5 mod 119 = 66 C = 66 Decifrar: 66^77 mod 119 = 19 Obs: na prática a chave é bem maior, mais de 130 dígitos;

46 Comparação

47 Hash e algoritmos Funções hash, ou message digests ou funções one-way;
Função hash: y = f(x); y é facilmente calculado; x é computacionalmente complexo;

48 Hash e algoritmos Uma função hash gera um resumo de sua entrada;
A partir do resumo não deve ser possível encontrar-se a entrada; Não deve ser possível encontrar uma entrada que gere um resumo específico;

49 Hash e algoritmos É usado para gerar impressão digital de arquivos (por exemplo); Também é usado em certificados e assinatura digital;

50 Hash e algoritmos Alguns algoritmos são: MD5, SHA-1, SHA-2 ou SHA-256;
SHA é o padrão do NIST; SHA-224, 256, 384 e 512;

51 Hash e algoritmos

52 Assinatura Digital A criptografia assimétrica permite a implementação de assinatura digital; Assinar é cifrar algo com a chave privada; Assinar toda a informação a ser enviada é um processo muito caro computacionalmente;

53 Assinatura Digital M E D KRa EKRa(M) Fonte Destino KUa

54 Assinatura Digital É necessário cifrar todo o conteúdo para garantir a origem?

55 Assinatura Digital Não!!! Basta cifrar apenas o hash do conteúdo;
O hash irá garantir a autenticidade e a integridade de todo o conteúdo;

56 Assinatura Digital – Transmissão

57 Assinatura Digital – Recepção