Tópicos Avançados em Redes

Apresentação em tema: "Tópicos Avançados em Redes"— Transcrição da apresentação:

1 Tópicos Avançados em Redes
Prof. Alessandro Brawerman

2 Introdução Encriptação é o processo que converte dados sensíveis para uma forma codificada Quando recuperada por usuários autorizados, esta forma codificada é então convertida (decodificada) em texto com significado novamente A encriptação esconde ou disfarça a informação de recipientes mal-intencionados, mas permite que usuários autorizados a recuperem

3 Introdução O estudo da comunicação secreta é chamado criptologia
A prática ou arte de codificar mensagens é chamada de criptografia Dados não criptografados são chamados de texto puro (plaintext) A saída criptografada é chamada de texto cifra ou só cifra (ciphertext ou cipher)

4 Introdução Criptografia já é usada desde os tempos de Nero, na Roma antiga Foi muito usada na II Guerra Aumento de interesse na década de 70

5 Introdução Texto puro (arquivo ou mensagem) Encriptação
cifra (armazenada ou transmitida de maneira segura) Decriptação

6 Introdução Criptógrafos Criptoanalistas Decifrar uma mensagem
Inventam algoritmos de criptografia. Códigos secretos Criptoanalistas Encontrar maneiras de quebrar os códigos Decifrar uma mensagem Encontrar uma maneira de chegar no texto puro, sem a chave ou algoritmo secreto

7 Introdução Quebrar um código
Encontrar uma maneira sistemática de decifrar as cifras criadas com o código secreto, usando recursos normais Algoritmos de criptografia são provavelmente confiáveis se eles não são quebrados após vários criptoanalistas testarem Implica que tais algoritmos poderiam ser publicados

8 Introdução Manter um algoritmo secreto faz com que a possibilidade de quebrar o código seja muito mais difícil Mas, como o executável do algoritmo deve estar em cada localização que o use, fica muito difícil de distribuí-lo

9 Criptografia Criptógrafos adoram XOR 0 XOR 0 ou 1 XOR 1 = 0
Exemplo: Texto puro – 1010 Chave – 0011 Cifra – 1001 A combinação de duas sempre resulta na outra

10 Caesar Cipher Letras e símbolos formam uma roleta
A chave é um número inteiro de posições a serem puladas Pode ser positiva ou negativa

11 Caesar Cipher Exemplo: In: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890_
Out:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ _ABC Nao irei a festa hoje Qdrcluhlcdcjhvwdckrmh 1 a cada 4 caracteres em média é espaço

12 Tipos de Criptografia Simétrica Assimétrica 1 chave secreta
Texto | chave | cifra Cifra | chave | text Assimétrica 1 par de chaves Chave privada e pública Texto | chave pública | cifra Cifra | chave privada | texto

13 Computacionalmente Seguro
Um esquema de criptografia é computacionalmente seguro se a cifra gerada alcança um de 2 objetivos: O custo de quebrar a cifra excede o valor da informação criptografada O tempo para quebrar a cifra excede o tempo útil de vida da informação

14 Computacionalmente Seguro
Assumindo que não há fraquezas matemáticas no algoritmo, então o único ataque possível é o de força bruta Este ataque envolve testar cada uma das possíveis chaves até se chegar a uma informação legível

15 Curiosidade Computacionalmente Seguro
Na média, metade de todas as chaves possíveis devem ser tentadas para chegar na chave verdadeira Assuma que leva-se 1s para executar uma decodificação, razoável para as máquinas de hoje Com processamento paralelo pode-se atingir ordens ainda maiores

16 Curiosidade Computacionalmente Seguro
Tamanho da Chave (bits) Número de Chaves Tempo usando 1 por s Tempo usando 106 por s 32 232 = 4.3 x 109 231 s = 35.8 min 2.15 ms 56 (DES) 256 = 7.2 x 1016 255 s = 1142 anos 10 horas 128 2128 = 3.4 x 1038 2127 s = 5.4 x 1024 anos 5.4 x 1018 anos 168 2168 = 3.7 x 1050 2167 s = 5.9 x 1036 anos 5.9 x 1030 anos

17 Criptografia Simétrica
Comunicação segura entre 2 participantes é efetuada pela troca de uma chave secreta (privada) A chave é usada tanto para codificar quanto para decodificar mensagens Idealmente, a chave não deveria ser trocada eletronicamente, mas sim pessoalmente

18 Criptografia Simétrica
Vantagem: velocidade com que as mensagens são encriptadas e decriptadas Desvantagem: Número de chaves requeridas quando mais pessoas estão envolvidas Troca inicial das chaves secretas

19 Curiosideda Criptografia Simétrica
Para 10 pessoas envolvidas são necessárias 45 chaves Geralmente, n pessoas requerem: (n)(n-1)/2 chaves secretas

20 Criptografia Simétrica

21 Algoritmos de Criptografia Simétrica
Um bloco de cifra processa o texto puro dado como entrada em um bloco de tamanho fixo, produzindo um bloco de cifra de mesmo tamanho Mais comuns: DES - Data Encryption Standard TDES - Triple DES AES - Advanced Encryption Standard

22 Curiosidade DES Texto puro é de 64 bits de tamanho
Textos puros maiores são transformados em blocos de 64 bits Chave é de 56 bits Processamento é de 3 fases para o texto Texto puro é permutado, rearranchando os bits 16 rodadas da mesma função, metades trocadas Inverso da permutação original

23 Curiosidade DES Para a chave
A chave passa por uma permutação inicial A cada rodada a chave é dividida em duas metades de 28 bits cada, denominadas C0 e D0 C e D passam por uma combinação de um shift left circular de 1 ou 2 bits, junção e uma permutação O processo de decodificação é feito na ordem reversa

24 Curiosidade DES

25 Curiosidade - DES

26 Triple DES Usa 3 chaves e 3 execuções do DES
Segue Encriptação-Decriptação-Encriptação (EDE) para criptografia Segue Decriptação-Encriptação-Decriptação (DED) para decriptação Encriptação C = EK3 [DK2 [EK1 [M]]] Decriptação M = DK1 [EK2 [DK3 [C]]]

27 TDES - Chaves de 168 bits c1 D Key3 E Key2 Key1 m1 Decryption
Encryption There are 168 unique bits in key

28 TDES - Chaves de 112 bits c1 D Key1 E Key2 m1 Decryption Encryption
There are 112 unique bits in key

29 IDEA - International Data Encryption Algorithm
Chaves de 128 bits Difere do DES na função das rodadas e no algoritmo de geração de sub-chaves F é uma combinação de XOR, adição e multiplicação binária Algoritmo de geração de chaves é feita através de shifts circulares

30 Blowfish Fácil de implementar e alta velocidade
Compacto, roda em menos de 5K de memória 16 rodadas Chaves até 448 bits, normalmente 128 bits

31 RC5 Bom desempenho para hardware e software Rápido
Número de rodadas variáveis Tamanho de chaves variádos Baixa memória Alta segurança Rotações dependentes de dados

32 AES O TDES é baseado no DES, portanto foi muito testado durante os anos Nenhum erro foi encontrado e nenhum ataque, a não ser o de força bruta no DES foi feito Então por que o TDES não se tornou o padrão?

33 AES Porque o DES foi feito em hardwares, a implementação do TDES via software é muita lenta Performance é um problema Tem uma segurança ainda maior que o TDES e melhora a performance para software Tamanho do bloco é de 128 bits Suporta chaves de 128, 192 e 256 bits