01.introducao a seguranca computacional

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(C) 2004-2006 Gustavo Motta 1

1

Introdução à segurançacomputacional

Definição formal de segurança computacional

Ameaças

Políticas e mecanismos

Suposição e confiança

Garantia

Questões operacionais

Questões humanas




Definição de segurança computacional (1)

Segurança computacional

• “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 paraacessar informações ou recursos de um certo modo tenta acessá-las de outras

formas





Taxonomia de ataques a redes e computadores

Atacantes

Hackers

Espiões

Terroristas

Agressoresinternos

Criminosos

Profissionais

Vândalos

Meios

Comandosde usuários

Programasou scripts

Agentesautônomos

Toolkits

Ferramentas

distribuídasGrampo de

Dados

Acesso

Vulnerabilidadeimplementação

Acesso nãoautorizado

Processos(arquivosou dados

em trânsito) Vulnerabilidadeprojeto

Vulnerabilidadeconfiguração

Uso nãoautorizado

Resultados

Corrupção dainformação

Revelação dainformação

Roubo deserviço

Recusa deserviço

Objetivos

Desafio,status

Ganhopolítico

Ganhofinanceiro

Causarperdas

Serviços desegurança





Segurança computacional

• “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)





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, quepode ser mais importante do que o dado em si

• Todos os mecanismos que impõem confidencialidade requerem serviços

para suportá-los – suposições e confiança





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, aconfidencialidade 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 maisimportante que saber quais/quantos são os recursos que ele possui aplicados





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





Integridade (2) • Classes de mecanismos para integridade

– Mecanismos de prevenção

Objetivam manter a integridade dos dados com o bloqueio de qualquer tentativa nãoautorizada de modificá-los ou qualquer tentativa de modificá-los por meios nãoautorizados – acesso e uso não autorizados

Autenticação e controle de acessos adequados, em geral, são eficazes para preveniro acesso não autorizado

O uso não autorizado requer formas de controle distintas, sendo mais difícil deprevenir

– Mecanismos de detecção

Buscam reportar que a integridade dos dados não é mais confiável, em parte ou notodo

A criptografia pode ser usada para detectar violações de integridade

• A avaliação da integridade é de difícil realização por basear-se emsuposições sobre a fonte dos dados e da sua confiabilidade





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 dinheirodesviando-o para contas no exterior e ocultado respectivas transações, então

ele está abusando de sua autoridade – embora possa , ele não deve fazê-lo





Disponibilidade (1)

• Refere-se a capacidade de usar a informação ou o recurso desejado

• A violação da disponibilidade ocorre com a retenção não autorizada deinformações 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 epodem ser manipulados





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




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




Ameaças (2)

Classes de ameaças (Stallings, 1999)

origem destino

Fluxo normal Interrupção Interceptação Modificação Fabricação Ameaças

Prevenção Disponibilidade Confidencialidade Integridade Autenticação




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




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 aodelegante

• 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




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





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 umrecurso

– 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





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?





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





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




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 emestados “inseguros” – determina o que é um sistema seguro

Captura corretamente os requisitos de segurança





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





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





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





Confiar no funcionamento correto dos mecanismos requer váriassuposições

• 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




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 desegurança, baseada em evidências específicas fornecidas pela aplicação detécnicas de garantia

O quanto se pode confiar que o que sistema realmente faz é aquilo que se supõe queele 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 provêemuma base firme avaliar em que se pode confiar a fim de acreditar que um sistema éseguro




Garantia (2)

Relacionamentos entre garantia, políticas e mecanismos

Políticas

Mecanismos Garantia

Definição de requisitos que explicitamente estabelece asexpectativas de segurança dos mecanismos Prover uma justificativa de que o mecanismo atende a política

através de evidência de garantia e aprovações baseadas emevidência Entidades executáveis que são projetadas e implementadas paraatender os requisitos da política




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





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





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!

Q õ i i (4)





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 afalsa sensação de segurança

Q tõ h (1)




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 pararealização dos investimentos

Q tõ h (2)




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

R (1)




Resumo (1)

Ameaças

Polícias

Especificação

Projeto

Implementação

Operação

R (2)




Resumo (2)

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•X.509•LDAP•NIST CABP ...

•Criptografia• AssinaturaEletrônica•CABP ...

Referências




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: anintegrated collection of essays. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press, jan.1995. p. 40-97.

HOWARD, J. D. An analysis of security incidents on the internet: 1989-1995. 1997.Tese de Doutorado – Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, EUA.

JOSHI, J. B. D.; AREF, W. G.; GHAFOOR, A.; SPAFFORD, E. H. Security models forweb-based applications. Communications of the ACM, v. 44, n. 2, p. 38-44, fev. 2001.

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, 1999. 569 p.

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