sistemas distribuídos - aula 08 - segurança

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SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

SEGURANÇAARTHUR EMANUEL DE OLIVEIRA CAROSIA

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SEGURANÇA

Sistemas distribuídos são, por definição, inseguros:

• Estações em modo promíscuo podem analisar o tráfego de toda a rede;

• Um programa pode se instalar como um servidor e obter dados sigilosos.

Ameaças:

• Roubo de informações;• Alteração indevida de dados;• Roubo de recursos;• Vandalismo.

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SEGURANÇA

Num Sistema Distribuído, todos os computadores têm canais de comunicação.

• Através deles, os usuários autorizados têm acesso a seus recursos.

• Por eles também vêm as tentativas de acesso não autorizados.

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MÉTODOS DE ATAQUE

Obter mensagens sem autorização:

• Direto da rede (Sniffers);• Dados não protegidos em disco;• Uma estação na Internet com endereço de outra estação

para receber mensagens destinadas àquela.

Cliente Servidor

Invasor

Canal de Comunicação

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MASCARAMENTO• Enviar ou receber mensagens usando a identidade de outro

host na rede.• Possível se o impostor consegue a senha do agente

verdadeiro.

Servidor

Invasor


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ALTERAÇÃO DE MENSAGENS

• Além de interceptar uma mensagem, seu conteúdo é alterado antes que chegue ao destino;

• Difícil em redes broadcast como a Ethernet;

Cliente Servidor

Invasor


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REPLAY• A mensagem é guardada e enviada mais tarde, depois que a

autorização para usar um recurso foi revogada;• Pode ser usado para roubo ou vandalismo mesmo que o

invasor não consiga interpretar a mensagem.

Cliente Servidor

Invasor


Armazena a mensagem por um período de tempo

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NEGAÇÃO DE SERVIÇO

• O atacante evita que o componente desempenhe suas funções;

• Por exemplo: um site é impedido de responder.

ServidorInvasor...

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INFILTRAÇÃO• É preciso ter acesso ao sistema, mesmo que de forma

indevida;• É preciso um programa que implementa o ataque;• Se as listas de controle de acesso estão definidas

corretamente e os mecanismos de autenticação são bastante fortes, um invasor não irá muito longe;

ServidorInvasor

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MÉTODOS DE INFILTRAÇÃO

• Imitar a voz de alguém ao telefone;• Convencer outra pessoa a executar operações que delegam

direitos indevidos disfarçando-as com outra finalidade;• Adivinhar senhas;• Usar programas crackers.

Formas mais sutis:

• Vírus;• Worm;• Cavalo de Tróia.

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SEGURANÇA EM SISTEMAS DISTRIBUÍDOSPara construir um Sistema Distribuído seguro, deve-se:

• Levar em consideração que: pessoas, programas e hardware não são confiáveis até que provem que são de confiança

No entanto,

• É impossível construir um sistema útil considerando que nenhum componente é confiável.

Portanto, o objetivo deve ser:

• Construir um sistema em que assume-se que um mínimo de componentes são confiáveis;

Lampson (1992) – base de computação confiável;

• Com um mínimo de base confiável, é possível construir servidores seguros.

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CENÁRIOS DE FALHA DE SEGURANÇA

Requisição ServidorCliente

DoOperation

(wait)

(continuação)

GetRequest

(execução)

SendReplay

Replayer

Resposta

Espião

Um espião pode obter dados da escuta tanto de requisições quanto de respostas. Com a mesma escuta, é possível fazer um

replay de requisições.

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GetRequest

(execução)

SendReplay

Cliente

Impostor

Aqui, um servidor legítimo é vítima de um cliente impostor.

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Cliente

DoOperation

(wait)

(continuação)

Servidor

Impostor

Neste caso, um cliente legítimo é vítima de um servidor impostor.

O servidor pode obter dados sigilosos da requisiçãoPode enganar o cliente, que pensa que sua requisição

foi feita.

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Requisitos de segurança em sistemas cliente-servidor

• Canais seguros, para evitar a espionagem.

Projeto de clientes e servidores

• Ver um ao outro (cliente e servidor) com suspeita.• Usar protocolos de autenticação.

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SEGURANÇA EM SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

Criptografia

• Manter privadas informações que trafegam em partes expostas do sistema.

Assinatura digital

• Confiar a um terceiro que autentique (ou não) a identidade de alguém que envia uma mensagem cifrada.

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SEGURANÇA EM SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

Autenticação:

• A posse de uma chave secreta é a prova de que a pessoa/principal/cliente/servidor é quem diz ser.

Controle de acesso:

• Garante que o acesso a um recurso está disponível apenas para um conjunto de usuários autorizados.

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CRIPTOGRAFIA

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CRIPTOGRAFIA

Transformação de informações de forma que ela não possa ser entendida por ninguém, exceto o destinatário, que possui os meios de reverter a transformação.

Grupos que tem usado e contribuído para a criptografia:

• Militares;• Diplomatas;• Amantes.

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CRIPTOGRAFIA

Considere:

• P: texto a ser cifrado;• C: texto cifrado;• E(): função (chave) de criptografia;• D(): função (chave) de descriptografia.

Então:

• P E(P) C D(C) P

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MÉTODOS DE CRIPTOGRAFIA

Cifras de substituição

• Cada letra (ou grupo) é substituída por outra (outro);

O exemplo mais antigo que se conhece é atribuído a Júlio César (Cifra de César);

• A D, B E, C F, ..., Z C.• Ex.: Gisele JLVHOH;

Variação:

• em vez de 3, usar um valor k qualquer;• K chave!

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DES (Data Encryption Standard)

• Algoritmo de chave secreta.• Desenvolvido pela IBM para o governo dos USA;• Padrão oficial para informação não classificada;• Foi implementado em hardware por vários fabricantes,

tornando-se um padrão de mercado.

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DES (DATA ENCRYPTION STANDARD)

Idéia geral:

• Em cada estágio, uma chave diferente é usada.• Antes de cada estágio, a chave sofre uma transposição.• Ela é quebrada em 2 partes de 28 bits.• Cada uma sofre uma rotação de n bits, onde n depende do

número da iteração.• O resultado sofre uma nova transposição.

• Este valor é Ki usado no estágio i.

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DES (DATA ENCRYPTION STANDARD)

Controvérsia:

• Diffie e Hellman, 1977:• 56 bits é um tamanho pequeno para uma chave.

• A chave original proposta pela IBM era de 128 bits;• Eliminaria em grande parte as chances de se quebrar uma

mensagem cifrada por força bruta.

• A razão para tornar o código mais fraco não foi divulgada;• É possível que o governo dos EUA tenha um método para

quebrar o DES de 64 bits.• Não é interessante que o mercado tenha acesso a um código

com chaves muito grandes que não possa ser quebrado com facilidade.

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Algoritmos de chave pública

• Nos algoritmos de chave secreta, o maior problema é a distribuição das chaves entre os pares.

• Diffie e Hellman (1976) mostraram que é possível usar um método que elimina a necessidade de confiança entre as partes.

• Ele é baseado no produto de 2 números primos muito grandes (maiores que 10100).

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ALGORITMOS DE CHAVE PÚBLICA

Funcionamento:

• A pessoa que quer receber mensagens cifradas cria 1 par de chaves, Ke e Kd, e mantém Kd secreta;

• Ke é tornada pública para qualquer pessoa que queira mandar uma mensagem cifrada para a 1ª;

• Por sua vez, E e D são funções conhecidas e do tipo f(X) = Y em que, conhecendo-se Y é extremamente difícil (ou impossível) descobrir X.

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ALGORITMOS DE CHAVE PÚBLICA

Considere:

• P: texto a ser cifrado;• C: texto cifrado;• E(): função (chave) de criptografia;• D(): função (chave) de descriptografia.

Processo de envio de uma mensagem:

• B toma a chave pública de A e faz C = E(Ke, M);

• A recebe C e faz M = D(Kd, C).

Dos algoritmos de chave pública, um dos mais conhecidos é o RSA (Rivest, Shamir e Adelman, 1978).

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CRIPTOGRAFIA SIMÉTRICA X ASSIMÉTRICA

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ASSINATURA DIGITAL

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ASSINATURA DIGITAL

Usada para verificar a autenticidade e integridade de um documento digital.

Emulação de assinaturas convencionais, que podem ser autenticadas por terceiros.

Objetivo:

• Atribuir de forma inquestionável o documento ao seu autor.• Assegurar que o conteúdo do documento não tem sido

modificado depois de ser assinado.

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ASSINATURA DIGITAL• Obtida pela cifragem da mensagem, ou uma forma

comprimida dela (digest), por uma chave conhecida apenas pelo assinante.

• Usa-se criptografia pública neste caso• Assinante produz o digest com sua chave secreta. • Qualquer receptor pode decifrar o digest com a chave

pública correspondente.

• Resultado• Seqüência de bits que se adiciona a uma peça de

informação qualquer, e que permite garantir a sua autenticidade de forma independente do processo de transmissão

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ASSINATURA DIGITAL

Compressão

Compressão

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CERTIFICADOSDocumento que contém uma afirmação assinada por um agente.

É um arquivo de computador que contém:

• Informações referentes a entidade para o qual o certificado foi emitido.

• Chave pública referente à chave privada que se acredita ser de posse unicamente da entidade especificada no certificado.

• Período de validade.• Assinaturas comprovando que a chave pública contida

naquele certificado confere com as informações contidas no mesmo.

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CERTIFICADOS

Exemplo

Alice pode achar útil ter um certificado de seu banco garantindo sua conta bancária:

Certificado de conta bancária de Alice

1. Tipo de certificado: número de conta;2. Nome: Alice;3. Conta: 62626264. Autoridade certificadora: Banco das Maravilhas;5. Assinatura: {Digest(campo 2 + campo 3)}Kbpriv

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CERTIFICADOS• Alice pode usar este cerificado ao fazer compras

• Garante que ela tem uma conta no Banco das Maravilhas.• Certificado é assinado com a chave privada do banco.

• Vendedores Carol aceitam este certificado debitando itens na conta de Alice desde que possam validar a assinatura no campo 5.

• Precisa da chave pública do banco e ter certeza de que ela é autêntica, evitando que Alice possa assinar um certificado falso associando seu nome com a conta de outro.

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CONTROLE DE ACESSO

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CONTROLE DE ACESSO

Em geral, a proteção de recursos em Sistemas Distribuídos depende do serviço.

Servidores recebem requisições da forma:

<op, principal, recurso>

• op é a operação, • principal é a pessoa, • recurso é o recurso onde a operação deve ser aplicada.

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CONTROLE DE ACESSO

O servidor deve

• Autenticar a requisição e as credenciais do principal. • Aplicar o controle de acesso:

• Recusando qualquer requisição que o principal não tenha os direitos de acesso necessários.

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CONTROLE DE ACESSO

Domínios de proteção

• Ambiente de execução compartilhado por um conjunto de processos.

• Contém um conjunto de pares <recurso, direitos>.

• Os processos que rodam nesse domínio podem acessar os recursos indicados especificando as operações.

• Um domínio de proteção é associado a um principal.

• Quando o usuário faz o login, sua identidade é autenticada e todos os seus processos executam sobre aquele domínio.

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EXERCÍCIO1) Pesquise a respeito do trojan NetBus.

2) Pesquise a respeito de um programa que realize ataque de negação de serviço (Deny of Service – DOS).

3) Pesquise a respeito do programa para quebrar senhas de redes wireless AirCrack.

4) Faça um artigo contendo a descrição de cada um desses programas, forma de utilizá-los (com prints das telas passo-a-passo) e também uma discussão sobre como evitar ou minimizar esses tipos de ataques em suas redes.

Dica:

Para testar o funcionamento desses programas, utilize a máquina virtual Oracle VM Virtual Box

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