Seguridad Informática Básica - ::WEB DEL...

Seguridad Informática Básica

Reinaldo Mayol ArnaoCentro de Tecnologías de InformaciónUniversidad de Los Andes 2006

Temario

Criptografía Simétrica

Criptografía Asimétrica

Infraestructuras de Clave Pública (PKI)

Redes Virtuales Privadas

Bibliografía Básica

Ramio Jorge, Libro Práctico de Criptografía. http:// www.criptored.upm.es

Stallings William, Criptography and Network Security.

Stallings William, Fundamentos de Seguridad en Redes.

http://www.criptored.upm.es/

23/10/06 Reinaldo Mayol Arnao

La autenticación: Proporciona certeza de la identidad de la fuente de la información, servicios, servidores o clientes.

La confidencialidad: Protege contra el descubrimiento desautorizado de la información

La integridad: Protege de la alteración desautorizada de la información .

El No Repudio: Protege contra negar haberlo hecho.

Objetivos


Se utilizan tres bloques básicos: El cifrado se usa para proporcionar confidencialidad,

puede proporcionar autenticación y protección de integridad.

Las firmas digitales se usan para proporcionar autenticación, integridad, y no repudio.

Mecanismos

23/10/06 Reinaldo Mayol ArnaoC= E (P)

K

P= D (C)K K

Como funciona


Clasificación

Si se utiliza una misma clave para cifrar y descifrar se habla de Cifrado Simétrico o de Clave Privada

Si se utilizan 2 claves diferentes; una para cifrar y otra para descifrar se habla de Cifrado Asimétrico o de Clave Pública


Cifrado por Sustitución Consiste en remplazar un símbolo por otro según

determinada clave.Ejemplo: Sistema de Julio de CesarA B C D E F G ...... Alfabeto de Entrada

D E F G H I J ..... Alfabeto de Salida

Ejemplo:Sea K= la clave de cifrado (K=3)

CADA=FDGD

Técnicas de cifrado tradicionales


Cifrado por Transposición El objetivo no es sustituir sino cambiar el orden en que

aparecen los caracteres del texto plano en el texto cifrado

Cont...

L T I A OA O A L MC G H M ER R A U JI A C N OP F E D R


Cifrado Simétrico


Importancia del Tamaño

2.15 ms232 = 4.3 x 10932

5.9 x 1030 años2168 = 3.7 x 1050168

5.4 x 1018 años 2128 = 3.4 x 1038128

10 horas256 = 7.2 x 101656

Ttiempo de prueba a 106 Operaciones /µs

Número de llavesTamaño de la Llave (bits)


La importancia del Tamaño cont...


Algoritmos DES (Digital Encryption Standard)

clave de 56 bits ⇒ Espacio de claves = 256

realiza una serie de operaciones de permutación, sustitución y recombinación en bloques de 64 bits

3DES consiste en encadenar 3 etapas DES clave de 112 bits

Cifrado Simétrico cont...


Blowfish Optimizado para alta velocidad de ejecución Llave de 448 bits

CAST 128 Utilizada en PGP 5.x Llave de 128 bits

AES (Advanced Encryption Standard) Norma de cifrado actual del gobierno norteamericano En realidad AES son solo siglas. El protocolo de cifrado se

llama Rijndael Reemplazo para el DES



RC5 Disponible para cifradores en hardware y

software El tamaño de la clave puede ser variado Simple Bajo requerimiento de memoria Rotaciones dependientes de la data a cifrar

IDEA (International Data Encryption Algorithm) cifra mensajes que son picados en bloques

de 64 bits clave de 128 bits ⇒ Espacio de claves = 2128



Data Encryption Standard(DES)

Algoritmos de LLave Simétrica


Introducción El DES nació como consecuencia del criptosistema LUCIFER,

creado por Horst Feistel quien trabajaba en IBM, este criptosistema trabajaba sobre bloques de 128 bits, teniendo la clave igual longitud .

Tras las modificaciones introducidas por el NSA (National Security Agency), consistentes básicamente en la reducción de la longitud de clave y de los bloques, DES cifra bloques de 64 bits, mediante permutación y sustitución y usando una clave de 56 bits.


Funcionamiento General

El algoritmo codifica bloques de 64 bits empleando claves de 56 bits. Esta constituido por:

Dos permutaciones, una que se aplica al principio (Pi) y otra que se aplica al final (Pf), tales que Pi = Pf1 Red de Feistel de 16 rondas

El manejo de las claves se realiza manipulando un valor inicial de 64 bits hasta obtener una clave por cada ronda (K1..K16) de 48 bitsSe obtiene 64 bits de texto cifrado

Permutación Inicial EPi

64 bits de texto plano

Ronda 1

Ronda 16

Intercambio de

32 bits

Permutación Final EPi1

…….64 bits de texto cifrado

Permutación

Selectiva EP1x

64 bits de la clave

Permutación

Selectiva EP2

Rotación

a la Izquierda

K1

Rotación a la

IzquierdaPermutación

Selectiva EP2

K16

56 bits

48 bits


Permutación Inicial (Pi)

715233139475563

513212937455361

311192735435159

19172533414957

816243240485664

612223038465462

412202836445260

210182634425058


Permutación Final (Pf ó Pi1)

25571749941133

265818501042234

275919511143335

286020521244436

296121531345537

306222541446638

316323551547739

326424561648840


Red de Feistel

Li = Ri1

Ri = Li1 ⓧf (Ri1,Ki) para i<n

Ln = Ln ⓧf (Rn1, Kn)Rn = Rn1 para i=n


La Función f (Ri , Ki )

6bits

4 bits


Función de Expansión E

32313029

28272625

24232221

20191817

16151413

1211109

8765

4321

1

29

25

21

17

13

9

5

28

24

20

16

12

8

4

32



primer paso

6bits

4 bits


Las cajas S (ejemplo para S1)

Caja S

0 1 1 1 0 1

01= fila 1

Entrada=13

14=columna14

0 1 0 1

MATRIZ DE SUSTITUCION


Las Cajas S

FILA 01COLUMNA 14VALOR DE SALIDA=3


La Función f (Ri , Ki ) segundo paso

6bits

4 bits


Permutación P

25411226301319

932732142482

10311852623151

172812292120716



tercer paso

6bits

4 bits


Red de Feistel

32 bits


Generación de Claves

Se calcula un total de 16 valores de Ki,, uno para cada ronda Primero se realiza una permutación selectiva EP1,, a los 64 bits de entrada desechando los bits mas significativos de cada octeto resultando en 56 bits56 bitsSe realizan desplazamientos a la izquierda de cada una de las dos mitades de 28 bits resultantes Por último se realiza una permutación selectiva (EP2) de 48 bits en cada ronda, que sería la Ki


Permutación Selectiva EP1

412202851321

2937455361614

2230384654627

15233139475563

3644526031119

2735435159210

1826344250581

9172533414957


Desplazamientos

Los desplazamientos a la izquierda son de dos bits, salvo para las rondas 1, 2, 9 y 16, en las que se desplaza sólo un bit.



3229365042465334

5639494448334551

4030554737315241

2132027716826

41219231021615

2835124111714


El sistema completo

Permutación Inicial EPi

64 bits de texto plano

Ronda 1

Ronda 16

Intercambio de 32 bits

Permutación Final EPi1

…….64 bits de texto cifrado


64 bits de la clave


Rotación a la Izquierda

K1

Rotación a la IzquierdaPermutación Selectiva EP2

K16

56 bits

48 bits


Descifrado de DES

El centro del algoritmo lo constituyen las redes de Feistel

Cualquier Red de Feistel utiliza el mismo algoritmo para cifrar que para descifrar, excepto que el orden de las claves (Ki) debe ser invertido


Debilidades de DES

El tamaño de la clave (56 bits) es insuficiente para detener un ataque de fuerza bruta (con un poco de suerte y bajo algunas condiciones) con las técnicas actuales.

La estructura interna de las cajas S no ha sido publicada hasta la actualidad, por lo que se sospecha podrían contener algún tipo de “sorpresa” incluida por sus diseñadores

Lentitud de Aplicaciones por Software


Aumentando el tamaño de la clave

Si el problema es el tamaño de la clave porque no aumentarla.Una forma sería diseñar un nuevo algoritmoOtra forma sería incluir una etapa adicional de cifrado DES cada una con claves diferentes K1 y K2 tal que:

C=Ek2[Ek1[P]]

P=Dk1[Dk2[C]]

La nueva clave es de 56x2=112 bits

K1 K2

P CX

K2 K1

C PX


El problema del punto medio

Si C=Ek2[Ek1[P]] entonces:X=Ek1[P]=Dk2[C] [1]

Dado un par conocido C, P el ataque funciona de la siguiente forma:

Se cifra P con cada una de las posibles 256 claves k1

Se descifra C con cada una de las posibles 256 claves k2

Por [1] tiene que existir un valor de X que haga válida la ecuación. Como se conocen las claves K1 y K2 que hicieron posible [1] se viola el algoritmo sin mayor esfuerzo que el destinado a violar DES.

K1 K2

P CX

K2 K1

C PX


Ataque de punto medio (cont…)

P

P

P

K11

K1256

K1n

C

C

C K2,1

K2 256

K2m

X

Las claves utilizadas fueron K1n y K2m


Triple DES ó 3DES

Obviamente una forma de vencer al ataque de punto medio es colocar en cadena 3 etapas DES con claves diferentes, pero esto hace que el trabajo para manejar las claves, ahora de 56X3=168 bits se vuelva complicado

Una solución es colocar tres etapas DES pero solo utilizar 2 claves diferentes de forma que:

C=Ek1[Dk2[Ek1[P]]]

De esta forma también se garantiza compatibilidad con sistemas DES tradicionales ya que si k1=k2 entonces:

C=Ek1[Dk2[Ek1[P]]]=Ek1[P]

CP

K1 K2 K3

K1

E D E


3DES

3DES con dos claves es una alternativa relativamente popular al DES y ha sido adoptada para el uso de las normas de manejo de claves ANS X9.17 y ISO 8732.

Sin embargo existen un grupo de aplicaciones que han optado por utilizar 3DES con 3 claves diferentes para aumentar la seguridad del sistema.


Rijndael

Mecanismo de cifrado por bloques de 128, 192 y 256 bits

Utiliza claves simétricas de igual tamaño Utiliza una serie de r etapas Las primeras r1 etapas son similares y

utilizan una serie de operaciones especiales La última etapa realiza solo un subconjunto

de las operaciones de las etapas anteriores


Rijndael: Operaciones por

Etapas r1 Etapasr1 Etapas Byte Sub: Sustitución de

bytes

ShiftRow: Desplazamiento de filas

MixCol: Multiplicación de columnas

AddRoundKey: Xor con la llave

Etapa rEtapa r Byte Sub ShiftRow AddRoundKey


Rijndael:

Texto Plano

Etapa InicialAddRoundKey

Etapas r1ByteSubShiftRowMixColAddRoundKey

Etapa FinalByteSubShiftRowAddRoundKey

Texto Cifrado

Las transformaciones son efectuadas a una matriz B que contiene cada bloque de los datos de entrada.

Se generan Kr subclaves

La longitud de las Kr yel valor de r dependen del tamaño de los bloques y de la clave inicial

wi...wi+4


Rijndael cont...

En cada ronda solo la etapa “AddRoundKey” depende de la clave.

Por lo tanto cada etapa puede ser vista como un proceso de desorden de bits seguido por un XOR con la clave.

El algoritmo comienza y termina con etapas “Add RoundKey”


Rinjndael cont...

La clave inicial se expande a 44 palabras de 32 bits.

4 palabras (128 bits) entran a cada etapa

A diferencia de los algoritmos basados en redes de Feistel todo el bloque de datos es procesado en paralelo.


Mecanismos de intercambio de llaves

Para que el Cifrado Simétrico funcione ambas partes tienen que conocer la clave:

−A puede elegir una clave y entregarla físicamente a B. −Un tercero puede elegir la llave y entregarla físicamente a A y B−Si anteriormente A y B han intercambiado una llave podrían usarla para cifrar una nueva llave y enviarla por la red.−Si A y B poseen una conexión cifrada a C podrían intercambiar llaves con C usando la conexión


Número de llaves necesarias

A nivel IP con N nodos: ½ [N (N1)]

Si el cifrado es realizado a nivel de aplicación cada aplicación de cada usuario requiere un par de claves.


Número de llaves necesarias

103 104 105

106

107

108

109

Número dellaves

Número de puntos finales Aplicaciones)


Hasta Ahora...

Quien no tenga la llave no puede acceder a los datos

Si confiamos en que la llave solo la tiene quien debe ser podemos confiar en la autenticidad.


pero...

Como se mantiene la clave segura en un ambiente distribuido?

Como se distribuye la clave sin poner en riesgo su confidencialidad?

Si existen n puntos finales involucrados en una “conversación” se requieren ~ n2 llaves

Como se garantiza la integridad de la información ( incluyendo las llaves)?


Cifrado Asimétrico


Cifrado Asimétrico: Reglas de Juego

El sistema funciona con un par de claves, una para cifrar y otra para descifrar

Una clave es secreta y nunca es transmitida La otra clave es pública y puede ser difundida por

la red sin peligro Si un documento es cifrado con una clave solo Si un documento es cifrado con una clave solo

puede ser descifrado con su parejapuede ser descifrado con su pareja Si un documento puede ser Si un documento puede ser descifrado descifrado

satisfactoriamentesatisfactoriamente con una clave solo puede haber con una clave solo puede haber sido cifrado con su parejasido cifrado con su pareja


El sistema completo

Ku destino

Texto Texto Cifrado (C)Cifrado (C)

Kpdestino

C=E (P) P=D (C)Ku Kp

Texto Texto Plano ( P)Plano ( P)


RSA (RivestShamirAdleman), 1977 Firmas Digitales y Cifrado en un solo algoritmo.

La patente expiró en el año 2000 El texto plano es cifrado en bloques Matemáticamente basado en los teoremas

de Euler y Fermat Es el protocolo más utilizado para cifrado

asimétrico La fortaleza se basa en la imposibilidad de

factorizar el producto de 2 números grandes ( miles de bits)

Cifrado Asimétrico (V)


Algoritmo RSA1. Seleccionar dos números aleatorios primos y grandes

(mas de 500 digitos ) p y q 2. n=pq3. Escoger un entero pequeño E que sea relativamente

primo a (p1)x(q1), es decir a Φ (n).

4. Calcular D tal que DEΞ1mod Φ (n) Entonces:E y n constituyen la clave pública.D y n constituyen la clave privada.


Números relativamente Primos

Dos números son relativamente primos si el GCD es 1.

Ej. 8 y 15 son relativamente primos porqué:

− Los divisores de 8 son 1,2,4 y 8

− Los divisores de 15 son 1,3,5 y 15

− 1 es el único divisor común


Aritmética modular

Todo número entero a puede ser escrito como

− a=qn+r r= a mod n

− Ej. a=11 n=7 11= 1x7+4

a=11 n=7 11=(2)x7+3


Congruencia en Módulo

Dos números A y B son congruentes en módulo p si:

− A mod p = B mod p

− A y B son congrentes en módulo p si: p | (AB) Ej. 23Ξ8 mod 5 porque 238=15 y 5|15


Algoritmo RSA cont...

Sean M* el texto plano y C el texto cifrado tenemos:

− Para Cifrar: C=M E mod n − Para Descifrar: M=C D mod n=(ME)D mod n=

MED mod n


Sirve RSA?

Es posible encontrar E, D y n que satisfagan que MED= M mod n para todo M < n

Es relativamente fácil calcular ME y CD

Para obtener D a partir de E y N hay que factorizar N, el mejor algoritmo conocido para hacer factorizaciones corre en tiempo ℮√ln(n) ln ln(n)


Que valores deben tener p y q

Si p q ( p > q), entonces (pq)/2 es un entero muy ≈pequeño y (p+q)/2 será un entero muy cercano a √n. Ej. Si p=7 q=5 entonces: (pq)/2 =1 y (p+q)/2=6 , n=5x7=35 y √n= 5,91 6≈

Además se cumplirá que: n = (p+q)²/4 – (pq)²/4.

− 35=(7+5)2 /4 (75)2 /4=36 1


Esto lo podemos escribir como n = x² y² con x= (p+q)/2 y y=(pq)/2

Entonces y² = x² – n,

Elegimos enteros x > √n hasta que (x² n) sea cuadrado perfecto. En este caso x = (p+q)/2; y = (p ⇒q)/2.

Por lo tanto rompemos el valor n: p = (x+y); q = (xy).


Ejemplo “podado” *1. Seleccionar dos números primos, p=7 y q=172. Calcular n=pq=119

3. Calcular Φ (n) =(p1)(q1)=96

4. Seleccionar E para que sea relativamente primo a Φ (n) y menor que el , E=5

5. Determinar D tal que DEΞ1mod 96 con D<96. D=77− DxE=385 y 96 | 385

* PODADO porque 7 y 17 no son números grandes y ....


RSA ejemplo sencillo

19 = 2476009/119 =20807 con resto 665

Ku= 5 119 CM

CIFRANDO

66 =1.27....x 10 /119 = 1.06...X 10 con resto 1977140 138

C Kp= 77 119M

DESCIFRADO


r

Claves privadas parejas en RSA

Una clave pareja permite descifrar el mensaje cifrado C con valores de D que no son los originalmente calculados durante la generación de llaves RSA.

En todo sistema RSA siempre existen claves parejas.


Son un problema las claves parejas?

Si bien existen, el problema es encontrarlas.

En la actualidad implica buscar en un espacio de llaves de 24096. ( busque su calculadora y calcule este valor!!!)

http://www.openssl.org/


Que pasa si...

M= C=M E mod n

En este caso se dice que M es no cifrable.

Esto es un “verdadero problema” porque el mensaje M es enviado plano.

Ejemplo:

− Sea el cuerpo n = 35 (p = 5, q = 7), con (n) = 24 φy e = 11.


Números no cifrables

− Dentro de los números posibles {0 a 34} serán no cifrables: {6, 14,15, 20, 21, 29, 34} además de los obvios {0, 1}. El valor n1 (en este caso 34) será también siempre no cifrable.

La cantidad de números no cifrables es:

− = [1 + mcd (e1, p1)][1 + mcd (e1, q1)]σ

Pero para encontrarlos hay que hacer un ataque de fuerza bruta Xe mod n !!!!


Hasta Ahora...

Tenemos un mecanismo para mantener las claves en ambientes distribuidos divulgando solo una parte de la misma ( Ku).

Si el destino no ha divulgado su Kp el remitente puede estar seguro que nadie más puede leer y entender el mensaje


Pero...

Como sabe el destino que el remitente es quien dice ser ?

Como sabe el destino que el mensaje no ha sido cambiado?


Algoritmos HashAlgoritmos Hash


Algoritmos Hash Algoritmos Hash

Una función hash una entrada de longitud variable a una salida de longitud fija (96, 128 o 160 bits)

Requisitos: No puede deducir la entrada de la salida. No puede generar una salida dada sin tener la misma

entrada. No puede encontrar dos entradas que produzcan la misma

salida. Cualquier cambio en la entrada cambia la salida.


Algoritmos Hash Algoritmos Hash



Algoritmos MAC (Message Authentication Code) Algoritmo hash + llave = hacen que el hash dependa de la

llave El mas común es HMAC La llave afecta ambos procesos de creación del hash (de

entrada y de salida) Mayor protección. Principio de funcionamiento de las firmas digitales



Algoritmos MD2: 128bit de salida, obsoleto MD4: 128bit de salida, roto MD5: 128bit de salida, débil SHA1: 160bit de salida, diseñado por la NSA como

algoritmo hash seguro, compañero de DSA. RIPEMD160: 160bit de salida HMACMD5: MD5 dentro de una MAC HMACSHA: SHA1 dentro de una MAC


SHA1


SHA1Procesamiento de 512 bits

A=67452301B=EFCDAB89C=98BADCFED=10325476E=C3D2E1F0


Función de Compresión de SHA1

A,B,C,D,E (E+ f (t,B,C,D)+S5(A)+Wt+K

t),A,S30(B),C,D

Paso t FUNCIÓN f019 5A827999 (B&C)+(B&D)2039 6ED9EBA14059 8F1BBCDC (B&C)+(B&D)+(C&D)6079 CA62C1D6

Kt

B xor C xor D

B xor C xor D


Mecanismo que sirve para verificar: que el autor de un mensaje es quien dice ser

(autenticación) que no ha existido ninguna manipulación posterior de los

datos (integridad). Para firmar un documento digital, su autor utiliza su

propia llave secreta. El receptor utiliza la llave pública del remitente para

realizar la verificación.

FIRMAS DIGITALES


FIRMAS DIGITALESFIRMAS DIGITALES

¿Cómo se firma?: El autor aplica un algoritmo hash sobre el mensaje a enviar,

obteniendo un texto de longitud fija que representa el “resumen del mensaje”

El “resumen del mensaje” es cifrado con la llave privada del remitente.


FIRMAS DIGITALES

¿Cómo se verifica? El receptor descifra el “resumen del mensaje”

con la llave pública del remitente. Luego aplica, sobre el mensaje que recibió, el

mismo algoritmo hash que aplicó el remitente. Si el mensaje no fue modificado, el resultado del algoritmo hash debe ser similar al que llegó cifrado (firmado) con la llave privada del remitente.


FIRMAS DIGITALES


y si...

Se consiguen 2 mensajes que den el mismo hash H(x)=H(y)?

− LA PARADOJA DEL CUMPLEAÑOS (LPC)

− Dada una función hash H, con n posibles salidas y un valor específico de H (x), si H es aplicada a k mensajes generados aleatoriamente. Cual debe ser el valor de k para que la probabilidad de que H(x)=H(y) sea 0.5?


LPC cont...

Para un valor simple de y la probabilidad de H(x)=H(y) es 1/n por lo que la probabilidad de H(x)<>H(y) es [1(1/n)]

Si se generan k valores de y entonces la probabilidad de que cada uno cumpla H(x)<>H(y) es [1(1/n)]k.

Para una función hash de longitud m el valor de k que cumple LPC es k=2m/2


Ataque de Cumpleaños

Entonces el tamaño de la función hash es importante para la fortaleza ante ataques de cumpleaños.


Otros algoritmos

DH (DiffieHellman), 1976 Algoritmo de intercambio de llaves Todos los pares Kp,Ku son diferentes. Obtener Kp a partir de P es tan difícil como leer

M Kp y Ku deben ser fáciles de calcular

Elgamal Variante de DH, un algoritmo para cifrado y otro para firmas

digitales. No patentado, alternativa para RSA


Protocolo de Intercambio de Claves de Diffie y Hellman

A y B seleccionan un grupo multiplicativo (con inverso) p y un generador α de dicho primo, ambos valores públicos.

• A genera un número aleatorio a y envía a B αa mod p

• B genera un número aleatorio b y envía a A αb mod p

• B calcula (αa)b mod p = αab mod p y luego destruye b

• A calcula (αb)a mod p = αba mod p y luego destruye a

• El secreto compartido por A y B es el valor αab mod p


Ejemplo de intercambio de clave de DH*

Adela (A) y Benito (B) van a intercambiar una clave de sesión dentro del cuerpo primo p = 1.999, con α = 33. El usuario A elegirá a = 47 y el usuario B elegirá b = 117.

Algoritmo:• A calcula αa mod p = 3347 mod 1.999 = 1.343 y se lo envía a B.• B calcula αb mod p = 33117 mod 1.999 = 1.991 y se lo envía a A.• B recibe 1.343 y calcula 1.343117 mod 1.999 = 1.506.• A recibe 1.991 y calcula 1.99147 mod 1.999 = 1.506.

La clave secreta compartida por (A) y (B) será K = 1.506

*ejemplo tomado del Prof. Jorge Ramío, UPM


Cuan fuerte es DH?

Un intruso que conozca las claves públicas p y α e intercepte el valor αa mod p que ha enviado A y el valor αb mod p que ha enviado B no podrá descubrir los valores de a, de b y ni menos αab mod p ...

Salvo que se enfrente al Problema del Logaritmo Discreto (PLD) que se vuelve computacionalmente intratable para valores de p grandes.


Otros ....

DSA (Digital Signature Algorithm) Variante de el Elgamal, diseñado por la NSA

como el estándar de la firma digital gubernamental de los Estado Unidos.

Solo pensado para firmar, pero puede ser adaptado para cifrar.


Aplicaciones dela Criptografía


Aplicaciones de la Criptografía

Redes Virtuales Privadas (VPN) Acceso Remoto y Transferencia de Archivos seguros

SSH (Secure Shell) www.ssh.com openSSH www.openssh.com

Cifrado del correo y ficheros, firma

digital de documentos PGP (Pretty Good Privacy) www.pgpi.com GnuPG (Gnu Privacy Guard) www.gnupg.com


SSH (Secure Shell)

SSH utiliza: Criptografía de clave asimétrica:

para autenticar sesiones de trabajo. (RSA, DSA)

Criptografía de clave simétrica: para cifrar los datos que se transmiten por la red. (IDEA, DES,

3DES)


SSL


Al final...

Logramos: Autenticidad Confidencialidad Integridad Pero......


Todavía nos quedan cosas pendientes..

Como hacemos para que todos tengan nuestras claves públicas?

Como informamos si hemos perdido nuestra clave privada?

Cuando alguien nos envía su clave pública, que elementos tenemos para confiar el ella?

Tenemos forma de limitar el uso que se le den a las claves ?

Si alguien se va de la empresa, como revocamos su clave?


De eso y más

Hablaremos más tarde ...

Por que?

● Existe un mecanismo criptográfico para obtener los objetivos fundamentales de la seguridad...

● Pero es necesario establecer un mecanismo para distribuir de manera segura las claves.

● No podemos tener las claves de todos● Las claves cambian● Hace falta que alguien certifique quien es quien● Hace falta que alguien establezca para que se

puede usar una clave

Es el único camino?

KERBEROS

Estructura Básica

Usuario

Autoridades

El camino de A a B

● X<<W>>● W<<V>>● V<<Y>>● Y<<Z>>● Z<<B>>

● X <<W>>

CERTIFICADO DE X

FIRMADO POR W

Certificados

● La base del esquema X.509 es el certificado de Ku.

● Los certificados los crea una autoridad de certificación

● La autoridad no es responsable de la creación de los K

Certificados X.509

Obtención de un Certificado

Por qué se revoca un certificado?

● La Kp está ( o se sospecha) comprometida● El usuario ya no está certificado por esa CA● Se sospecha que el certificado de la CA está

comprometido●

La versión 3 de X.509

● Incluye una serie de extensiones adicionales para resolver deficiencias de la versión 2:– El campo Sujeto no era adecuado para acomodar

algunos nombres de usuarios y aplicaciones– Existía la necesidad de indicar información de las

Políticas de Seguridad– Es necesario definir los usos de los certificados– Es necesario poder definir diferentes claves usadas

por un usuario.

Las extensiones X.509 v3

● Cada extensión tiene un campo de riesgo que define si la extensión puede ser ignorada o no.

● Las extensiones se dividen en:– Información sobre claves y políticas– Atributos de Sujeto y emisor– Limitaciones de la Ruta de Certificación

Ej. de extensiones

Public Key Cryptographic Standards

● PKCS #1: RSA Cryptography Standard

● PKCS #3: DiffieHellman Key Agreement Standard

● PKCS #5: PasswordBased Cryptography Standard

● PKCS #6: ExtendedCertificate Syntax Standard

● PKCS #7: Cryptographic Message Syntax Standard

● PKCS #8: PrivateKey Information Syntax Standard

● PKCS #9: Selected Attribute Types

● PKCS #10: Certification Request Syntax Standard

● PKCS #11: Cryptographic Token Interface Standard

● PKCS #12: Personal Information Exchange Syntax Standard

● PKCS #13: Elliptic Curve Cryptography Standard

● PKCS #15: Cryptographic Token Information Format Standard

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VPN

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Redes Privadas VirtualesVirtual Private Networks

● Proporcionan una red de datos privada sobre infraestructuras de telecomunicaciones públicas, como Internet.

● Permita a los participantes disfrutar de la misma seguridad y funciones que sólo están disponibles en las redes privadas.

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Tipos de Conexiones VPN

● Host a Red● Red a Red ● Host a Host

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● Host a Red

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● Red a Red

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● Host a Host

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Requerimientos de una VPN

● Autenticación ● Administración de direcciones ● Cifrado de datos ● Administración de llaves ● Soporte de múltiples protocolos

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Protocolos de Túnel ● PointtoPoint Protocol (PPP)● PointtoPoint Tunneling

Protocol (PPTP) ● Layer Two Forwarding (L2F) ● Layer Two Tunneling Protocol

(L2TP) ● Internet Protocol Security

(IPSec)

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IPSec (RFC 2401)

● Proporciona servicios de seguridad en capa 3.● Permite seleccionar protocolo de seguridad,

algoritmos que se van a utilizar y las claves requeridas para dar esto servicios.

● Servicios de seguridad: control de acceso, integridad, autenticación del origen de los datos, confidencialidad.

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Servicios IPSec

● Protocolos de seguridad– AH (Authentication Header): Integridad y

autenticación de origen– ESP (Encapsulating Security Payload):

Confidencialidad● Gestión de claves

– IKE (Internet Key Exchange): Establece la comunicación segura

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Protocolos de seguridad:AH y ESP

Modos de funcionamiento:● Modo transporte

– Entre hosts– La cabecera del protocolo aparece después de

la cabecera IP● Modo túnel

– Entre hosts y gateways– Existe una cabecera IP adicional

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AH (RFC 2402)

● Integridad y autenticación de origen● Está insertado entre la cabecera IP y los datos del

paquete IP

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ESP (RFC 2406)

● Confidencialidad● Proporciona servicios de seguridad mixtos entre hosts

y gateways● Está insertado entre la cabecera IP y los datos del

paquete IP cifrado

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ESP (RFC 2406)

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ESP vs. AH

● ESP provee todo lo que ofrece AH más confidencialidad de datos.

● La principal diferencia entre la autenticación provista entre ESP y AH tiene que ver con la cobertura, ESP no protege los campos del encabezado IP, a menos que sean encapsulados por ESP (modo tunel).

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ESP vs. AH

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Gestión de ClavesIKE (RFC 2409)

ISAKMP● Proporciona un marco de

operación para la gestión de llaves de Internet y el soporte de protocolo específico para negociar los atributos de seguridad

● NO establece las claves de sesión

Oakley● Diffie–Helman para

establecer las claves de sesión en los routers o hosts

● Puede utilizarse solo o con el ISAKMP si necesita negociación de atributos

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IKE (RFC 2409)

● El protocolo IKE se basa en el concepto central de una asociación de seguridad (SA).

● SA contiene todos los parámetros necesarios para definir completamente el acuerdo de seguridad tales como: – Autenticación– Algoritmos de cifrado – Longitudes de llaves – Tiempo de vigencia de las llaves

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Asociaciones de Seguridad (SA)

● Es un acuerdo de seguridad unidireccional entre los sistemas que se están comunicando que especifican qué tan segura es una conexión que será establecida.

● Todos los parámetros SA son organizados dentro de una estructura llamada Security Parameter Index (SPI).

● Una SA es negociada para cada protocolo de seguridad utilizada entre los protocolos de los sistemas interconectados.

● Dos sistemas pueden tener múltiples SA establecidas.

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Servicios de Seguridad

● Confidencialidad– Terceros no pueden obtener la información

● Integridad– La información no ha sido alterada

● Autenticidad– La procedencia es verídica

● No repudio– No puede negar haberlo hecho

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IP layer security vs session layer security

● IPSec y SSL son tecnologías complementarias cuando el tráfico se restringe a la “web”

● Cuando el tráfico no puede ser restringido sólo a HTTP, y se deben incluir aplicaciones como Telnet, FTP, NFS (Network File System), servicios de directorio, aplicaciones de bases de datos, audio y video en tiempo real, entonces es necesario usar el protocolo IPSec.

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Autoridad de Certificación

Encargada de gestionar la emisión y/o generación de certificados y revocaciones. Se encarga de establecer las políticas decertificación:

– Tamaño de claves– Fechas de validez– Generar las listas de certificados revocados

(CRL's).

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Certificados Digitales

● Archivo firmado por el CA atestiguando que la identidad y la clave pública se corresponden.

● El formato estándar X.509 v3 recomendado por la (ITU) Une Identidad con Clave Pública

● CA actúa como un notario (certifica)

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