1 Introducción a la Seguridad en Sistemas InformáticosFrancisco Rodríguez-Henríquez CINVESTAV-IPN Depto. de Ingeniería Eléctrica Sección de Computación
2 Menú de proyectos
3 Temas de investigaciónElecciones Electrónicas Monedero digital Autenticación biométrica Notaría digital Mecanismos de seguridad en IEEE Mecanismos de seguridad en el protocolo Bluetooth Mecanismos de seguridad en RFIDs
4 Motivación y Antecedentes
5 Políticas de Administración de ServiciosFundamentos de Seguridad Informática Criptografía Mecanismos y algoritmos básicos para la Protección de la información. Protocolos Seguros Servicios de Autenticación Comunicaciones seguras y transacciones PKI – Infraestructura de Llave Pública Generación, distribución y administración de certificados de llave pública. Políticas de Administración de Servicios Servicios de autorización y control de acceso Políticas y normas de seguridad ... Cripto- grafía Protocolos Seguros Políticas de Administración De Servicios PKI
6 referencias en InternetITU-T X.800 Arquitectura de Seguridad para OSI Recomienda una forma sistemática de proveer seguridad y cumplir con requerimientos de calidad RFC 2828 200 páginas de glosario de seguridad en Internet
7 Modelo de Capas para Sistemas de SeguridadAplicaciones: correo electrónico seguro, monedero digital, elecciones electrónicas, cortafuegos, etc. Protocolos de Comunicación: SSL/TLS/WTLS, IPSEC, IEEE , etc. Servicios de Seguridad: Confidencialidad, Integridad de Datos, Autenticación, No-Repudio Funciones Criptográficas: Cifrar/Descifrar, Firmar/Verificar Algoritmos de Llave Pública: RSA, ECC Algoritmos de llave Simétrica: AES, DES, RC4, etc.. Aritmética Computacional : Suma, Elevar al cuadrado, multiplicación, inversión y Exponenciación
8 Dilema fundamental de la seguridadUsuarios sin conciencia de la seguridad tienen demandas de seguridad específicas pero sin tener ningún conocimiento técnico. Solución: Niveles de seguridad predefinidos y clasificados de acuerdo a algún grupo de criterios.
9 Tres leyes de la seguridadNo existen sistemas absolutamente seguros Para reducir su vulnerabilidad a la mitad se tiene que doblar el gasto en seguridad Típicamente, los intrusos brincan la criptografía, no la rompen.
10 Ataques
11 Recursos y Métodos de AtaquesAdolescente Académico Org. Crimen Gobiernos Tiempo Limitado Moderado mucho Mucho Presupuesto <$1000 $10K-$100K $100K+ ¿? Creatividad Varía Alta Detectabilidad baja Baja Objetivo Reto Publicidad dinero Número muchos pocos Organizado No sí Sí Dist. info? Source: Cryptography Research, Inc. 1999, “Crypto Due Diligence”
12 Ataques a la Seguridad: Activos y PasivosMascarada (impersonar) Replay Modificación del mensaje Denegación de servicio (DoS) Pasivo Análisis de tráfico distribución no autorizada de la información
13 Ataques a la Seguridad Ataques Pasivos
14 Ataques a la Seguridad Ataques Activos
15 Clases de Ataques a la SeguridadInterrupción Intercepción Modificación Fabricación Anita Betito
16 Clases de Ataques a la Seguridad: InterrupciónIntercepción Modificación Fabricación Disponibilidad Anita Betito
17 Clases de Ataques a la Seguridad: IntercepciónInterrupción Intercepción Modificación Fabricación Confidencialidad Anita Betito
18 Clases de Ataques a la Seguridad: ModificaciónInterrupción Intercepción Modificación Fabricación Anita Betito Integridad
19 Clases de Ataques a la Seguridad: FabricaciónInterrupción Intercepción Modificación Fabricación Anita Betito Autenticidad
20 Ataques a la Seguridad Accidental Intencional Pasivo Activo AtaquesErrores software Errores hardware Pasivo Activo Divulgación de datos Análisis de tráfico Mala administración Mod. datos retrasos bloqueo copia datos revirar datos destrucción datos
21 Servicios de Seguridad
22 Servicios de SeguridadConfidencialidad Autenticación Identificación Integridad No-repudio Control de acceso Disponibilidad
23 Servicios de Seguridad (1/2)Confidencialidad. La confidencialidad asegura que la información sensible sólo podrá ser consultada o manipulada por usuarios, entidades o procesos autorizados. Integridad. La integridad da la certeza de que la información no ha sido modificada por entidades no autorizadas para hacerlo. Dentro de las posibles modificaciones están la escritura, modificación o borrado de segmentos de datos.
24 Servicios de Seguridad (2/2)Autenticación. La autenticación asegura que la identidad de los participantes es verdadera. Se pueden evaluar tres aspectos para autenticar usuarios: verificar algo que el usuario tiene; poner a prueba al usuario sobre algo que sabe, esto es, pedirle una contraseña y, finalmente, el tercer aspecto es verificar algo que el usuario es, por ejemplo, analizar sus huellas dactilares o su retina. No repudio. El no repudio ofrece protección a un usuario o entidad frente a que otro usuario niegue posteriormente que en realidad se realizó cierta transacción.
25 Tipos de Autenticación (1/2)Autenticación del mensaje. Consiste en la verificación de que una de las partes es la fuente original del mensaje, es decir, autentica la procedencia de un mensaje. Este tipo de autenticación asegura la integridad del mensaje. Autenticación de entidad. Consiste en el proceso donde una parte se asegura de la identidad de la segunda parte involucrada en el protocolo de comunicación.
26 Tipos de Autenticación (2/2)Autenticación de llave. Este tipo de autenticación permite que una parte se asegure que ninguna otra entidad no confiable pueda tener acceso a la llave privada correspondiente. Autenticación de transacción. Este tipo de autenticación provee autenticación de mensaje y además garantiza la existencia única y temporal de los datos.
27 Tipos de Autenticación y PropiedadesPropiedades/Tipo de Autenticación Identificación de origen Identificación de datos Tiempo o unicidad Aut. mensaje - Aut. de transacción Aut. de entidad Aut. llave deseable
28 Relación Integridad Autenticación No repudio
29 Bloques Básicos
30 Seguridad: Bloques BásicosCifrado/descifrado provee: confidencialidad, puede proveer autenticación e integridad de datos. Funciones hash proveen: Protección de integridad, puede proveer autenticación Firmas Digitales proveen: autenticación, protección de integridad, y no- repudio.
31 Llaves Llave pública/privadaUna llave es el inverso matemático de la otra Las llaves privadas son conocidas sólo por los legítimos dueños. Las llaves públicas son almacenadas en certificados (estándar X.509). Algoritmos: RSA , Diffie-Hellman, DSA
32 Criptografía de llave secreta
33 Modelo simplificado de Cifrado
34 Criptografía SimétricaAlgoritmos altamente eficientes. Ambas partes convienen en compartir el mismo secreto Desventajas: un problema importante es la distribución de las llaves. En un sistema con n usuarios se necesita generar n(n-1)/2 llaves. La administración de llaves también tiende a ser problemática Algoritmos utilizados: DES - 56 bit key 3DES usa tres llaves DES IDEA 128 bits AES fue escogido como el nuevo estándar de cifrado en el 2000.
35 Funciones Hash
36 Digestión de Mensajes También conocido como función hash de solo ida, es una huella digital única de longitud fija. Entrada de longitud arbitraria, salida de longitud fija (128 o 160 bits). Un buen algoritmo de digestión debe poseer las siguientes propiedades: El algoritmo debe aceptar cualquier longitud de mensaje. El algoritmo debe producir un digesto de longitud fija para cualquier mensaje de entrada. El digesto no debe revelar nada acerca del mensaje de entrada que lo originó. Es imposible producir un digesto pre-determinado. Es imposible hallar dos mensajes que produzcan el mismo digesto.
37 Esquema convencional de una función hash
38 Algoritmos Hash Usados paraProducir huellas digitales de longitud fija para documentos de longitud arbitraria Producir información útil para detectar modificaciones maliciosas Traducir contraseñas a salidas de longitud fija.
39 Esquema convencional de una función hash
40 Obtención de llave privada
41 Criptografía de llave pública
42 Criptografía de llave pública: confidencialidad
43 Criptografía de llave pública: Firma Digital
44 Protocolo PGP: Firma
45 Protocolo PGP: Verificación
46 El problema de la autenticación
47 Ataques en una red Inalámbrica
48 Protocolo Diffie-Hellman
49 Ataque del Intruso de en medio
50 ¿Solución: Autenticación mutua?Hola soy A, R1 A B R2, KAB {R1} KAB{R2}
51 Ataque Reflexivo Hola soy A, R1 T B R2, KAB{R1} Hola soy A, R2 B B T
52 Usurpación de la Identidad
53 Protocolos de Autenticación
54 Autenticación por retos
55 Autenticación a través de una tercera entidad
56 Autenticación TLS
57 Sistema Seguro para Intercambio de DatosMódulo de Negociación en el Cliente usando TLS/WTLS Servidor usando Llave de Sesión Intercambio de Datos Parámetros Criptográficos Datos recibidos Datos a Intercambiar Módulo para Intercambio de Datos
58 Certificados y Autoridades certificadoras
59 Responsabilidades de una ACGeneración de llaves (Intercambio seguro) Emisión de Certificados (¿Que son?) Emisión de CRL’s (¿Para que sirven?)
60 Certificados AC Entidad a ser Certificada Verificador FJRRH FJRRH
61 Certificados Certificado Información de identificación del sujetoLlave pública del sujeto Llave privada de la Autoridad de Certificación Nombre de la Autoridad Certificadora Generar Firma digital Número de serie Firma digital de la Autoridad Certificadora
62 Herramienta básica: Certificados Digitales
63 Listas de Revocación de Certificados
64 Autoridad Certificadora¿Qué es una CA? Autoridad de certificación (CA) Clave privada de la CA Información del usuario Algoritmo de Firma Certificado del usuario Firmado por la CA Usuario Clave pública del usuario Fig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora
65 Aplicación CA CRL Verifica CRL Verifica certificado ? ? X Y 1235
66 Certificado TBS Fig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora
67 Generación de certificado X.509Fig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora
68 Separación de componentes de un certificado X.509Fig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora
69 Firma de Certificado Fig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora
70 Verificación de certificado digitalFig. 1. Entorno de una Autoridad Certificadora