Diapositiva 1 - Universidad de Sevilla

CRIPTOGRAFÍA
5º CURSO DE INGENIERÍA INFORMÁTICA
Introducción
E.T.S.I. Informática
Universidad de Sevilla
Curso 2007/2008
NECESIDAD DE LA SEGURIDAD
Siempre hay oponentes.
 Un remedio : no tener secretos, pero
¿y si no es posible?

Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
◦
◦
◦
◦
Existencia de datos sensibles.
Privacidad.
Necesidad de autenticación.
Etc.
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Necesidad de la seguridad
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
NO SÓLO SECRETO
o
Privacidad
◦ Un adversario no debe poder acceder al contenido de la información.
Necesidad de la
seguridad
o
◦ El usuario de la información debe poder verificar que ésta no ha sido
alterada por agentes no autorizados.
No sólo secreto
Ataques y
defensas
o
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
o
Firma
◦ El usuario de la información debe poder convencer a otros de que ésta ha
sido originada por agentes autorizados.
o
Cifrar y descifrar
No repudio
◦ El autor de la información no puede negar que él la ha originado. El
receptor de una información no puede negar que lo ha recibido.
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Autenticación
◦ El usuario de la información debe convencerse a sí mismo de que ésta ha
sido originada por agentes autorizados.
Ataques pasivos
Ataques activos
Integridad
o
Control de acceso
◦ El acceso a la información está controlado por el sistema, que sólo lo
permita a agentes autorizados.
Atacantes y sus
recursos
o
Disponibilidad
◦ La información está disponible para los agentes autorizados cuando éstos
la solicitan.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
ATAQUES Y DEFENSAS
o
◦ Acciones que comprometen la seguridad de la
información.
◦ Pueden ser activos o pasivos.
Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
o
 Prevenir un ataque.
 Detectar un ataque.
 Recuperar la información tras los daños causados por un
ataque.
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Atacantes y sus
recursos
Mecanismos de seguridad
◦ Procedimientos para:
Servicios de
seguridad
Seguridad
computacional
Ataques de seguridad
o
Servicios de seguridad
◦ Servicios que hacen uso de varios mecanismos de
seguridad para proteger la información de los ataques.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
ATAQUES PASIVOS
•
Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
El oponente intenta sólo obtener la información sin
intención de modificarla.
•
Difíciles de detectar.
•
Defensa: mecanismos de prevención, más que de detección.
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
Obtención de la
información
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Análisis del
tráfico
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
ATAQUES ACTIVOS
•
Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
El oponente no sólo pretende obtener la
información sino también modificarla.
• Difíciles de prevenir.
• Fáciles de detectar.
• Defensa: mecanismos de detección y recuperación.
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Suplantación
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
ATAQUES ACTIVOS
Necesidad de la
seguridad
Repetición
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
Modificación
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Interrupción
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
SERVICIOS DE SEGURIDAD
Específicos
Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Pueden incorporarse alguna capa de protocolo.
Cifrado.
Firma digital.
Control de acceso.
Integridad de los datos.
•
•
•
•
Intercambio de autentificación.
Relleno del tráfico.
Control de enrutamiento.
Notarización.
•
•
•
•
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Generales
No están incorporados en ninguna capa de protocolo.
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
•
•
•
•
Funcionalidad fiable.
Etiquetas de seguridad.
Detección de acciones.
Integridad de los datos.
•
•
•
Informes para auditorías de
seguridad.
Relleno del tráfico.
Recuperación de la seguridad.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
¿QUÉ ES LA CRIPTOGRAFÍA?

Necesidad de la
seguridad
Qué es y qué hace:
◦ Herramienta básica para todos los servicios de seguridad.
◦ Se ocupa de la seguridad de las comunicaciones en
presencia de adversarios.
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional

Una definición:
◦ Estudio de las técnicas matemáticas relacionadas con la
seguridad de la información, confidencialidad, integridad de
datos, autentificación y reconocimiento del origen de los
datos.
Atacantes y sus
recursos
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
CIFRAR Y DESCIFRAR
•
Proceso de cifrar y descifrar:
•
Cifrado:
Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
◦ Proceso de obtención del texto cifrado a partir del texto en claro
◦ Incorrecto: encriptar, criptografiar, …
◦ No es lo mismo que codificar.
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
•
Descifrado:
◦ Proceso de recuperación del texto en claro a partir del texto
cifrado por parte de un agente autorizado.
◦ Incorrecto: desencriptar, decodificar, …
◦ No es lo mismo que descodificar.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
CRIPTOANÁLISIS

Necesidad de la
seguridad
No sólo secreto
Criptoanálisis:
◦ Recuperación del texto en claro y/o las claves por parte de
un agente no autorizado.
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
◦ En función de los elementos que conozca el oponente
hablaremos de distintos tipos de criptoanálisis.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
CRIPTOANÁLISIS
Tipos de criptoanálisis:
Necesidad de la
seguridad
Tipo
Denominación
Información que posee el criptoanalista
1
Sólo texto cifrado
•
•
Algoritmo de cifrado.
Texto cifrado a romper.
2
Texto claro conocido
•
•
•
Algoritmo de cifrado.
Texto cifrado a romper.
Una o más parejas de texto claro/texto cifrado.
3
Texto claro elegido
•
•
•
Algoritmo de cifrado.
Texto cifrado a romper.
Texto en claro elegido por el criptoanalista y el
correspondiente texto cifrado.
4
Texto cifrado elegido
•
•
•
Algoritmo de cifrado.
Texto cifrado a romper.
Texto cifrado elegido por el criptoanalista y el correspondiente
texto claro.
5
Texto elegido
•
•
•
Algoritmo de cifrado.
Texto cifrado a romper.
El criptoanalista tiene acceso a la maquinaria de cifrado y puede
generar todas las parejas que desee de texto claro/texto cifrado
con la misma clave que el que quiere romper.
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
SEGURIDAD COMPUTACIONAL

Necesidad de la
seguridad
Un sistema es computacionalmente seguro si
cumple alguna de las condiciones siguientes:
◦ El coste del criptoanálisis excede el valor de la información
obtenida.
◦ El tiempo necesario para el criptoanálisis excede el tiempo de vida
útil de la información.
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Ataques pasivos
Ataques activos
Servicios de
seguridad
¿Qué es la
Criptografía?
Cifrar y descifrar
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos

Son necesarias suficientes pruebas.

En las pruebas debemos suponer que el oponente
es muy capaz:
◦
◦
◦
◦
◦
Conoce el criptosistema utilizado.
Conoce la naturaleza del texto en claro (sabe qué busca).
Si encuentra el texto en claro, sabe que lo ha encontrado.
Tiene capacidad suficiente.
Tiene suficientes recursos.
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla
ATACANTES Y SUS RECURSOS
Necesidad de la
seguridad
Según un estudio realizado, en la siguiente tabla se agrupan los tipos de
atacantes según los recursos de que disponen:
No sólo secreto
Ataques y
defensas
Recurso
Adolescente
Académico
Crimen
Gobierno
Ataques pasivos
Tiempo
Limitado
Moderado
Mucho
Mucho
Ataques activos
Presupuesto
<1.000€
<100.000€
>100.000€
¿?
Servicios de
seguridad
Creatividad
Variable
Alta
Variable
Variable
¿Qué es la
Criptografía?
Detectabilidad
Alta
Alta
Baja
Baja
Cifrar y descifrar
Objetivo
Reto
Publicidad
Dinero
Variable
Número
Muchos
Moderado
Pocos
¿?
No
No
Sí
Sí
Criptoanálisis
Seguridad
computacional
Atacantes y sus
recursos
Organizado
Fuente: Cryptography Research, Inc. “Crypto Due Diligence”
Criptografía – 5º Curso de Ingeniería Informática – Universidad de Sevilla