Transcript Je bezpečnosť informačných systémov bezpečná?

Je bezpečnosť informačných systémov bezpečná?
Doc. Ing. Ladislav Hudec, CSc., CISA
http://www2.fiit.stuba.sk/~lhudec/
Fakulta informatiky a informačných technológií STU
Certifikovaný auditor informačných systémov
Súdny znalec pre bezpečnosť a ochranu informačných systémov
Pripravené pre stretnutie Alumni klubu STU dňa 5. júna 2012, veľká zasadačke rektora
STU
Úvod




Bezpečný (absolútne) reálny informačný systém neexistuje. Teoreticky áno, ale
nie je použiteľný.
Informačná bezpečnosť je bezpečnosť informácií.
Počítačová bezpečnosť je bezpečnosť prostriedkov počítačového systému (širší
pojem).
Osnova prednášky:
o
o
o
o
o
o
Čo je informačná/počítačová bezpečnosť
Identifikácia a autentizácia
Programové infiltrácie
Kryptografia a bezpečnosť
PKI (Infraštruktúra verejného kľúča)
Digitálny/Elektronický podpis
2
Čo je počítačová bezpečnosť – aktíva počítačového systému



Aktívum je niečo, čo má hodnotu alebo je pre spoločnosť užitočné, pre jej
obchodné operácie alebo kontinuitu činnosti. To znamená, že aktíva potrebujú
ochranu, aby sa zaistili korektné obchodné operácie a kontinuita činnosti.
Vhodná správa aktív a účtovateľnosť aktív je rozhodujúca na zaistenie ich
primeranej ochrany. Tieto dva aspekty by mali byť dôležitou povinnosťou na
všetkých manažérskych úrovniach.
Príklady aktív zahrňujú:
o
o
o
o
o
o
o
Informačné aktíva: databázy a údajové súbory, systémová dokumentácia,
používateľské manuály, školiace materiály, prevádzkové a podporné procedúry,
havarijné plány
Papierová dokumentácia: kontrakty, návody, dokumentácia spoločnosti, dokumenty
obsahujúce dôležité obchodné údaje
Softvérové aktíva: aplikačný softvér, systémový softvér, vývojové nástroje a utility
Fyzické aktíva: počítače a komunikačné zariadenia, magnetické médiá (pásky a disky),
ďalšie technické zariadenia (zdroje energií, klimatizácia), nábytok,
Ľudia: obslužný personál, zákazníci, predplatitelia
Reputácia a obraz spoločnosti
Služby: výpočtové a komunikačné služby, ďalšie technické služby (kúrenie, osvetlenie,
energie, klimatizácia).
3
Čo je počítačová bezpečnosť – hrozby, zraniteľnosti a požiadavky

Aktíva sú predmetom mnoho typov hrozieb:
o
o
o
o

Zraniteľnosti sú slabiny spojené s aktívami spoločnosti. Tieto slabiny môžu
byť využité (zneužité) hrozbou spôsobujúcou neželaný incident, ktorý môže
skončiť stratou, škodou alebo poškodením aktíva.
o

Hrozba má potenciál spôsobiť neželaný incident, ktorý môže spôsobiť škodu systému,
alebo spoločnosti a jej aktívam.
Škoda sa môže objaviť po priamom alebo nepriamom útoku na informácie spoločnosti,
napríklad neautorizované zničenie, zverejnenie, modifikácia, poškodenie
a nedostupnosť alebo strata.
Hrozby môžu vzniknúť z náhodných alebo úmyselných zdrojov alebo udalostí.
Hrozba musí zneužiť zraniteľnosť systému, aplikácie alebo služby používanej
spoločnosťou, aby úspešne spôsobila škodu aktívu.
Zraniteľnosť sama o sebe nespôsobuje škodu, je iba podmienkou alebo množinou
podmienok, ktoré umožňujú hrozbe pôsobiť na aktívum.
Požiavky na ochranu informácií (údajov)
o
o
Existujú právne požiadavky

Zákon č. 428/2002 Z. Z. O ochrane osobných údajov

Zákon č. 215/2004 Z. Z. O ochrane utajovaných skutočností

Bankový zákon, Daňový zákon, Zákon o zdravotnom poistení, ...
Sú dané technické a manažérske štandardy

ISO/IEC 27 000 Informačné technológie. Manažérsky systém informačnej
bezpečnosti.

STN ISO/IEC 15 408 Informačné technológie. Bezpečnostné techniky. Kritériá na
hodnotenie bezpečnosti IT.
4
Čo je počítačová bezpečnosť – správa bezpečnosti
využívajú
Hrozby
Zraniteľnosti
zvyšujú
zvyšujú
chránia pred
Ochranné
opatrenia
sú vystavené
znižujú
Riziká
Aktíva
indikujú
sú splnené
Požiadavky na ochranu
zvyšujú
majú
Hodnoty
5
Čo je počítačová bezpečnosť - ekonomika ochrany
Minimálna ochrana
Maximálna ochrana
Možné straty
Náklady
Zvyškové riziko
0
20
40
60
80
100
Vyvážené náklady a
straty
6
Čo je počítačová bezpečnosť

Bezpečnosť počítačového systému spočíva v udržaní troch základných
vlastností počítačový systému
o
Dôvernosť (Confidentiality)



o
Integrita (Integrity)


o
Aktíva môžu byť modifikované iba predpísaným spôsobom
Napríklad zapísanie, zmenenie, zmenenie stavu, zrušenie alebo vytvorenie
Dostupnosť (Availability)


o
K aktívam pristupujú iba oprávnené entity
Typy prístupy môžu byť: čítanie, tlačenie alebo iba informácia o existencii objektu
Niekedy sa dôvernosť nahradzuje a označuje pojmami utajenosť (secrecy) alebo
privátnosť (privacy)
Aktíva sú dostupné oprávneným entitám
Oprávnenej entite nesmie byť bránené v prístupe k aktívam, ku ktorým má
oprávnenie pristúpiť
Ďalšími vlastnosťami je autentickosť (authenticity) a nepopierateľnosť (nonrepudiation)
7
Identifikácia a autentizácia

Pri prístupe k personálnemu počítaču je potrebné zadať username a
password.
o
o

Modul identifikácie a autentifikácie (I&A) porovná zadané údaje od entity s
údajmi uloženými v personálnom počítači (password file). Identifikácia a
autentifikácia entity môže byť neúspešná.
o
o
o

Username (meno používateľa) – identifikácia pristupovanej entity
(používateľa)
Password (heslo používateľa) – autentifikácia, potvrdenie vyhlasovanej
identity.
Obmedzený počet neúspešných prihlásení
Zablokovanie účtu
Upozornenie na nelegálnosť neoprávneného prístupu a právne postihy
Heslo je kľúčom k účtu používateľa. Problémy s heslami:
o
o
o
o
o
Zabudnuté heslá (ukladanie do zapečatených obálok do trezoru)
Hádanie hesiel (voľba silných hesiel)
Odchytenie, odpozorovanie hesla (technické, technologické opatrenia)
Úmyselne alebo neúmyselné vyzradenie hesla (administratívne opatrenia?)
Kompromitácia súboru password file (ochrany operačného systému alebo
aplikácie)
8
Identifikácia a autentizácia


Heslá sú zdieľaným tajomstvom medzi používateľom a modulom I&A
operačného systému alebo aplikácie.
Kvalita hesla je podstatná pre bezpečnosť autentifikácie a ochranou pred
uhádnutím hesla útočníkom (minimalizuje šance útočníka). Stratégie útočníka pri
hádaní hesla:
o
o

Pravidlá voľby kvalitného hesiel:
o
o
o
o

Úplné prehľadávanie. Použitie hrubej sily (brute force attack - BFA) – skúša všetky
možné kombinácie platných symbolov až do určitej dĺžky
Inteligentné prehľadávanie. Prehľadávanie iba istej obmedzenej množiny všetkých
možných kombinácií platných symbolov, na základe znalosti mena používateľa, mená
príbuzných a priateľov, telefónneho čísla, čísla alebo značky auta, populárne heslá
(nbusr123), slovníkové útoky – útočník skúša heslá podľa dopredu pripraveného
slovníka hesiel (Internetovský červ, november 1988)
Okamžitá zmena prednastavených hesiel (username: system, password: manager) po
dodávke a inštalácii systému
Primeraná dĺžka hesla. Na ochranu pred BFA silou treba voliť dlhšie heslá:
administrátor systému 12 znakov, používateľ podľa dôležitosti aplikácie 6 až 8 znakov
Vhodný formát hesla. Heslo musí obsahovať znaky aspoň z troch skupín znakov: malé
písmená (a,b,..), veľké písmená (A,B,..), číslice (1,2,..), špeciálne znaky (?,!,%,..).
Vyvarovať sa známym heslám. Tieto heslá obsahujú slovníky hesiel.
Rady na zapamätanie hesla:
o
o
Pri zavedení nového hesla zapamätaniu napomáha viacnásobné zapísanie hesla
(opakovanie hesla podporuje jeho zapamätanie).
Nemeňte heslá pred víkendami a sviatkami
9
Identifikácia a autentizácia

Alternatívne mechanizmy autentifikácie sú založené na tom, že používateľ
o
o
o
o
o

Niečo vie - heslo, PIN, dôverná informácia pri zrušení certifikátu - kto NIEČO VIE ste
VY
Niečo vlastní - kľúč od dverí, fyzický token, čipová karta - kto váš TOKEN vlastní ste
VY
Niekto je - biometrické prvky – odtlačok prsta, dlaň, hlas, sietnica oka, dúhovka oka,
krvné riečište, DNA, potrebné sú referenčné vzorky – v etape zavedenia do systému,
používané na identifikáciu a aj autentifikáciu, parametre FAR – False Acceptance Rate,
FRR – False Rejection Rate
Niečo robí - vlastnoručný podpis s prípadným sledovaním dynamiky pera, dynamika
písania na klávesnicu, sledovanie pohybu myši
Niekde je - prihlásenie do systému iba z určitého terminálu, sledovanie polohy
pomocou GPS
Kombinácia mechanizmov umožňuje významné zvýšenie bezpečnosti
autentifikácie
o
o
o
o
Viacero nezávislých autentizačných mechanizmov
Každý autentizačný mechanizmus má váhu odpovedajúcu jeho spoľahlivosti
Každý autentizačný mechanizmus s istou pravdepodobnosťou vyhodnotí výsledok
Pre autentizáciu treba dosiahnuť istý prah
10
Identifikácia a autentizácia

Jednorázové heslá
o
o

Jednorázové heslá riešia problém odchytenia hesla behom jeho prenosu po sieti a
následným použitím odchyteného hesla. Jednorázové heslá sa nepoužívajú iba pri
aplikáciách prevádzkovaných v počítačových sieťach, ale i pri tak odlišných aplikáciách
ako je CallCentrum, kedy je nevyhnutné autentizovať používateľa, ktorý požaduje
služby bežným telefónom.
Ako je to vlastne možné, že používateľ môže vždy zadať iné heslo? Algoritmov na
tvorbu jednorázových hesiel je celý rad.
Zoznam jednorázových hesiel
o
o
o
o
Nejjednoduchšou metódou jednorázových hesiel je zoznam jednorázových hesiel.
V tomto prípade, je vygenerovaný zoznam hesiel, ktorý môže byť vytlačený na papier a
odovzdaný používateľovi (resp. zaslaný používateľovi bezpečnou elektronickou
poštou). Rovnaký zoznam existuje i na strane systému, kde môžu byť i jednotlivé
jednorázové heslá znehodnotené jednocestnou funkciou.
Používateľ potom na svoju autentizáciu zadáva jedno heslo po druhom. Po zadaní
hesla si zadané heslo zo zoznamu vyškrtne.
Jednorázové heslá môžu byť v zozname i očíslované. Systém potom môže vo výzve na
zadanie hesla napovedať používateľovi aké heslo má zadať.
Zoznamy jednorázových hesiel sa často kombinujú s klasickým heslom. Používateľ
potom zadáva heslo skladajúce sa z dvoch častí: z klasického (viacnásobného) hesla a
z jednorázového hesla. Tým sa komplikuje využitie zoznamu jednorázových hesiel
zabudnutého v i-kaviarni a na druhej strane sa i komplikuje použitie odchyteného hesla.
11
Identifikácia a autentizácia – rekurentný algoritmus

Rekurentný algoritmus
o
o
o
o
o
o
Rekurentný algoritmus používa niektorý z algoritmov na výpočet kontrolného súčtu. Zvoľme si jeden
z týchto jednocestných algoritmov (hašovacia funkcia) a označme ho F. Ďalej si používateľ musí
sám zvolit nejaký reťazec násada. Tento reťazec používateľ nikomu neoznamuje – je to iba
používateľovo tajomstvo (rozdiel od zdieľaného tajomstva!).
Kontrolný súčet z reťazca násada vyjadríme ako: F(násada). Ak použijeme algoritmus F dvakrát
opakovane na tú istú správu, tj. F(F(násada)), potom budeme písať: F(F(násada))= F2(násada), ak
aplikujeme algoritmus F opakovane n-krát, potom výsledný kontrolný súčet označíme Fn(násada).
Podľa definície zrejme platí:
F(Fn-1(násada))=Fn(násada)
Použitie tejto metódy spočíva tiež v inicializačnom kroku. Používateľ si vytvorí text násada
(prípadne si ho zašifruje pomocou PINu).
 V inicializačnom kroku sa používateľ a správca aplikácie dohodnú na čísle, napr. 1000.
 Používateľ vyrobí: F
1000(násada) a odovzdá ho správcovi aplikácie.
 Správca aplikácie si do databázy k nášmu používateľovi poznamená názov algoritmu na
výpočet kontrolného súčtu (tj. F), číslo 1000 a F1000(násada). Správce teda nepozná text
násada (je to používateľovo tajomstvo).
Pri autentizácii pošle používateľ na server meno, server vo svojej databáze zistí, akú používateľ
používa autentizačnú metódu. Obratom server používateľovi pošle dopyt obsahujúci číslo (n-1), tj.
teraz 999. Používateľ vygeneruje odpoveď F999(násada) a odošle to ako jednorázové heslo serveru.
Server preverí totožnosť používateľa, takže vykoná porovnanie
F(F999(násada)) =
F1000(násada)
Algoritmus F je mu známy a F1000(násada) má uložené v konfiguračnom súbore a F999(násada)
obdržal v odpovedi používateľa.
12
Identifikácia a autentizácia – zdieľané tajomstvo a výzva
Klient preukazujúci svoju totožnosť
serveru
Klient
1
zdieľané tajomstvo
2
3
Server
Klient alebo server generuje
zdieľané tajomstvo (raťazec)
Jan:Algoritmus=zdieľ.taj,zdieľané tajomstvo
Božena:...
Alena: ..
Zdieľané tajomstvo sa distribuuje tak,
aby ho mali k dispozícii server i klient
Zdieľané tajomstvo sa použije na
autentizáciu:
4
7
Chcem tvoje služby
Tvoje meno (Username=?)
6
5
Username=Jan
Posielam ti výzvu "č"
Pasword=HASH
("č" + zdieľané
tajomstvo)
9
Zadaj jednorázové heslo (Password=?)
Generuje náhodné číslo "č"
ako výzvu
8
Pasword=HASH ("č" + zdieľané tajomstvo)
10
HASH ("č" + zdieľané tajomstvo)
11
?Sú obe hodnoty rovnaké?
13
Programové infiltrácie

Neočakávanému správaniu programu sa hovorí programová chyba (program
flaw). Programy sa nesprávajú tak, ako zamýšľali ich tvorcovia alebo očakávali ich
používatelia.
o
o
o
o
o

Neexistuje spôsob ako zastaviť programové chyby. Dva hlavné dôvody:
o
o


Ochrana programov je rozhodujúca ochrana počítača
Programová chyba zahrňuje všetko od nesprávneho pochopenia požiadaviek ne
program, cez chybu v jednom znaku pri kódovaní, chyby pri komunikácii dvoch
modulov cez spoločný interfejs
Aj keby principiálne mohlo mať význam deliť programové chyby na úmyselné a
neúmyselné, je to zbytočné, pretože obe spôsobujú potenciálnu možnosť spôsobiť
škodu.
Útoky na systém často využívajú neúmyselné programové chyby na spôsobenie
úmyselnej škody.
Najväčšie škody spôsobujú neúmyselné ľudské chyby.
Programy stále píšu individuálni programátori. Je temer nemožné zabezpečiť, aby
program vykonával presne to, čo jeho návrhár alebo používateľ zamýšľal.
Programovanie a techniky SW inžinierstva sa menia vyvíjajú rýchlejšie ako techniky
počítačovej bezpečnosti.
Programy narábajú s údajmi a samy o sebe nie sú často cieľom útokov, ale
prostredníctvom programov sa chcú útočníci dostať k údajom.
Škodlivý kód (malware) je všeobecný názov na neočakávaný alebo nežiadúci
efekt v programe, ktorý je mienený na úmyselné spôsobenie škody.
14
Programové infiltrácie – škodlivý kód

Škodlivý kód možno rozdeliť na tieto typy:
o
o
o
o
Vírus – je program, ktorý prenáša škodlivý kód na ďalšie programy a modifikuje
(infikuje) ich. Vírus infikuje program tým, že sa k nemu pripojí a/alebo ho zničí alebo s
nim koexistuje. Infikovaný program rozširuje vírus a môže spôsobiť, že sa vírus presunie
do celého výpočtového systému (LAN).
Trójsky kôň – je škodlivý kód, ktorý vyzerá tak, že v počítači vykonáva určitú činnosť
(možno aj užitočnú), ale v skutočnosti vykonáva inú skrytú škodlivú činnosť. Príkladom
takejto škodlivej činnosti môže byť inštalácia kódu zadných vrátok. Trójsky kôň sa nešíri
sám vytváraním svojich kópií, ale sa spolieha na to, že je používateľmi často používaný.
Jeho meno je odvodené od klasického príbehu Trójskeho koňa.
Rootkit - je škodlivý kód (alebo kombinácia viacerých programov) navrhnutý tak, aby
získal prístup k počítaču s administrátorskými právami, bez autorizácie vlastníka
počítača alebo oprávneného manažéra. Zvyčajne sa nepožaduje fyzický prístup k
počítaču a vykonanie reštartu počítača. Rootkit je navrhnutý tak, že získa kontrolu nad
operačným systémov počítača ako každý administrátor. Typicky rootkit skrýva svoju
prítomnosť v systéme zničením alebo vyhnutím sa štandardným bezpečnostným
mechanizmom operačného systému. Kód rootkitu môže byť odvodený od štandardného
programu riadiaceho operačný systém pri zrútení systému alebo pri jeho zmrazení.
Rootkit často modifikuje časti operačného systému a inštaluje sa ako ovládač alebo časť
operačného systému.
Zadné vrátka (backdoor) je metóda obídenia normálnej autentizačnej procedúry
(potvrdenie identity používateľa) operačného systému alebo aplikácie. V prípade, že
systém bol kompromitovaný nejakým škodlivým kódom (napríklad Trójskym koňom),
tento škodlivý kód môže nainštalovať do systému jedny alebo viacero zadných vrátok,
aby umožnil útočníkovi prístup do systému v budúcnosti. Zadné vrátka môžu mať formu
inštalovaného programu (napríklad Back Orifice) alebo môžu by modifikáciou
existujúceho programu.
15
Programové infiltrácie – škodlivý kód

Škodlivý kód možno rozdeliť na tieto typy:
o
o
o
o
o

Spyware je škodlivý kód, ktorý je tajne nainštalovaný na počítač, aby zachytával alebo čiastočne
riadil komunikáciu používateľa s počítačom bez vedomia používateľa. Kód spyware môže zbierať
rôzne typy osobných informácií o používateľovi ako sú navštívené webové sídla, ale môže aj iným
spôsobom zasahovať do počítača používateľa inštalovaním ďalšieho programu, presmerovávaním
webového prehliadača a pristupovaním k webovým stránkam obsahujúcich vírusy alebo reklamy.
Kód spyware dokonca môže zmeniť nastavenia počítača, ktoré môže spôsobiť malú rýchlosť
pripojenia k internetu, prípadne nastaví iné domáce stránky v internetovom prehliadači.
Zachytávanie stlačených kláves (keylogger) je metóda zachytenia a zaznamenania používateľom
stlačených kláves na klávesnici počítača. Okrem toho, že zachytávanie stlačených kláves môže byť
užitočné na určenie zdrojov chýb v počítači, na štúdium ako používatelia komunikujú a pristupujú
k systému a niekedy na meranie produktivity administratívnych pracovníkov spoločnosti, môže táto
metóda napríklad poskytnúť spôsob získania hesla používateľa alebo šifrovacieho kľúča obídením
bezpečnostných opatrení.
Adware (advertising-supported software). Nie je typický škodlivý kód, väčšinou nie je priamo
nebezpečný ako škodlivý kód typu spyware. Adware je spojený s nejakým programom, který je voľne
šíriteľný (freeware). Je to označenie pre programové produkty, ktoré nechcenou reklamou
znepríjemňujú prácu s nejakou aplikáciou. Môžu mať rôzny stupeň agresivity až po neustále
vyskakujuce pop-up okná alebo ikony v oznamovacej oblasti. Ďalšou nepríjemnou aktivitou adware je
napríklad zmena domovskej stránky v internetovom prehliadači bez toho, že by mal používateľ o to
záujem.
Červík – je program, ktorý rozširuje svoje kópie cez sieť – prenáša sám seba (na rozdiel od vírusov,
ktoré sa prenášajú kopírovaním infikovaných programov alebo dát).
Králik – je vírus alebo červík, ktorý sa replikuje bez obmedzenia s cieľom vyčerpať zdroje počítača
(napríklad zahltiť disk, spôsobuje útok Denial of Services).
Tieto jednotlivé typy škodlivých kódov môžu byť kombinované, napríklad vírus a časová
bomba.
16
Programové infiltrácie – škodlivý kód

Príklady škodlivého kódu:
o
Bancos je škodlivý kód typu Trójsky kôň:
Pre platformy Windows zaznamenávajúci stlačené klávesy používateľom po prihlásení sa na
webovú stránku, ktorá obsahuje vo webovej adrese textový reťazec (zoznam textových
reťazcov, najmä bánk, je súčasťou kódu). To znamená, že Bancos môže získať dôverné údaje
používateľa, ktoré zadáva pri komunikácii s bankou, ako sú používateľské meno, heslo, PIN
kód, číslo kreditnej karty, atď. Bancos tieto informácie posiela na určený webový server v
internete.

o
Mydoom je škodlivý kód typu červ:

o
Pre platformy Windows ukončuje procesy patriace určitým bezpečnostným nástrojom,
ako sú niektoré antivírusové programy a bezpečnostné brány. Takto ponecháva napadnutý
počítač zraniteľný útokom iného škodlivého kódu. Mydoom tiež modifikuje súbor HOSTS, aby
zabránil prístupu na webové sídla niektorých antivírusových firiem.
Bugbear je škodlivý kód typu vírus:



Pre platformy Windows. Počítač sa môže veľmi ľahko infikovať týmto vírusom, pretože je
automaticky aktivovaný pri prehliadaní správy prostredníctvom aplikácie Outlook.
Využíva slabinu internetového prehliadača umožňujúcu automaticky vykonávať prílohy správ
elektronickej pošty. Ale Bugbear nevyužíva vždy len túto slabinu pri napadnutí počítača. Na
napadnutom počítači Bugbear vykoná ďalšie aktivity. Odosiela na určitý zoznam adries
elektronickej pošty súbor obsahujúci kópie hesiel uložených v počítači pre komutované
pripojenie počítača do internetu. Ďalej infikuje veľké množstvo súborov na počítači, zablokuje
bezpečnostné programy a otvorí port 1080, čo umožní útočníkovi vzdialený prístup na
napadnutý počítač. Nakoniec Bugbear zaznamenáva používateľom stlačené klávesy na
klávesnici do súboru. Útočník z tohto súboru môže získať dôverné údaje, ako sú heslá na
pristúpenie k určitým internetovým službám, bankovým účtom, apod. Zaznamenané údaje sú
z počítača odoslané v prípade, že súbor dosiahne určitú veľkosť alebo každé 2 hodiny.
Bugbear je obťažné rozpoznať, pretože nezobrazuje žiadne správy ani varovania, ktoré by
indikovali, že sa dostal na počítač.
17
Programové infiltrácie – škodlivý kód

Ako sa vírusy pripájajú k programu:
o
o
o
o
Vírusy sa aktivujú spustením infikovaného programu. Spustením sa vírus dostáva k
moci a môže napadnúť dobré programy na disku.
Vírus pripojený k programu - je najjednoduchší spôsob pripojenia vírusu k programu.
Vírus uloží svoj kód na začiatok programu. Keď sa program spustí najprv sa vykoná
program vírusu a až potom samotný program. Ak infikovaný program robí to čo má,
používateľ si ani nemusí všimnúť, že k aplikácii je pripojený vírus.
Vírus obklopujúci program - je ďalší spôsob. Časť kódu vírusu sa môže vykonať pred
spustením aplikácie a druhá časť kódu vírusu sa môže vykonať po ukončení aplikácie
(problém veľkosti infikovaného kódu, ako to oklamať).
Vírus integrovaný do aplikácie a náhrada. Vírusy sa môžu integrovať do aplikácie a
nahradiť ju. Je zrejmé, že pisateľ vírusu musí presne vedieť štruktúru aplikácie, aby
vedel kam umiestniť kód. Vírus môže nahradiť celú aplikáciu, ktorá potom buď funguje
alebo nie.
Pôvodný
kód
+
Kód
vírusu
=
alebo
Infikovaný
kód
18
Programové infiltrácie – škodlivý kód


2.11.1988 bol do sieti Internet pustený červík, ktorý spôsobil vážne škody na
počítačoch pripojených do siete. Autor Robert T. Morris
Čo urobil?
o
o

Naprogramoval aplikáciu, aby splnil ciele – určiť, kade sa môže šíriť, zabezpečiť
šírenie, zostal neodhalený a neodhaliteľný
Efekt červíka – primárnym cieľom bolo vyčerpanie zdrojov (útok DoS). Podľa
zdrojového kódu červíka najprv zisťoval, či už bol hosť infikovaný alebo nie. Ak bol
infikovaný, potom rozhodol, či sa existujúca infekcia ukončí alebo sa ukončí nový
infektor. Z dôvodu chyby v programe sa mnoho nových kópií červíka neukončilo, a teda
infikovaný stroj skoro začal obsahovať veľa kópií červíkov, ktorí sa snažia rozšíriť
infekciu.
Ako červík fungoval – využil niekoľko chýb a konfiguračných slabín OS Unix,
Berkeley version 4 na realizáciu cieľov. Kadiaľ sa šíriť – červík mal tri techniky na
určenie potenciálneho obetného stroja, ktorý by mohol napadnúť.
o
o
Paralelne sa snažil využiť chybu v službe finger a potom využiť zadné vrátka v
ovládači emailu send-mail. (Tieto chyby boli známe v Unix komunite.) Červík sa dostal
na stroj, našiel súbor používateľov so zašifrovanými heslami a mal pripravený slovník
so 432 najpoužívanejšími heslami. Keď sa dostal na konto, potom zisťoval, kam môže
hacknutý používateľ pristúpiť. Červík sa snažil prihlásiť ako používateľ a využil
systémovú chybu, že používateľ vidí zoznam zašifrovaných hesiel.
Druhá zneužitá chyba spočívala v chybnej činnosti programu fingerd. Tento program je
stále aktívny a odpovedá žiadostiam ostatných počítačov o informácie o používateľoch.
Chyba bola spôsobená pretečením vstupnej vyrovnávacej pamäti. Keď program
fingerd skončil, rutina červíka sa pripojila k remote shell.
19
Programové infiltrácie – škodlivý kód
o

Ako šíril infekciu?
o

Tretia zneužitá chyba bola existencia zadných vrátok v programe send-mail. Tento
program obyčajne beží na pozadí a čaká na signály od používateľov , ktorí chcú jeho
služby využiť. Keď dostane taký signál, program dostane cieľovú adresu , ktorú
verifikuje a potom začína dialóg na získanie správy. Ak však send-mail funguje v
režime DEBUG, namiesto cieľovej adresy očakáva povel.
Ak červík našiel vhodný cieľový stroj, snažil sa jedným z troch uvedených spôsobov
poslať cieľovému stroju zavádzač. Zavádzač pozostával z 99 riadkového kódu
jazyka C, ktorý bol kompilovaný a vykonávaný na cieľovom stroji.
Ako zostal neodhalený a neodhaliteľný?
o
Keď kód červíka bol prenesený na nový cieľový stroj, bol zavedený do pamäti,
zašifrovaný a na disku vymazaný. Červík periodicky menil svoje meno a identifikátor
procesu.
20
Kryptografia a bezpečnosť



Symetrický šifrovací systém
o
Šifrovací a dešifrovací kľúč je ten istý (kľúč1 = kľúč2)
o
Šifrovaciemu kľúču sa hovorí tajný kľúč
Asymetrický šifrovací systém
o
Šifrovací kľúč a dešifrovací kľúč sú rôzne (kľúč1 /= kľúč2)
o
Kľúč1 je verejným kľúčom príjemcu a kľúč2 je privátnym kľúčom príjemcu
Vlastníctvo tajného alebo privátneho kľúča je autentizačný mechanizmus
21
Kryptografia a bezpečnosť

Blokový šifrátor
o


Naraz zašifruje blok viacerých znakov otvoreného textu, napríklad 8 znakov (šifrátor
DES, Data Encryption Standard), 16 znakov (šifrátor AES – Advanced Data Encryption
Standard)
Prúdový šifrátor
o
Naraz zašifruje jeden znak otvoreného textu, prípadne jeden bit
o
Napríklad prúdový šifrátor RC4
Blokový šifrátor môže fungovať vo viacerých režimoch (ECB – Electronic Code
Book, CBC – CipherBlock Chaining, OFB – Output FeedBack, CFB – Cipher
FeedBack)
22
Kryptografia a bezpečnosť – moderné šifrovacie systémy

Klasické šifrovacie systémy boli navrhnuté a používané pred príchodom
počítačov

S použitím počítača sa môžu významne komplikovať šifrovacie algoritmy

Bezpečné moderné šifrovacie algoritmy sú založené na riešení problémov veľkej
matematickej zložitosti

Rozbitie takéhoto šifrovacieho algoritmu útokom hrubou silou (brutal force attack)
je v reálnom čase nezvládnuteľné

Príklad problému veľkej matematickej zložitosti
o
Zistenie splniteľnosti formuly - problém je určiť, či daná logická formula je splniteľná
alebo nie. Logický výraz je zložený z logických premenných v1,v2,v3,.. vn , a
|v1,|v2,|v3,.. |vn, členy formuly sú súčty, formula je tvorená súčinom členov. Ak je možné
zvoliť hodnoty v1,v2,v3,.. vn ako 0 alebo 1 tak, aby logická formula nadobúdala hodnotu
1, potom sa hovorí, že formula je splniteľná.
o
Príklad: f = v1.(v2 + v3). (|v2 + |v3), je splniteľná formula
o
Na preskúmanie splniteľnosti treba preskúmať 23=8 možností
o
Na preskúmanie splniteľnosti treba vo všeobecnosti preskúmať 2n možností, kde n je
počet logických premenných (exponenciálna zložitosť).
23
Kryptografia a bezpečnosť

Malé a veľké čísla
o 2-12 pravdepodobnosť smrti v aute
o 214, 104 doba v rokoch od poslednej doby ľadovej
o 230, 109 doba v rokoch od vzniku planét slnka
o 2170, 1051 počet atómov v zemeguli

Zložitosť (časová)
Zložitosť

operácií pre n = 106
doba riešenia pri 106 op/s
O(1)
1
1 mikrosekunda
O(n)
106
O(n2)
1012
1,6 dní
O(n3)
1018
32000 rokov
O(2n)
10301030
???? rokov
1 sekunda
Problémy aplikácií výsledkov teórie zložitosti v kryptografii
o Kryptoanalytik veľakrát rieši veľký súbor štatisticky podobných problémov (mnoho
šifier generovaných tým istým kľúčom)
o Obťažnosť nesmie platiť v „priemere“ alebo „v najhoršom prípade“, ale „vždy“
o Nie je možné použiť akýkoľvek ťažký problém, pri riešení musí byť možnosť uplatniť
„zadné vrátka“
24
Kryptografia a bezpečnosť

Bezpečnosť je daná silou algoritmu
o Ako skrýva redundaciu
o Dĺžkou kľúča

Útok hrubou silou, skúšanie všetkých hodnôt kľúčov (celý kľúčový
priestor)
Dĺžka kľúča

počet pokusov
pri 1MIPS
doba riešenia pri 106 MIPS
8
28
56
256
1142 rokov
10 hodín
128
2128
5.1024 rokov
5.1018 rokov
1024
21024
~10295 rokov
2048
22048
~10597 rokov
256 mikrosekúnd
Aplikovateľnosť podľa dĺžky kľúča
o Symetrické šifrovacie systémy 128 bitov
o Asymetrické šifrovacie systémy 1024 bitov
25
Kryptografia a bezpečnosť - šifrovací systém DES

Blokový symetrický šifrátor, 64 bitový šifrátor s 56 bitovým šifrovacím
kľúčom

Bol vyvinutý vládou USA (modifikácia šifrovacieho systému LUCIFER od
IBM) pre všeobecné verejné použitie (Data Encryption Standard – DES)

Je to šifrátor Feistalovského typu, využíva 16 cyklov (iterácií)

Bol akceptovaný ako štandard v USA v roku 1976 (v roku 2005 skončil
ako štandard, stále sa však ešte používa). Je ustanovený jeho nástupca
Advanced Encryption Standard (AES), 128 bitový šifrátor s 128 alebo 192
alebo 256 bitovým kľúčom

V súčasnosti sa na zvýšenie kryptografickej sily používa verzia TripleDES
(64 bitový šifrátor so 112 bitovým kľúčom, pri šifrovaní: prvým kľúčom sa
šifruje, druhým sa dešifruje a prvým sa opäť šifruje, pri dešifrovaní: prvým
kľúčom sa dešifruje, druhým sa šifruje a prvým sa opäť dešifruje)

Využíva základné šifrovacie techniky ako sú substitúcia (S-boxy) a
permutácia (P-boxy)

Na začiatku šifrovania sa vykoná iniciálna permutácia a na konci
šifrovania sa vykoná inverzná iniciálna permutácia
26
Kryptografia a bezpečnosť - šifrovací systém RSA

Rivest, Shamir, Adleman, 1978
o Teoretické základy šifrovacieho systému sú založená na malej Fermatovej
vete a Eulerovej vete (staré asi 250 rokov)
o Bezpečnosť je založené na obťažnosti faktorizácie veľkých čísel




Je to asymetrický šifrovací systém, jeden kľúč (e, n) je použitý na
šifrovanie – súkromný kľúč, druhý kľúč (d, n) na dešifrovanie – verejný
kľúč
Správa P je zašifrovaná operáciou Pe mod n
Zašifrovaná správa c je dešifrovaná operáciou cd mod n
Zrejme platí
o Pe.d mod n = Pd.e mod n = P
o P = cd mod n = (Pe mod n)d mod n = Pe.d mod n = P

Podrobnejší opis algoritmu
o Číslo n je súčinom prvočísel p a q (každé aspoň 200 dekadických miest)
o Číslo e (súkromný kľúč) je vybraté tak, že nemá spoločných deliteľov s
číslami p-1 a q-1 (vyberá sa prvočíslo väčšie ako p-1 a q-1)
o Číslo d (verejný kľúč) sa vyberie tak, že platí e.d = 1 mod (p-1).(q-1)
27
Kryptografia a bezpečnosť – hašovacie funkcie

Jednosmerná funkcia
o Pre dané x je možné ľahko vypočítať F(x) a pre dané F(x) je veľmi ťažké vypočítať x
o Pre dané x nie je ľahko nájsť x’ /= x také, že F(x) = F(x’)
o Je obťažné nájsť dve náhodné x, x’ také, že F(x) = F(x’) (odolnosť proti kolízii, rozbitie
skleneného pohára)

Jednosmerná funkcia so zadnými vrátkami
o Jednocestná funkcia + pre dané F(x) je ľahko vypočítať x, pokiaľ sa pozná tajomstvo
(rozložené hodinky na súčiastky, inštrukcie na zostavenie)

Jednosmerná hašovacia funkcia
o Jednosmerná funkcia, vstup premenlivej dĺžky a (kratší) výstup pevnej dĺžky (128 alebo
160 bitov) prípadne 256 (SHA-256)
 Odtlačok prsta, fingerprint, charakteristika

Hašovacie funkcie a hašovacie hodnoty chránia údaje pri prenose alebo pri
uložení pred modifikáciou
o Funkcia parity a paritný bit
o Delenie postupnosti bitov (chápané ako koeficienty polynómu s vysokou mocninou)
ireducibilným polynómom a zvyšok po delení

Z hašovacej hodnoty nie je možné rekonštruovať pôvodné údaje, z ktorých bola
hašovacia hodnota vypočítaná. (Bohužiaľ už to pre niektoré hašovacie funkcie nie
je pravda, SHA-1, MD5)

Kryptografické hašovacie funkcie HMAC (nelineárne transformácie údajov do
hašovacej hodnoty)
28
PKI

K čomu slúži táto pomerne komplikovaná konštrukcia?
o
o
o
o

Na nasledujúcom obrázku je znázornený prípad, kedy používateľ A chce používateľovi
B zaslať správu, ktorú chce zabezpečiť šifrovaním asymetrickou šifrou.
V takomto prípade je nevyhnutné, aby príjemca B najprv vygeneroval dvojicu kľúčov :
verejný kľúč (VK-B) a súkromný kľúč (SK-B) (1). Súkromný kľúč si uloží ako svoje
tajomstvo napríklad na disk alebo čipovú kartu (2). Verejný kľúč (VK-B) nejakým
kanálom distribuje používateľovi A (3).
Používateľ A potom použije verejný kľúč používateľa B (na obrázku označený VK-B)
k zašifrovaniu odosielanej správy (4).
Používateľ B potom takto zašifrovanú správu dešifruje svojím súkromným kľúčom (SKB) a získa tak pôvodnú správu (5).
Pri asymetrickej kryptografii nespočíva nebezpečie vo vyzradení verejného kľúča.
Avšak aj pri asymetrickej kryptografii je nebezpečím podvrhnutie kľúča.
29
PKI
Používateľ A
Používateľ B
1
3
2
Distribúcia verejného
kľúča používateľa B (tj. VK-B)
VK-B
ŠVK-B(správa)
SK-B
5
4
DSK-B(ŠVK-B(správa))=
správa
30
PKI

Na nasledujúcom obrázku nám vstupuje do hry útočník X:
o
o
o
o

ktorý si vygeneruje svoju dvojicu kľúčov: verejný kľúč (VK-X) a súkromný kľúč (SK-X)
útočník svoj verejný kľúč VK-X podvrhne za kľúč používateľa B. Tj. používateľ A si
myslí, že VK-X je verejným kľúčom používateľa B a vykoná týmto kľúčom šifrovanie
odosielanej správy.
Správu odchytí útočník X a dešifruje si ju svojím súkromným kľúčom SK-X. Útočník tak
získa správu.
Aby si používateľ B nesťažoval, že nedostane správu, tak mu ju útočník zašifruje a
odošle šifrovanú jeho kľúčom (VK-B).
Proti podvrhnutiu verejného kľúča sa bránime certifikáciou verejného kľúča – tj.
pomocou certifikátu. Používateľ B vygeneruje dvojicu verejný a súkromý kľúč,
pričom súkromý kľúč si ako tajomstvo starostlivo uloží. Avšak verejný kľúč
neodosiala používateľovi B samotný, ale ako súčasť certifikátu.
31
PKI – Podvrhnutie verejného kľúča
Používateľ A
Používateľ B
1
3
2
6
ŠVK-X (správa)
7
VK-B
8
SK-B
4
12
Útočník X
5
11
VK-X
SK-X
D SK-X (ŠVK-X (správa)) = správa
9
10
ŠVK-B (správa)
32
PKI – certifikácia verejného kľúča

Certifikácia verejného kľúča používateľa sa vykoná takto (viď nasledujúci
obrázok):
o
o
o

Certifikát okrem iného obsahuje informácie o tom:
o
o
o
o
o


Používateľ B vygeneruje dvojicu verejný a súkromný kľúč (1), pričom súkromný kľúč si
ako tajomstvo starostlivo uloží.
Po vygenerovaní dvojice kľúčov používateľ B zostaví štruktúru „žiadosť o certifikát“.
Táto štruktúra obsahuje identifikačné údaje používateľa B, verejný kľúč používateľa B a
prípadne ďalšie data, ktorá sú opísané ďalej. Túto štruktúru digitálne podpíše svojím
práve vygenerovaným súkromným kľúčom a pošle certifikačnej autorite (2).
Certifikačná autorita overí totožnosť používateľa a verifikuje elektronický podpis na
žiadosti o certifikát. Pokiaľ je žiadosť v poriadku, potom certifikačná autorita vystaví
certifikát.
kto ho vydal
sériové číslo certifikátu
identifikačné údaje používateľa
platnosť certifikátu
verejný kľúč používateľa
Certifikát je digitálne podpísaný súkromným kľúčom certifikačnej autority (CA).
Certifikačná autorita má svoju dvojici kľúčov: verejný kľúč CA (VK-CA) a súkromný
kľúč (SK-CA). Na bezpečnost uloženia súkromného kľúča CA sú kladené
extrémne nároky (FIPS 140-2). Verejný kľúč CA sa distribuje ako súčasť certifikátu
CA.
33
PKI – certifikácia verejného kľúča



Certifikát CA môže byť podpísaný súkromným kľúčom samotnej CA (self signed)
alebo súkromným kľúčom inej CA (nadradená autorita alebo krížová certifikácia).
Používateľovi B je certifikačnou autoritou vrátený vystavený certifikát (3).
S vystaveným certifikátom by mal používateľ obdržať tiež jeden alebo viacero
certifikátov certifikačných autorít. Pomocou certifikátov CA môže byť overený
vystavený certifikát.
Teraz môže používateľ B svoj certifikát odoslať (4) používateľovi A, ktorý ho overí
a v prípade, že je vystavený pre používateľa A dôveryhodnou CA a elektronický
podpis na certifikáte je v poriadku, potom môže z tohto certifikátu použiť verejný
kľúč na zašifrovanie správy, ktorú chce odoslať používateľovi B. Zašifrovanú
správu odošle používateľovi B (5). Používateľ B potom pomocou svojho
súkromného kľúča dešifruje správu (6) a získa tak pôvodnú správu.
34
PKI – certifikácia verejného kľúča
Certifikačná
autorita
VK-CA
Certifikát CA
Certifikát B
Identifikačné údaje
CA
Sériové číslo
Identifikačné údaje
CA
Platnosť
SK-CA
Identifikačné údaje
CA
Sériové číslo
+
2
Žiadosť o certifkát
Identifikačné údaje
Používateľa B
Identifikačné údaje
používateľa B
Platnosť
Verejný kľúč B
3
Verejný kľúč CA
(VK-CA)
Digitálny podpis
kľúčom SK-CA
(VK-B)
Verejný kľúč B
Digitálny podpis
kľúčom SK-B
(VK-B)
Digitálny podpis
kľúčom SK-CA
Používateľ B
1
Používateľ A
4
Certifikát B
Identifikačné údaje
CA
Sériové číslo
Identifikačné údaje
CA
Sériové číslo
Identifikačné údaje
uživatele B
Identifikačné údaje
CA
Platnosť
Verejný kľúč B
(VK-B)
Digitálny podpis
kľúčom SK-CA
ŠVK-B (správa)
Certifikát CA
VK-B
SK-B
6
Platnosť
Verejný kľúč CA
(VK-CA)
Digitálny podpis
kľúčom SK-CA
5
D
SK-B
(ŠVK-B (správa)) =
správa
35
PKI – certifikácia verejného kľúča




Certifikát se často prirovnáva k občianskemu preukazu. Zatiaľ čo občiansky
preukaz se vydáva v tlačenej podobe, tak certifikát se opisuje jako štruktúra v
jazyku ASN.1 a medzi počítačmi se prenáša v kódovaní DER (podmnožina BER).
Zásadný rozdiel medzi občianskym preukazom a certifikátom je, že občiansky
preukaz neobsahuje šifrovací kľúč.
V Internete je certifikát opísaný normou RFC-3280 (predtým norma RFC-2527).
Táto norma je odvodená od odporúčaní ITU (predtým CCITT) X.509. Pôvodná
verzia číslo 1 certifikátu podľa normy X.509 z roku 1988 bola postupne rozšírená
až do dnes nejbežnejšej verzii 3.
Okrem certifikátov podľa RFC-3280 (resp. odporúčaní X.509) sa v praxi môžeme
stretnúť i s certifikátmi iných formátov - napríklad EDI. Forma takýchto certifikátov
je síce iná, ale princíp zostáva rovnaký.
36
PKI – porovnanie položiek občianskeho prukazu a certifikátu
37
Digitálny podpis

Jedným zo spôsobov ako preniesť vlastnoručný podpis do elektronického sveta
a zaviesť digitálny podpis, je využitie asymetrického šifrovacieho systému.
Asymetrický šifrovací systém je možné využiť na vytvorenie digitálneho podpisu
používateľa ako napodobenie mechanizmu vlastnoručného podpisu používateľa
z reálneho sveta.
o
Digitálny podpis sa vždy vzťahuje k niečomu, najčastejšie k digitálnemu podpisu súboru
(správy). To znamená, že nie je možné digitálne podpísať prázdny súbor (v reálnom
svete je podpis prázdneho papiera principiálne možný).
o
Podpisovateľ pri digitálnom podpise súboru musí najskôr vytvoriť kontrolný súčet
súboru (napríklad SHA-2). Po vytvorení kontrolného súčtu súboru podpisovateľ tento
kontrolný súčet zašifruje svojím privátnym kľúčom. Zašifrovaný kontrolný súčet
predstavuje digitálny podpis súboru. Digitálny podpis sa logicky pripojí k súboru
(napríklad zazipovaním do jedného zip súboru).
Pri overovaní digitálneho podpisu overovateľ najprv oddelí podpis od súboru a ďalej
vykoná tieto činnosti:
o
Digitálny podpis súboru overovateľ dešifruje verejným kľúčom podpisovateľa. Verejný
kľúč vyberie z certifikátu verejného kľúča podpisovateľa. Tento certifikát sa štandardne
tiež logicky pripája k podpisovanému súboru.
o
Overovateľ podpisu opäť vypočíta kontrolný súčet súboru a porovná ho s dešifrovaným
digitálnym podpisom (čo je kontrolný súčet súboru vypočítaný podpisovateľom). Ak sa
oba kontrolné súčty rovnajú, potom digitálny podpis bol úspešne overený. Pokiaľ sú
oba kontrolné súčty rôzne, potom digitálny podpis overený nebol a podpis je neplatný.
o

38
Digitálny podpis
39
Digitálny podpis

Celý postup digitálneho podpisovania súboru a overenie digitálneho podpisu je
zaznamenaný na predchádzajúcom obrázku. Len pre zaujímavosť si treba
všimnúť, že digitálny podpis v elektronickom svete je ešte silnejší ako
vlastnoručný podpis v reálnom svete, pretože:
o
o
Digitálny podpis zabezpečuje aj integritu súboru. Ak sa po podpísaní zmení obsah
súboru, pri overovaní podpisu sa vypočíta iná kontrolná suma než bola tá kontrolná
suma, čo vypočítal podpisovateľ pri podpisovaní súboru, a podpis sa neoverí. Túto
vlastnosť vlastnoručný podpis nemá, pretože občan sa podpisuje vždy rovnako a jeho
podpis nezáleží od toho, či podpisuje zmluvu na kúpu auta alebo zmluvu na pripojenie
sa do internetu.
Ako už bolo spomenuté, nie je možné digitálne podpísať prázdny súbor. V reálnom
svete je podpísanie prázdneho listu možné.
40
Elektronický podpis




Podľa direktívy [EC 1993/93] je elektronický podpis definovaný ako údaje
v elektronickej podobe, ktoré sú pripojené alebo logicky spojené s inými
elektronickými údajmi a ktoré slúžia ako metóda autentifikácie
Elektronický podpis má funkciu zriadiť spojenie medzi podpísanými údajmi a
osobou. Toto spojenie môže slúžiť iba na stanovenie prítomnosti vzťahu k údajom,
znalosti údajov, akceptovateľnosti údajov, deklarácie údajov a a/alebo
vzniku/vytvorenia údajov. Elektronický podpis je takto digitálna procedúra zriadená
na potvrdenie možnej právnej dôležitosti údajov pre určitú osobu alebo skupín
osôb.
Je nevyhnutné poznamenať, že takto definovaný elektronický podpis nevyžaduje
výlučne použitie asymetrickej kryptografie, na jeho realizáciu môže byť použitá tiež
symetrická kryptografia. Navyše, definícia dokonca nevyžaduje použiť
kryptografiu, ak sú splnené požiadavky definované v elektronickom podpise.
Zaručený elektronický podpis je elektronický podpis splňujúci tieto ďalšie
požiadavky
o
o
o
o
Je jednoznačne spojený s podpisovateľom
Je schopný identifikovať podpisovateľa
Je vytvorený použitím prostriedkov, ktoré má podpisovateľ výlučne pod kontrolou
Je pripojený k údajom a má k nim taký vzťah, že každá následná zmena údajov je
detekovateľná
41
ĎAKUJEM
ZA POZORNOSŤ
TEŠÍM SA NA ĎALŠIE
STRETNUTIA
42