Comunicazione sicura in Internet

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Comunicazione sicura in Internet

• G. Bongiovanni
• Università di Roma La Sapienza
• Dipartimento di Scienze dellInformazione
• Conferenze della Facoltà di Scienze MM.FF.NN.
• Roma, 22 Aprile 1998

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Il fenomeno Internet

• Crescita velocissima negli ultimi anni
• 1000 elaboratori nel 1984
• 10.000.000 nel 1996
• 30.000.000 nel gennaio 1998
• oltre 100.000.000 di utenti
• Le ragioni
• applicazioni
• opportunità

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Le applicazioni di ieri

• Solo per esperti

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Le applicazioni di oggi il Web

• Per tutti!

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Le opportunità

• Per i singoli
• navigazione
• scambio messaggi
• gruppi di discussione
• Per le aziende
• mercato globale
• riduzione costi

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Implicazioni

• Su Internet viaggiano anche dati riservati
• bisogna proteggerli
• Su Internet si stipulano accordi vincolanti
• bisogna qualificarsi
• bisogna impegnarsi

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Necessità da soddisfare

• Autenticazione
• Autorizzazione
• Confidenzialità dei dati
• Integrità dei dati
• Non ripudio
• Fiducia

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Nella vita reale

• Autenticazione
• a vista (conoscenza diretta, documento di
  identità rilasciato da una autorità)
• Autorizzazione
• comprovata da un attestato, rilasciato da
  unautorità
• patente di guida
• certificato di laurea
• dimostrata dallaspetto esteriore (Banca)

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Nella vita reale - 2

• Confidenzialità
• invio di lettera chiusa
• documenti in cassaforte
• Integrità dei dati
• busta sigillata con ceralacca
• Non ripudio
• lettera firmata in originale

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In Internet grandi problemi

• Nessuno è qui davanti
• chiunque può impersonare qualcun altro
• Ognuno è dappertutto
• tutti vivono in un vicinato pericoloso
• i dati in transito possono essere letti,
  modificati e rispediti
• E facile duplicare i dati
• una copia è indistinguibile dalloriginale

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Nota tecnica 1struttura di Internet
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La soluzione

• Strumenti adatti
• crittografia
• riassunto del messaggio
• Uso standardizzato degli strumenti
• protocolli crittografici

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La crittografia

• Letteralmente scrittura segreta (o nascosta)
• Si modifica il messaggio
• il mittente lo trasforma in un testo
  incomprensibile
• il (legittimo) destinatario trasforma il testo
  incomprensibile nel messaggio originario
• E una disciplina antica
• Codice di Cesare

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Terminologia

• Testo in chiaro (P)
• Testo cifrato (C)
• Cifratura (E) trasformazione da P a C
• Decifratura (D) trasformazione da C a P
• Codice o cifra metodi di cifratura e decifratura

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Nota tecnica 2informazioni e bit

• Nellelaboratore tutto è rappresentato mediante
  sequenze di zeri e uni (bit)
• numeri notazione binaria
• caratteri opportuna codifica (ASCII)
• Conseguenze
• una porzione di testo può essere trattata come un
  mumero e viceversa

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Crittografia moderna

• Il testo da cifrare viene considerato un numero
  binario
• Il codice è costituito da una coppia di funzioni
  matematiche, note a tutti e parametrizzate
  ciascuna da un valore numerico (chiave)
• Variando le chiavi si hanno di fatto codici
  diversi

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Personaggi e interpreti

• Minnie e Topolino
• mittente e destinatario legittimi
• Gambadilegno
• intruso che spia (attivo o passivo)

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Gambadilegno al lavoro

• Intercetta i dati in transito, cercando di
  ottenere vantaggi (man-in-the-middle attack)
• Studia e cerca di rompere il codice
• scoprendone eventuali debolezze (criptanalisi)
• applicando al testo cifrato tutte le possibili
  chiavi (forza bruta)
• Replica i messaggi anche senza comprenderli
  (replay attack)

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Scenario
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Quanto lavoro, Gambadilegno!

• I codici odierni sono robusti rispetto alla
  criptanalisi
• Lapproccio della forza bruta è tanto più gravoso
  quanto più sono numerose le possibili chiavi
• 40 bit 1000 miliardi di chiavi
• 56 bit 72 milioni di miliardi di chiavi
• 128 bit 1038 chiavi
• 512 bit 10154 chiavi
• Chiave di 112 bit, 1 miliardo di elaboratori, 1
  miliardo di prove al sec. ciascuno necessari 100
  milioni di anni

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Crittografia a chiave segreta

• La stessa chiave viene usata per cifrare e
  decifrare
• Almeno due persone conoscono la chiave
• Molto veloce, ma inadatta a Internet
• enorme numero di chiavi
• garantisce solo la confidenzialità

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Data Encryption Standard (DES)

• Standard del 1977, basato sul codice Lucifero
  di IBM
• Controverso fin dallinizio
• IBM propose chiavi di 128 bit
• Lo standard approvò chiavi di 40 e 56 bit
• Oggi non è più considerato sicuro, ma è ancora
  molto diffuso

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Nota legale 1 leggi USA

• La crittografia è equiparata alle armi da guerra
• Vietata lesportazione di codici con chiavi più
  lunghe di 40 bit
• Dal 1Þ gennaio 1998, per incentivare il commercio
  via Internet, è consentita lesportazione del DES
  a 56 bit

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Crittografia a chiave pubblica

• Diffie e Hellmann, Stanford, 1976
• Ognuno ha due chiavi
• una chiave privata, nota solo a lui
• una chiave pubblica, nota a tutti
• E impossibile risalire dalla chiave pubblica a
  quella privata
• Ciò che viene cifrato con una delle due chiavi
  viene decifrato con laltra

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Confidenzialità
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Autenticazione, integrità, non ripudio
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RSA

• Rivest, Shamir, Adleman, MIT 1978
• Lavora con chiavi lunghe a piacere
• sicuro con chiavi di almeno 150 bit
• La sicurezza deriva dalla difficoltà di
  fattorizzare i grandi (gt 10100) numeri
• da 300 anni si cerca un procedimento veloce
• non esiste la dimostrazione che sia impossibile
  trovarlo!
• Molto più gravoso da eseguire del DES

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Riassunto del messaggio

• Si definisce e si rende nota a tutti una funzione
  (MD) che, applicata a P, produce un valore R
  (piccolo)
• E impossibile risalire da R a P
• E praticamente impossibile che due messaggi
  diversi producano lo stesso valore R

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Firma digitale

• Come si produce
• Si calcola il riassunto R del messaggio P
• Si cifra R con la propria chiave privata,
  ottenendo la firma digitale del messaggio
• A cosa serve
• va inviata al destinatario assieme al messaggio P
• autenticazione , integrità dei dati, non ripudio

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Minnie firma un messaggio

• Fornisce la propria chiave pubblica a Topolino,
  quindi

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Topolino riceve il messaggio
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Interviene Gambadilegno

• Intercetta e blocca la chiave pubblica di Minnie
• Fornisce la propria chiave pubblica a Topolino,
  spacciandola per quella di Minnie.

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Gamba-in-the-middle attack
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Certificato

• E un documento digitale che
• viene rilasciato da un Ente apposito
  (Certification Authority, CA)
• contiene lidentità dellintestatario, più altre
  informazioni (autorizzazioni, ecc.)
• contiene la chiave pubblica dellintestatario
• è corredato della firma digitale dellEnte che lo
  ha rilasciato

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Certificato - 2
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Utilizzo

• Ovunque è richiesta la propria chiave pubblica si
  fornisce il certificato che la contiene
• Ovunque è richiesta una autorizzazione si
  fornisce il certificato che la attesta

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Minnie usa il certificato
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Topolino riceve il messaggio

• Controlla lintegrità del certificato, usando la
  chiave pubblica della CA
• Usa la chiave pubblica che trova nel certificato
  per controllare lintegrità del messaggio
  ricevuto e autenticare Minnie

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Acquisti sicuri sul Web (SSL)

• autenticazione del fornitore per mezzo del suo
  certificato
• confidenzialità dei dati scambiati

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Posta elettronica sicura (S/MIME)
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Nota legale 2

• Tutti gli stati si stanno dotando di leggi
  adeguate
• LItalia è allavanguardia
• il regolamento di attuazione della legge
  Bassanini (L. 127/97) sancisce la validità legale
  della firma digitale a partire dal 28 marzo 1998
• è in corso di istituzione la prima CA italiana
  (accordo BNL Multiservizi-Entrust Technologies)

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Per approfondire

• http//www.nw.com
• statistiche su Internet
• http//www.yahoo.com/Computers_and_Internet/Securi
  ty_and_Encryption/
• documentazione sulla crittografia
• http//www.crypto.com
• normative USA sulla crittografia

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Per approfondire - 2

• http//www.rsa.com
• algoritmo a chiave pubblica RSA
• http//digitalid.verisign.com
• per richiedere un certificato
• http//home.netscape.com/comprod/products/communic
  ator/
• il più diffuso programma per navigare in Internet
• supporta SSL e S/MIME