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Un amore crittografico

text

Danilo Abbasciano

Note: breve descrizione tecnica: Avvincente storia di Alice che grazie ai mezzi della crittografia riesce a sabotare un matrimonio e dichiarare a tutti il suo amore verso Bob.

Crittografia simmetrica/asimmetrica, firma elettronica, certificati digitali e http+tls

Agenda

  • crittografia
  • funzioni hash
  • crittografia simmetrica
  • salt
  • crittografia asimmetrica
  • firma elettronica
  • PGP
  • GnuPG
  • certificati digitali e CA
  • crittografia ibrida
  • http + TLS = https

Note:

cosa è la crittografia

La crittografia è la base della protezione dei dati ed il modo più importante per garantire che le informazioni non possano essere rubate e lette.

crittografia moderna

principio di Kerckhoffs

la sicurezza di un crittosistema non dipende dal tenere segreto l'algoritmo crittografico, ma solo dal tenere segreta la chiave

massima di Shannon

un sistema dovrebbe essere progettato sotto l'assunzione che il nemico acquisirà immediatamente familiarità con esso

cosa può garantire la crittografia?

  • Riservatezza: Può leggerlo solo il destinatario
  • Integrità: Il messaggio non è stato alterato
  • Autenticità: Il destinatario può verificare l'identità del mittente
  • Non ripudio: L'autore del messaggio non potrà negare di averlo inviato

funzioni hash

una funzione prende in ingresso (input) dei parametri e restituisce un risultato (output)

Possiamo paragonarle alle funzioni matematiche che tutti conosciamo +, -, /, ...

In particolare la funzione hash prende un solo parametro in ingresso (come ad esempio la √)

proprietà funzione hash

  • unidirezionale: Non esiste la funziona inversa

proprietà funzione hash

  • unidirezionale
  • univoca: identifica univocamente un messaggio

Note: $$ J(\theta_0,\theta_1) = \sum_{i=0} $$

proprietà funzione hash

  • unidirezionale
  • univoca
  • deterministica: Stesso messaggio stesso valore di hash

proprietà funzione hash

  • unidirezionale
  • univoca
  • deterministica
  • lunghezza fissa dell'output indipendente dalla lunghezza del messaggio in ingresso

proprietà funzione hash

  • unidirezionale
  • univoca
  • deterministica
  • lunghezza fissa dell'output
  • resistenza alla collisione difficoltà nel creare due messaggi distinti con lo stesso hash

proprietà funzione hash

  • unidirezionale
  • univoca
  • deterministica
  • lunghezza fissa dell'output
  • resistenza alla collisione
  • veloce da calcolare

proprietà funzione hash

  • unidirezionale: Non esiste la funziona inversa
  • univoca: identifica univocamente un messaggio
  • deterministica: Stesso messaggio stesso valore di hash
  • lunghezza fissa dell'output indipendente dalla lunghezza del messaggio in ingresso
  • resistenza alla collisione difficoltà nel creare due messaggi distinti con lo stesso hash
  • veloce da calcolare

funzioni hash più comuni

algoritmo dimensione output (Byte) sicura
SHA-1 20 NO
MD5 16 NO
SHA256 32 SI
SHA512 64 SI

applicazioni funzione hash

Verifica dell'integrità di un messaggio/file

text

f524114e4a10fb04ec428af5e8faf7998b18271ea72fbb4b63efe0338957c0f3 *linuxmint-21-cinnamon-64bit.iso
02a80ca98f82838e14bb02753bd73ee0da996c9cda3f027ae1c0ffb4612c8133 *linuxmint-21-mate-64bit.iso
3ad001dc15cb661c6652ce1d20ecdc85a939fa0b4b9325af5d0c65379cc3b17e *linuxmint-21-xfce-64bit.iso

applicazioni funzione hash

Verifica delle password

/etc/shadow

root:$y$j9T$bnWq/75L7bHk0xedMO1wc.$Ob6dLjepy.YFJz7rXyJHqbuyCCvuKsmnHU3zyamv.H6:18950:0:99999:7:::
test:$y$j9T$T..Bgz0qQNR.LBX3jwUzd0$Avt8FhdlV6x2PWNQxC910.mcNkloKJFHgJm5em0z3BC:19011:0:99999:7:::

Database

+------+------------------------------------------------------------------+
| NAME | PASSWORD                                                         |
+------+------------------------------------------------------------------+
| io   | 1ec2786727851647508085f26c5bff07159b8db7a8569be847afc58fa6b3878b |
+------+------------------------------------------------------------------+

applicazioni funzione hash

Identificare file o dati

crittografia simmetrica (o chiave privata)

la chiave di cifratura è uguale alla chiave di decifratura

graph LR;
   subgraph Alice
   A((Alice)) --> M1[msg]
   M1 --> C("cifratura")
   K1[chiave fa:fa-key] --> C
   C --> MK["messaggio <br> cifrato"]
   end
   subgraph Bob
   K1 -.- K2
   MK2["messaggio <br> cifrato"]
   MK ==> MK2
   MK2 --> D(decifratura)
   K2[chiave fa:fa-key] --> D
   D --> M2[msg]
   M2 --> B((Bob))
   end
Loading

crittografia simmetrica (o chiave privata)

text

Alice → Bob

chiave simmetrica

Note: I nomi Alice e Bob sono molto usati per convenienza nella crittografia

"La persona A vuole mandare un messaggio alla persona B"

difficile da seguire specialmente in sistemi complessi che usano molti passaggi.

?

Note:

  • Riservatezza: Può leggerlo solo il destinatario (Bob)
  • Integrità: Il messaggio non è stato alterato
  • Autenticità: Il destinatario Bob può verificare l'identità del mittente (Alice)
  • Non ripudio: L'autore di una dichiarazione non potrà negare la paternità e la validità del messaggio

Rainbow table

una tabella precalcolata per memorizzare gli output di una funzione hash, in genere per decifrare gli hash delle password.

Un malintenzionato può utilizzare le rainbow table precalcolate per recuperare le password in chiaro.

Note: https://crackstation.net/

crittografia simmetrica con salt

Una difesa comune contro questo attacco consiste nel calcolare gli hash utilizzando l'aggiunta di un "salt" alla password prima di eseguirne l'hashing.

Bob → Alice

chiave simmetrica con salt

crittografia asimmetrica

(chiave pubblica e privata)

Ogni attore coinvolto ha una coppia di chiavi:

  • chiave pubblica: deve essere distribuita
  • chiave privata: appunto personale, segreta

Note:

  • 512 bit -> poche ore
  • 1024 bit -> 1 anno con un milione di dollari
  • 2048 bit -> milioni di anni

crittografia asimmetrica

text

crittografia asimmetrica - firma elettronica

text

Alice → Bob

chiave assimmetrica (firma elettronica)

?

Note:

  • Riservatezza: Può leggerlo solo il destinatario (Bob)
  • Integrità: Il messaggio non è stato alterato
  • Autenticità: Il destinatario Bob può verificare l'identità del mittente (Alice)
  • Non ripudio: L'autore di una dichiarazione non potrà negare la paternità e la validità del messaggio

crittografia asimmetrica - verifica firma elettronica

text

Bob

chiave assimmetrica (verifica firma elettronica)

crittografia asimmetrica

graph LR;
   BobPub[chiave<br>pubblica<br>Bob fa:fa-key]
   BobPub -.- BobKey
   BobPub --> C
   
   subgraph Alice
   M1[messaggio<br>in chiaro<br>di Alice]
   M1 --> C("cifratura")
   C --> MK[messaggio <br> criptato fa:fa-lock]
   end

   subgraph Bob
   BobKey[chiave<br>privata<br>Bob fa:fa-key]
   MK -- invio --> MK2[messaggio <br> criptato fa:fa-lock]
   MK2 --> D(decifratura)
   D --> M2[messaggio<br>in chiaro]
   BobKey --> D
   end
Loading

Bob → Alice

demo crittografia asimmetrica (openssl)

?

Note:

  • Riservatezza: Può leggerlo solo il destinatario (Bob)
  • Integrità: Il messaggio non è stato alterato
  • Autenticità: Il destinatario Bob può verificare l'identità del mittente (Alice)
  • Non ripudio: L'autore di una dichiarazione non potrà negare la paternità e la validità del messaggio

PGP (Pretty Good Privacy)

Uno dei software che è divenuto molto famoso nell'ultimo decennio è il PGP (Pretty Good Privacy), sviluppato da Phil Zimmermann nel 1991.

Usato per la posta elettronica e la protezione dei file di uso personale che consente di firmare una e-mail lasciando il testo in chiaro, oppure cifrarla senza firmarla, o fare entrambe le cose.

Note: governo statunitense visto che i sistemi di cifratura forte sono assimilati alle armi e fino ad alcuni anni fa ne era quindi proibita l'esportazione.

Copie di PGP vennero scaricate all'estero poche ore dopo la messa on-line del programma;

Nel 1993 Zimmerman venne messo sotto inchiesta, con la prospettiva di pesanti sanzioni penali. Dopo tre anni la vicenda si concluse senza esiti negativi per la propria persona.

GnuPG (GNU Privacy Guard)

GnuPG è un sistema crittografico che permette la cifratura/decifratura e autenticazione di messaggi. La cifratura/decifratura si basa su un sistema "ibrido" simile a quello usato da PGP con l'utilizzo combinato di algoritmi simmetrici e asimmetrici, ma non preclude la possibilità di cifrare/decifrare anche solo con algoritmi simmetrici.

Note: https://www.gnupg.org/gph/it/gestione-chiavi.html

Alice → Bob

GPG: cifratura e firma digitale

?

Note:

  • Riservatezza: Può leggerlo solo il destinatario (Bob)
  • Integrità: Il messaggio non è stato alterato
  • Autenticità: Il destinatario Bob può verificare l'identità del mittente (Alice)
  • Non ripudio: L'autore di una dichiarazione non potrà negare la paternità e la validità del messaggio

Bob → Alice

GPG e thunderbird

certificati digitali

Certificato digitale è documento che contiene:

  • la chiave pubblica
  • dati del propretario
  • firma digitale che ne garantisce la validità da parte di una CA (Certification Authority)

certificati digitali e CA (Certification Authority)

Certification Autority è un ente di certificazione:

  • ha una coppia di chiavi che usa per validare i certificati
  • registro pubblico dei certificati digitali emessi e tuttora validi

Note: less /etc/pki/tls/cert.pem

generazione certificato digitale

text

Alice

generazione certificato digitale

crittografia ibrida

text

Note:

riassume le caratteristiche dei due tipi di crittografia. Infatti viene usato sia un algoritmo a chiave simmetrica sia uno a chiave asimmetrica.

Ogni utente ha una coppia di chiavi privata e pubblica. Ogni volta che il mittente apre una nuova sessione viene generata una chiave di sessione, la quale viene cifrata con la chiave pubblica del destinatario e inviata insieme al messaggio. Il destinatario, per prima cosa decifra la chiave di sessione usando la propria chiave privata asimmetrica, poi usa la chiave di sessione, simmetrica, per decodificare il messaggio.

Il vantaggio di questo sistema è che unisce la comodità nella gestione delle chiavi del sistema asimmetrico alla velocità propria di quello simmetrico e consente uno scambio di chiavi sicuro anche su un canale non sicuro.

comunicazioni sicure su Internet: https

text

Note: https://sectigostore.com/page/how-does-https-work/

  1. client hello con le versioni supportate e il server risponde con le sue, server hello!
  2. verifica certificato SSL/TLS il server invia il suo certificato pubblico, il client verifica che sia valido, non revocato, e si assicura che supporti le cifrature richieste. Conferma che il certificato appartiene al nome di dominio/ip.
  3. convalida della firma CA verifica che il certificato sia firmato da una CA leggittima.
  4. il browser genera una chiave di sessione casuale e lo crittogra con la chiave pubblica nel certificato del server. Il server decripta la chiave di sessione con la chiave privata.
  5. tutti i dati trasmessi viaggiano su un canale sicuro e crittografato con la chiave di sessione

... e vissero per sempre felici e criptati

[email protected]

https://github.com/piuma/talk-amore-crittografico