Redes de Computadores I

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Redes de Computadores I

• SSL (Secure Socket Layer)
• TLS (Transport Layer Security)
• Gustavo Lacerda Coutinho
• Renan Galvão Machado e Silva

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Introdução

• Provê segurança em comunicações na Internet
• Integridade
• Autenticidade
• Confidencialidade

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Motivação

• Para que segurança?
• Dados muito importantes trafegando na rede
• Surgimento do E-Commerce
• Internet Banking
• Arquitetura TCP/IP não provê conexões seguras

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Soluções

• SSL v3, solução proprietária da Netscape
• TLS v1.1, padrão aberto desenvolvido pela IETF
  (RFC 4346)
• Diferenças entre TLS e SSL
• TLS é padronizado pelas RFC 2246 (v1.0) e RFC
  4346 (v1.1)
• TLS usa o algoritmo keyed-Hashing for Message
  Authentication Code (HMAC) enquanto o SSL apenas
  Message Authentication Code (MAC). O algoritmo
  HMAC produz hashes mais seguros que o algoritmo
  MAC

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Diferenças entre TLS e SSL (cont.)

• No TLS nem sempre é necessário recorrer à raiz de
  uma AC (Autoridade de Certificação) para usar uma
  certificação. Pode ser usada uma autoridade
  intermediária
• Novas mensagens de alerta
• O algoritmo Fortezza de criptografia não é
  suportado, pois não é aberto ao público.
  (Política da IETF)
• Campos dos cabeçalhos

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Criptografia

• Mensagens em forma cifrada ou em código
• Criptografia simétrica
• Criptografia assimétrica

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Criptografia Simétrica

• Chave única
• Chave distribuída por uma canal inseguro
• Processamento baixo
• Tamanho da chave 128 bits
• Ex DES (Data Encryption Standard), 3DES (Triple
  DES), IDEA (International Data Encryption
  Algorithm), RC2 e RC4 e AES (Advanced Encryption
  Standard)

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Criptografia Assimétrica

• Chave pública
• Divulgada pelo receptor
• Usada pelo transmissor para encriptação
• Chave privada
• Pertencente somente ao receptor
• Usada pelo receptor para decriptação

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Criptografia Assimétrica

• Não há compartilhamento de um segredo
• Alto processamento
• Tamanho da chave 1024 bits
• Ex RSA, Diffie-Helman e Fortezza

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Arquitetura TLS
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Protocolo de Registro

• Encapsula mensagens de protocolos superiores
• Durante transmissão
• Fragmentação
• Compressão (opcional)
• Aplicação do MAC
• Encriptação

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Protocolos de Handshaking

• TLS possui três protocolos de negociação
• Protocolo Handshake
• Protocolo ChangeCipherSpec
• Protocolo de Alerta

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Protocolo Handshake (1)

• Responsável pela negociação dos parâmetros de
  segurança
• ID da sessão
• Método de Compressão
• Cipher Spec - algoritmo de criptografia a ser
  utilizado
• Chave Mestre (master key)
• Is Resumable flag que indica se a sessão é
  reiniciável

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Protocolo Handshake (2)

• Negociando os parâmetros

Cliente
Servidor
ClientHello
ServerHello
Certificate
ServerKeyExchange
ServerHelloDone
Certificate Message ClientKeyExchange ChangeCiphe
rSpec Finished
ChangeCipherSpec Finished
Fim da negociação
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Protocolo ChangeCipherSpec

• Composto por uma única mensagem
• Sinaliza mudanças na estratégia de criptografia

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Protocolo de Alerta

• Informa problemas na comunicação
• Níveis de alerta
• Dois tipos de mensagens
• Alerta de Encerramento
• Alerta de Erro

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Análise de Segurança

• Três modos de autenticação
• Servidor e cliente autenticados
• Somente servidor autenticado
• Anonimato completo
• Sujeito a ataques, em que o atacante se
  posiciona entre o cliente e o servidor
• Suscetível a ataques de negação de serviço
• Atacante inicia um grande número de conexões
• Alto consumo de CPU do servidor, graças ao custo
  computacional de se utilizar criptografia.

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Perguntas

1. Por que a comunicação não se dá por chave
   simétrica desde o seu início?
2. Por que não se utiliza chave assimétrica durante
   toda a comunicação?
3. Para que serve o protocolo de handshake
   (negociação) ?
4. Quais serviços de segurança que o TLS provê?
5. Qual a condição necessária para deixar o canal
   protegido para ataques em que o atacante se
   posiciona entre o cliente e o servidor?

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Pergunta (1)

• 1. Por que a comunicação não se dá por chave
  simétrica desde o seu início?

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Resposta (1)

• 1. Por que a comunicação não se dá por chave
  simétrica desde o seu início?
  
  
• R Porque não existe uma maneira segura de
  passar a chave secreta pela rede.

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Pergunta (2)

• 2. Por que não se utiliza chave assimétrica
  durante toda a comunicação?

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Resposta (2)

• 2. Por que não se utiliza chave assimétrica
  durante toda a comunicação?
• R Pois este tipo de criptografia é muito
  custoso em termos computacionais, devido à
  quantidade de operações que são realizadas.

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Pergunta (3)

• 3. Para que serve o protocolo de handshake
  (negociação) ?

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Resposta (3)

• 3. Para que serve o protocolo de handshake
  (negociação) ?
• R Serve para estabelecer os parâmetros de
  segurança que serão usados na comunicação, tais
  como, suíte de criptografia, método de compressão
  e chaves secretas.

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Pergunta (4)

• 4. Quais serviços de segurança que o TLS provê?

26
Resposta (4)

• 4. Quais serviços de segurança que o TLS provê?
• R Confidencialidade, integridade e
  autenticidade.

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Pergunta (5)

• 5. Qual a condição necessária para deixar o canal
  protegido para ataques em que o atacante se
  posiciona entre o cliente e o servidor?

28
Resposta (5)

• 5. Qual a condição necessária para deixar o canal
  protegido para ataques em que o atacante se
  posiciona entre o cliente e o servidor?
• R Basta o servidor estar autenticado.

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Referências Bibliográficas

• 1 NETSCAPE. NETSCAPE. SSL 3.0 SPECIFICATION.
•       http//wp.netscape.com/eng/ssl3/
• 2 Kant, K., Iyer, R., Mohapatra, P.
  Architectural Impact of Secure Socket Layer
  on        
•       Internet Servers. Em Proc. Int. Conf.
  Computer Design, 2000. pág 7-9
• 3 SHACHAM, D., E BONEH, D. Improving SSL
  Handshake Performance via Batching.      
•      Em ed. D. Naccache, editor, Proceedings of
  RSA 2001, volume 2020 (Springer-
•      Verlag, 2001), pág 1-2.
• 4 SUN. Introduction to SSL.
•       http//docs.sun.com/source/816-6156-10/conte
  nts.htm1041986
• 5 TECHONLINE. SSL and TLS Essentials Securing
  the Web.           
•       http//www.techonline.com/community/tec
  h_topic/ internet/feature_article/14364
• 6 WIKIPEDIA. Transport Layer Security.
•       http//en.wikipedia.org/wiki/Secure_Socket_L
  ayer
• 7 TANENBAUM. TANENBAUM, A., Computer Networks.
  Prentice Hall, 1996. pág 864-868
• 8 RFC 4346 - The Transport Layer Security (TLS)
  Protocol Version 1.1
• 9 C. ÍNTIA. B.Um Mecanismo Para Distribuição
  Segura de Vídeo MPEG. Dissertação apresentada à
  Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
  para obtenção do título de Mestre em
  Engenharia.2000. pág. 23-55.