Criptografia Aplicada: Introdução à Criptografia Assimétrica e Assinatura Digital

Criptografia Aplicada
Marcelo Martins
linkedin.com/in/marcelomartins

Agenda
§  O que é criptografia?
§  Hash
§  Criptografia simétrica
§  Criptografia assimétrica
§  Infraestrutura de Chaves Públicas (ICP)
§  Ataques
§  Esteganografia
§  Boas práticas: uso doméstico
§  Referências

§  Criptografia é uma palavra de origem grega e tem
por objetivo o estudo dos princípios e técnicas pelas
quais a informação pode ser escondida de forma
que se torne incompreensível por pessoas não
autorizadas
§  O processo de codificação é chamado de
encriptação ou cifragem
§  O processo inverso, isto é, transformar a informação
de modo que ela fique compreensível novamente, se
chama decriptação ou decifragem
O que é criptografia?

§  Caesar Crypt ou Shift Crypt
§  Usada por Júlio César para trocar mensagens com seus
generais em campo
§  É uma cifra baseada em substituição onde cada letra da
mensagem é substituída por uma outra letra com uma posição
fixa distante no alfabeto
§  Por exemplo, com incremento de 3 posições para a direita
Clear: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Ciphered: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
the quick brown fox jumps over the lazy dog
WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ

§  Caesar Crypt ou Shift Crypt
§  O ataque consiste em
§  O atacante fazer algumas substituições mesmo sem saber que
a cifragem de César foi usada
§  O atacante sabe que a cifragem de César foi usada, mas não
sabe qual é o valor do incremento

§  Ataque ao Caesar Crypt ou Shift Crypt
Decremento Candidatos
Original exxego ex srgi
1 dwwdfn dw rqfh
2 cvvcem cv qpeg
3 buubdl bu podf
4 attack at once
5 zsszbj zs nmbd
6 yrryai yr mlac
...
23 haahjr ha vujl
24 gzzgiq gz utik
25 fyyfhp fy tshj

§  Objetivos de Segurança da Informação
§  Confidencialidade
§  Que apenas pessoas autorizadas tenham acesso à informação
§  Integridade
§  Que a informação não seja modificada sem autorização
§  Autenticidade e Não-repúdio
§  Que seja possível garantir que o remetente enviou aquela
mensagem e que isso não possa ser refutado

§  Criptografia ≠ Esteganografia!
§  Esteganografia, do grego “escrita escondida”, é o estudo
e uso das técnicas para ocultar a existência de uma
mensagem dentro de outra.
§  Enquanto a criptografia oculta o significado da
mensagem, a esteganografia oculta a existência da
mensagem
§  Geralmente é feita escondendo um arquivo dentro de
uma imagem ou arquivo de áudio

Hash
§  É uma sequência de bits gerada por um algoritmo de
dispersão, em geral representada em base
hexadecimal, que permite a visualização em letras e
números (0 a 9 e A a F), representando ½ byte cada
§  É a transformação de uma grande quantidade de
informação em uma pequena quantidade de
informação
§  Não é possível reverter hashes do tipo one way, ou
seja, obter o texto em claro do qual foi gerado

Hash
§  Exemplo de função de hash

Hash
§  Funções de hash mais usadas
Nome Bits de saída Criado em Colisão* Vulnerável*
MD4 128 1990 Sim Sim
MD5 128 1991 Sim Sim
SHA-1 160 1995 Sim Sim
SHA-224 224 2001 Não Não
SHA-256 256 2001 Não Não
SHA-384 384 2001 Não Não
SHA-512 512 2001 Não Não
WHIRLPOOL 512 2004 Não Não

Hash
§  Exemplo: SHA-512
§  SHA512("The quick brown fox jumps over the lazy dog")
07e547d9 586f6a73 f73fbac0 435ed769 51218fb7
d0c8d788 a309d785 436bbb64 2e93a252 a954f239
12547d1e 8a3b5ed6 e1bfd709 7821233f a0538f3d
b854fee6
§  SHA512("The quick brown fox jumps over the lazy cog")
3eeee1d0 e11733ef 152a6c29 503b3ae2 0c4f1f3c
da4cb26f 1bc1a41f 91c7fe4a b3bd8649 4049e201
c4bd5155 f31ecb7a 3c860684 3c4cc8df cab7da11
c8ae5045

Hash
§  Exemplo SHA-1
§  SHA1("The quick brown fox jumps over the lazy dog")
2fd4e1c6 7a2d28fc ed849ee1 bb76e739 1b93eb12
§  SHA1("The quick brown fox jumps over the lazy cog")
de9f2c7f d25e1b3a fad3e85a 0bd17d9b 100db4b3
§  SHA1("")
da39a3ee 5e6b4b0d 3255bfef 95601890 afd80709
A alteração de um bit
produz um hash
totalmente diferente

Hash
§  Aplicações independentes
§  HashTab (livre para uso privado, Windows)
§  http://implbits.com/products/hashtab/
§  MD5, HAVAL, MD2, SHA (1, 256, 384, 512)
§  File Checksum Tool (livre para uso privado e comercial,
Windows)
§  http://www.krylack.com/file-checksum-tool/
§  Adler32, CRC32, MD2, MD4, MD5, RIPEMD (128, 256, 320), SHA
(1, 256, 384, 512), Tiger e Whirlpool
§  HashCalc (livre para uso privado e comercial, Windows)
§  http://www.slavasoft.com/hashcalc/
§  Adler32, CRC32, MD2, MD4, MD5, RIPEMD (128, 256, 320), SHA
(1, 256, 384, 512), Tiger e Panama

Hash
§  Verificação de integridade de arquivo
§  Monitora ou verifica se arquivos foram alterados
§  Tripwire (Windows/Unix, comercial)
§  AIDE (Unix, freeware)
§  Yafic (Unix, freeware)
§  AFICK (Windows/Unix, freeware)
§  nCircle File Integrity Monitoring (Win/Unix, comercial)
§  Advanced Checksum Verifier (Windows, comercial)
§  Slavasoft FSUM (Windows, freeware)
§  Chkrootkit (Unix, freeware)
§  Samhain (Unix, freeware)

Hash
§  Verificação de integridade de arquivo
§  macOS
§  $ shasum test.jpg (o padrão é SHA1)
§  a9b602d039d302867df743ab7dd056e3644bd208
test.jpg
§  $ shasum -a512 test.jpg
§  e0d4128da441d17ac02c039878a4ac1fae437656b51807b
85c0238deefcfe96bebaedc285edbc3e5d4e18b315b0d1b
ce7a47dce130b39645d2372e6003c19fc4 test.jpg

Criptografia simétrica
§  Uma única chave é usada para encriptar e decriptar
a mensagem
§  É chamada de chave simétrica, chave privada ou
chave compartilhada
§  Os algoritmos mais usados são: AES, Blowfish,
DES, Triple DES, Serpent, Twofish
DES e 3DES não devem
mais ser usados

§  Onde está a segurança da criptografia simétrica?
§  Depende da segurança da chave privada
§  Depende da qualidade da chave privada (assim como
uma senha)
§  Depende da segurança na troca da chave privada
§  Depende da qualidade do método criptográfico (tipos de
ataque)

§  Problemas
§  Como transmitir a chave para o destinatário através de
um meio seguro? Telefone? Sinal de fumaça? E-mail sem
criptografia? Papel de pão?
§  Para que 5 pessoas possam trocar mensagens usando
chaves simétricas, quantas chaves seriam necessárias?
§  Chaves necessárias
¨  5 usuários
¨  20 usuários
n*(n −1)
2
5*(5−1)
2
=10
20*(20 −1)
2
=190

§  Problema
Uma chave para
cada dois
usuários

Criptografia assimétrica
§  Cada usuário possui o seu par de chaves, uma
pública e outra privada
§  A chave pública fica disponível para todos e a chave
privada somente para o seu dono
§  O que é feito com uma chave é desfeito com a outra,
do mesmo par

Todo usuário
tem um par de
chaves

§  Exemplo de chave assimétrica (PGP)
-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: 2.6.3ia
mQCNAzR9bCAAAAEEAMbG7w5W0EJ/L4oAlOgsWwzVmS145eUF6knmOx/UUNBMdNRD
DGgJO3z3aAq4nE4yR+3hSO2auiZlB604e006SPV3ZuLpCHuzaet59dHJGmT9adgx
DMgaPv5q9CCsZa9B1lhh/SIV2eU4U17FDWfU8QWrimn+nLi/y+kli63F4U8VAAUX
tEJDZW50cm8gZGUgQXRlbmRpbWVudG8gYSBJbmNpZGVudGVzIGRlIFNlZ3VyYW5j
YSA8Y2Fpc0BjYWlzLnJucC5icj6JAJUDBRA0fWwg6SWLrcXhTxUBAU/WBACclOR+
MC4kGNAKsR7+HujUYC90BYB8QVFcg/jYAWXDMGYxFeCtvw9FQDUtk55B+/i7tdaX
2c4kZrlsjoc3dYROdB7OKDwIxw1pxmeuBBkT+I34i47YNcyRB15otW5sS9BJDb4X
jw5YqDDhRCvevUCTczUvAIKSKnzg4Yl1I/JGaQ== =DjRv
-----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----

§  Encriptação e decriptação
1.  Chave pública do destinatário é obtida
2.  A mensagem é encriptada
3.  A mensagem é transmitida em um meio inseguro
4.  A chave privada do destinatário é usada para decriptar
a mensagem
5.  A mensagem original é recuperada

§  Assinatura digital
§  Processo criptográfico usado para garantir a integridade,
autenticidade e não-repúdio de uma mensagem ou de um
arquivo
§  É possível assinar e-mails, arquivos pdf, doc, ppt, dll,
exe, etc.
§  A assinatura digital, sozinha, não protege o conteúdo da
mensagem. Apenas garante a integridade do conteúdo e
o seu remetente

§  Assinatura digital

1.  Um hash é gerado a partir da mensagem
2.  O hash é encriptado usando a chave privada do
remetente
3.  O hash encriptado é obtido
4.  O hash encriptado é adicionado à mensagem
5.  A mensagem é enviada através de meio inseguro
6.  Outro hash é gerado a partir da mensagem
7.  A chave pública do remetente é usada para decriptar o
hash enviando anteriormente
8.  O hash original é obtido
9.  Comparação entre ambos os hashes ocorre; se forem
iguais a mensagem não foi alterada
Assinatura digital

Encriptação + Assinatura digital
Versão
simplificada

1.  A chave pública do destinatário é obtida
2.  A mensagem é encriptada
3.  Um hash é gerado a partir da mensagem encriptada
4.  O hash é encriptado usando a chave privada do remetente
5.  Um hash encriptado é obtido
6.  O hash encriptado é adicionado à mensagem
7.  A mensagem é enviada em um meio inseguro
8.  Outro hash é gerado a partir da mensagem
9.  A chave pública do remetente é usada para decryptar o hash
enviado anteriormente
10.  O hash original é obtido
11.  Comparação entre amos os hashes; se forem iguais a
mensagem não foi alterada
12.  A chave privada do destinatário é usada para decriptar a
mensagem
13.  A mensagem original é recuperada
Encriptação + Assinatura digital

1.  Uma chave simétrica (chave de sessão) ‘gerada aleatoriamente
2.  A mensagem é encriptada usando a chave de sessão
3.  A mensagem encriptada é obtida
4.  A chave pública de Bob é obtida
5.  Uma cópia da chave de sessão é encriptada com a chave pública de Bob
6.  A chave pública de Charlie é obtida
7.  Uma cópia da chave de sessão é encriptada com a chave pública de Charlie
8.  A chave pública do remetente é obtida
9.  A chave de sessão é encriptada com a chave pública do remetente
10.  A chave de sessão encriptada é adicionada à mensagem
13.  A mensagem é enviada através de meio inseguro
14.  Charlie usa sua chave privada para obter a chave de sessão
15.  A chave original é obtida
16.  A chave de sessão é usada para decriptar a mensagem
17.  A mensagem original é obtida
Envelopamento digital

Autenticação (Nonce)
Versão
simplificada

§  Geração de Hash
1.  O cliente tenta se autenticar
2.  O servidor gera sequencia de caracteres (Nonce)
3.  Nonce é enviado para o cliente
4.  Cliente usa sua chave privada para encriptar Nonce
5.  Nonce encriptado é obtido
6.  Um hash é gerado a partir do concatenação do Nonce,
Nonce encriptado e da senha do cliente
7.  O novo hash é adicionado a um pacote que contém o usuário
e o Nonce
8.  O pacote é enviado ao servidor
9.  O servidor gera um hash usando o Nonce original, a senha
do cliente armazenada e o Nonce encriptado recebido
10.  Comparação entre ambos os hashes
Autenticação (Nonce)

Autenticação (Hash chain, S/KEY)
Versão
simplificada

§  Geração de Hash
2.  O servidor pede o hash 1000 da senha do cliente
3.  O hash 1000 é gerado e enviado ao servidor. O servidor
possui apenas o hash 1000 da senha do usuário, não a
senha. Se forem iguais, o usuário está autenticado
4.  O cliente tenta uma nova autenticação
5.  Desta vez o servidor pede o hash 999 da senha do cliente
6.  O hash 999 é gerado e enviado ao servidor. O servidor tem
apenas o hash 1000 da senha do usuário. O servidor precisa
executar a função de hash no hash 999 para computar o
hash 1000. Se forem iguais, o usuário está autenticado.
7.  O servidor então armazena o hash 999 no banco de dados.
Na próxima vez o servidor pedirá o hash 998. A segurança
vem do fato de que o servidor sempre pede o hash anterior,
que só é possível para quem conhece a senha.
Autenticação (Hash chain, S/KEY)

Autenticação
(WPA / WPA2: Personal ou Enterprise)

Trusted Timestamps
Versão
Simplificada

§  Cálculo do Timestamp
2.  O servidor TSA (TimeStamp Authority) fornece o tempo
correto (etiqueta de tempo)
3.  Outro hash é gerado a partir do hash e da etiqueta de
tempo
4.  O hash e a etiqueta de tempo são encriptados usando a
chave privada do servidor TSA
5.  A etiqueta de tempo é adicionado ao hash encriptado
6.  O hash e a etiqueta de tempo são enviados ao cliente e
adicionados à mensagem
Trusted Timestamps

Trusted Timestamps
§  Verificação do Timestamp
2.  A etiqueta de tempo adicionada à mensagem é
recuperada e um outro hash é gerado a partir do
primeiro hash e da etiqueta de tempo
3.  A chave pública do servidor TSA é obtida
4.  O hash original gerado pelo servidor TSA é obtido
5.  Comparação entre ambos os hashes

§  Armazenamento externo da chave privada

§  Onde está a segurança da criptografia assimétrica?
§  Depende da segurança da chave privada
§  Depende da qualidade da senha chave privada (assim
como uma senha)
§  Depende da qualidade do método criptográfico (tipos de
ataque)

§  Problemas
§  Como fazer para que todos os usuários tenham acesso a
todas as chaves públicas? Todos terão de enviar para
todos? E em caso de revogação? Como substituir?
§  Como saber se um par de chaves é confiável, ou seja,
realmente pertence àquela pessoa?

Web of Trust
Explicação
simplificada

§  Problemas
§  Como fazer para que todos os usuários tenham acesso a
todas as chaves públicas? Todos terão de enviar para
todos? E em caso de revogação? Como substituir?
§  Web of Trust permite designar um revogador
§  Como saber se um par de chaves é confiável, ou seja,
realmente pertence àquela pessoa?
§  Web of Trust depende de uma (ou várias pessoas) que
endossem aquela chave e de uma “caminho de confiança”
entre as duas pessoas
Mas há ainda
outros problemas

Infraestrutura de Chaves Públicas (ICP)
Todo usuário
tem um par de
chaves e um
certificado

§  Certificado digital X.509 v3
§  Relações de confiança
§  Importação e exportação de certificado
§  Processo de emissão, verificação e revogação de
certificado
§  ICP-Brasil

Certificado digital
§  Exemplo de certificado X.509 self-signed (parte)
Certificate:
Data:
Version: 3 (0x2)
Serial Number: 1 (0x1)
Signature Algorithm: md5WithRSAEncryption
Issuer: C=ZA, ST=Western Cape, L=Cape Town, O=Thawte Consulting cc,
OU=Certification Services Division,
CN=Thawte Server CA/emailAddress=server-certs@thawte.com
Validity
Not Before: Aug 1 00:00:00 1996 GMT
Not After : Dec 31 23:59:59 2020 GMT
Subject: C=ZA, ST=Western Cape, L=Cape Town, O=Thawte Consulting cc,
OU=Certification Services Division,
CN=Thawte Server CA/emailAddress=server-certs@thawte.com
Subject Public Key Info:

Certificado digital
Estrutura do
diretório
C=US
ST=NY
L=NewYork
O=Acme
Industries
OU=IT
CN=Bugs
Bunny

Gerenciador de Certificados
ou

Certificados-Raiz
Root CA self-
signed
certificate

Certificados-Raiz
Verificando os
detalhes do
Root CA
certificate

Certificado digital
§  Exportação de certificado digital

Certificado digital
§  Importação de certificado digital
N
Método #1
Cuidado: Quando um certificado é
instalado (se torna confiável) as
aplicações por ele assinadas também se
tornam confiáveis

Certificado digital
Método #2
N

Certificado digital
Certificado da CA Root Certificado CA segundo nível

SSL/TLS
Sempre use a
última versão do TLS

SSL/TLS
1.  O certificado do servidor é obtido
2.  O cliente gera uma chave de sessão
3.  A chave de sessão é encriptada usando a chave pública
do servidor (contida no certificado)
4.  A chave de sessão encriptada é obtida
5.  A chave de sessão encriptada é enviada através de
meio inseguro
6.  O servidor usa sua chave privada para decriptar a
chave de sessão
7.  A chave de sessão é obtida
8.  Ambas as partes usam a chave de sessão para
encriptar e decriptar mensagens

SSL/TLS
§  Wireshark: www.legendas.tv

SSL/TLS
§  Wireshark: www.legendas.tv (Follow TCP Stream)

SSL/TLS
§  Wireshark: mail.google.com

SSL/TLS
§  Wireshark: mail.google.com (Follow TCP Stream)

Autenticação (Certificado digital)

2.  O servidor gera um Nonce
3.  O Nonce é enviado ao cliente
4.  O cliente usa sua chave privada para encriptar o Nonce
5.  Nonce encriptado é obtido
6.  Nonce encriptado é enviado ao servidor
7.  O servidor usa a chave pública do cliente (contida no
certificado do cliente) para decriptar o Nonce
8.  O Nonce original é obtido
9.  Comparação entre os dois Nonces
Autenticação (Certificado digital)

§  Aplicações para o certificado digital
§  E-mail
§  VPN
§  SSL/HTTPS
§  Autenticação
§  Criptografia de arquivos (ex: EFS)
§  Assinatura digital de arquivos

§  Processo de emissão de certificado digital

§  Processo de emissão de certificado digital
1.  O cliente pede a Autoridade Registradora (RA) um certificado
2.  A RA informa ao cliente para gerar o par de chaves
3.  As chaves são geradas pelo cliente
4.  A chave privada é gerada dentro do token ou exportada para
o token
5.  A chave pública é enviada para a RA
6.  A RA envia a chave pública para a CA junto com as
informações do cliente
7.  A CA gera o certificado digital e assina usando sua própria
chave privada
8.  O certificado é armazenado na Certificates Store
9.  O certificado é enviado ao cliente
10.  O cliente armazena o certificado no token

§  Server-based Certification Validation Protocol (SCVP)
§  O processo de construção do certification path se chama
discovery path
§  A responsabilidade pela construção dessa cadeia de
certificados é da aplicação que recebe a mensagem
§  Muitas aplicações usam a MS CAPI (Microsoft Crypto API)
§  Não é possível construir a cadeia se um dos certificados
não for encontrado

§  Programas de inclusão de certificados-raiz
§  Microsoft Root Certificate Program
§  http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc751157.aspx
§  Apple Root Certificate Program
§  http://www.apple.com/certificateauthority/ca_program.html
§  Inclusos no iOS 10: https://support.apple.com/en-us/HT207177
§  Google Chromium
§  https://www.chromium.org/Home/chromium-security/root-ca-policy
§  OpenSSL: não possui
§  Mozilla CA Certificate Store
§  http://www.mozilla.org/projects/security/certs/
§  Opera
§  http://www.opera.com/docs/ca/
§  Mono (open source .NET framework): não possui
§  Motivo: http://www.mono-project.com/FAQ:_Security

§  Programa de inclusão de certificados-raiz
§  Regras gerais
§  Não há taxa cobrada
§  ISO 21188:2006 - Public key infrastructure for financial services --
Practices and policy framework
§  NIST SP 800-57 - Recommendation for Key Management – Part 1:
General
§  Conformidade com WebTrust Program for Certification Authorities
¨  http://www.webtrust.org/homepage-documents/item27839.aspx
§  RFC 3280 - Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and
Certificate Revocation List (CRL) Profile

§  Processo de verificação de certificado digital
§  OCSP (Online Certificate Status Protocol)
§  Consulta o OCSP Responder através de protocolo
§  Envia apenas o número serial do certificado a ser consultado
§  A consulta ocorre em tempo real (ou próximo disso)
§  Não expõe o número serial de todos os certificados
§  Trafega menos informação, poupando o servidor, a rede e o cliente
§  Funciona bem se o cliente fizer cache das consultas
§  CRL (Certificate Revocation List)
§  Tem que baixar toda a CRL (todo o processo é automático)
§  Uma lista pode ter 500KB
§  Costuma ser atualizada a cada 24h ou menos
§  Quando a lista é alterada precisa ser copiada novamente
§  É assinada digitalmente pela CA para evitar falsificações

§  OCSP

§  Processo de verificação via OCSP
1.  O cliente tenta acessar um servidor web, por exemplo
2.  O servidor web envia seu certificado digital
3.  O cliente (seu sistema operacional) procura no
certificado pelo endereço do servidor OCSP e o contata
pedindo informações sobre o número serial do
certificado
4.  O servidor OCSP responde
5.  Se estiver tudo certo, o cliente continua a conexão
A.  O certificado é armazenado na Certificates Store
B.  A informação do sobre o número serial do certificado é
enviada para o servidor OCSP

§  Suporte ao OCSP
IE 7+ (exceto no XP),
automático
Todas as versões,
automático
Todas as versões,
automático da 3+
Opera 8.0+,
automático
Mac OS X.Todas as
versões suportam, mas
requer ativação manual
até a 10.7

§  Suporte ao OCSP
MS Outlook 2016: Sim
Mozilla Thunderbird: Sim
Apple Mail: Sim
IBM Lotus Notes: Sim
Opera Mail: SimSeamonkey: Sim
The Bat: Sim

§  Processo de verificação de certificado digital (OCSP)

§  Processo de alteração da CRL

§  Processo de revogação de certificado
1.  O cliente pede a Autoridade Registradora (RA) para
revogar o certificado
2.  A RA, após executar seu processo de verificação, envia
as informações para a CA
3.  A CA aceita o pedido de revogação e guarda a
informação na Certificates Store
4.  A CA inclui o número serial do certificado revogado na
CRL
5.  A CRL é digitalmente assinada usando a chave privada
da CA

§  Processo de verificação de certificado digital (CRL)

§  Wildcard certificate
§  Certificado gerado para proteger vários subdomínios ou
servidores
§  Geralmente é mais prático e mais econômico
§  Exemplo: Certificado emitido para *.empresa.com.br
§  Serve para: pagamento.empresa.com.br,
contato.empresa.com.br, intranet.empresa.com.br, etc.

§  EV-SSL (Extended Validation)
§  Verificação ‘completa’ da identidade do solicitante
§  Segue as instruções do CA/Browser Forum
§  Motivo: pressões comerciais fizeram as CAs fornecerem
o certificado “domain validation only”
§  Critérios para emissão do EV-SSL
§  Verificar documentos e presença física da empresa
§  Controle sobre o domínio é exclusivo ao dono
§  Confirmar identidade e autoridade dos donos do website
§  Suportado por Microsoft IE 7+ (exceto XP), Mozilla
Firefox 3+, Opera 8+, Apple Safari 3.2+, Google Chrome

Google Chrome
Mac: Cmd+Opt+I
Win: Ctrl+Alt+I
Click on View
Certificate

Google Chrome:
View certificate

Exemplo de um
certificado
inválido
Google Chrome

Mozilla Firefox:
Certificate Viewer

Microsoft Edge:
Não faz
Esta é toda a
informação
disponível

MS IE 11:
View certificate

Apple Safari:
View certificate

§  Revogação de certificado digital
§  Revogação
§  Suspensão (temporário)
§  Motivos para revogação
§  Suspeita ou comprometimento da chave privada
§  Suspeita ou comprometimento da CA
§  Término da operação
§  Término da afiliação
§  Revogação e expiração são eventos distintos!

§  Tokens criptográficos

§  Hardware Security Modules (HSM)

§  Microsoft Crypto API
§  Presente desde o Windows NT 4.0
§  Serve para acessar também os tokens e os HSMs
§  Está presente no .NET Framework e no JDK
(SunMSCAPI Provider, apenas como acesso ao MS-
CAPI)
§  Oracle SunJSSE Provider
§  Está presente no JDK
§  Capacidade para grande número de ciphersuites

ICP-Brasil
§  Criada pela MP 2200-2, de 24.08.2001
§  Objetivo: “garantir a autenticidade, a integridade e a validade
jurídica de documentos em forma eletrônica, das aplicações de
suporte e das aplicações habilitadas que utilizem certificados
digitais, bem como a realização de transações eletrônicas
seguras.”
§  É o cartório virtual
§  Está ligada ao ITI e é gerenciada pelo Comitê Gestor da ICP-
Brasil
§  A AC Raiz não pode emitir certificados para o usuário final
§  A estrutura completa pode ser vista em:
http://www.iti.gov.br/twiki/bin/view/Certificacao/EstruturaIcp

ICP-Brasil
§  CAs Nível 1 e 2

ICP-Brasil
§  Tipos de certificado digital
§  A1
§  Gerado e armazenado no computador
§  Dispensa o uso de cartões inteligentes ou tokens
§  Deve-se optar por protegê-lo com uma senha
§  Recomenda-se armazenamento em um único computador
além de uma cópia de segurança
§  Possui validade de 1 ano

ICP-Brasil
§  Tipos de certificado digital
§  A3
§  Gerado e armazenado no cartão inteligente ou token
§  Fica protegido pela senha do cartão ou token
§  Possui validade de 3 anos

ICP-Brasil
§  e-CPF e e-CNPJ
§  Garantir a autenticidade e a integridade nas transações
eletrônicas
§  Enviar a declaração do Imposto de Renda via Internet
§  Consultar e atualizar o cadastro de contribuinte
§  Recuperar o histórico de declarações
§  Verificar a situação na “malha fina”
§  Cadastrar procurações e acompanhar processos
tributários através da Internet
§  Encriptar e assinar digitalmente os e-mails!

ICP-Brasil
§  e-CPF e e-CNPJ
§  Como pode funcionar um mecanismo de não-repúdio
§  Hash(Data, Hora, CPF, Tipo de Operação, etc.)
§  Encriptação(Hash()) com a chave privada
§  Armazena no último campo do registro na tabela

Ataques
§  Brute force, dicionários, default passwords
§  Rainbow tables
§  Pass-the-hash
§  Recuperação da chave privada
§  Comparação de arquivos
§  Interceptação do túnel
§  Falha no método criptográfico
§  Chave simétrica X chave assimétrica

Ataques
§  Default passwords list
§  http://www.cirt.net/passwords
§  Dicionários
§  http://www.openwall.com/passwords/wordlists/
§  http://lastbit.com/dict.asp
§  Gerador de dicionários
§  L517
§  http://code.google.com/p/l517/

Ataques
§  Brute force
§  O atacante tenta todos os valores possível em uma
determinada faixa de possibilidades.
§  Geralmente um conjunto de atacantes se junta para gerar
arquivos que contém senhas e seus respectivos hashes
§  Assim, quando o hash de uma senha é encontrado não é
necessário passar pelo processo de brute force
§  É só procurar o hash em questão no arquivo.

Ataques
§  Brute force
Chave em bits Permutações
Tempo de brute force para dispositivo
verificando 256 permutações/segundo
8 28 0 milissegundos
40 240 0.015 milissegundos
56 256 1 segundo
64 264 4 minutos e 16 segundos
128 2128 149.745.258.842.898 anos
256 2256 50.955.671.114.250.100.000.000.000.000.000.
000.000.000.000.000.000.000 anos
Fonte: NIST SP 800-57 Part 1 (2007)

Ataques
§  Rainbow tables (freerainbowtables.com / distributed.net)

Ataques
§  Captura do Hash
§  Offline NT Password and Registry Editor
§  http://pogostick.net/~pnh/ntpasswd/
§  Suporta todas as versões do Windows, do NT 3.5 até Win 8.1, 32
ou 64 bit, a as versões Server (2003, 2008, 2012)
§  Com o Windows offline, acessa os arquivos que contém os hashes
das contas
§  Pode alterar a senha, destravar e habilitar contas!
(se o usuário usa o EFS, perderá o acesso aos arquivos)
§  Não precisa da senha atual da conta
§  Ophcrack, pwdump7 e outros softwares de captura de hashes
§  Sniffers como o Wireshark
N

Ataques
§  Captura do Hash
§  pwdump7

Ataques
§  Rainbow tables (exemplo)
LM #0
Caracteres [ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ]
Combinações 8.353.082.582
Tamanho da tabela 610 MB
Probabilidade de sucesso 0.9904 (99.04%)
LM #1
Caracteres [ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789]
Combinações 80.603.140.212
Tamanho da tabela 3 GB
Probabilidade de sucesso 0.991 (99.1%)

Ataques
§  Rainbow tables (exemplo)
LM #5
Caracteres
[ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789!@#$
%^&*()-_+= ]
Combinações 915.358.891.407 (2 ^ 39.7)
Probabilidade de sucesso 0.9990 (99,90%)
LM #6
Caracteres
[ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789!@#$
%^&*()-_+=~`[]{}|:;"'<>,.?/ ]
Combinações 7.555.858.447.479 (2 ^ 42.8)
Probabilidade de sucesso 0.9999 (99,99%)

Ataques
§  Problema de criptografia do hash LM

Ataques
§  Problema de criptografia do hash LM (exemplo)

Ataques
§  Defesa contra Rainbow tables
§  Salt: sequência aleatória de bits

Ataques
§  Defesa contra Rainbow tables
§  WPA2

Ataques
§  Defesa contra Brute force e Rainbow tables
§  A senha deve ter um mínimo de 12 caracteres
§  Uma senha de 14 letras minúsculas é tão forte quanto
uma senha de 10 caracteres que contém minúsculas,
maiúsculas, números e símbolos
§  Inclua números e símbolos se o sistema permitir
§  Se o sistema diferenciar maiúsculas de minúsculas use
as duas
§  Evite usar a mesma senha em vários locais
§  Exemplo: 4pRte!ai@3 – mistura maiúsculas,
minúsculas, números e símbolos.

Ataques
§  Senhas fracas
§  Senhas padrão: password, default, admin, guest, etc.
§  Dicionário: palavras que existem em qualquer idioma
§  Número adicionado: password1, deer2000, john1234, etc.
§  Com ofuscação simples: p@ssw0rd, h4cker, h3ll0, etc.
§  Dobradas: crabcrab, stopstop, treetree, passpass, etc.
§  Sequências comuns de teclado: qwerty, 12345, asdfgh, fred.
§  Sequências numéricas conhecidas: 911, 3,14159... (π),
2,7182... (e).
§  Identificadores: jsmith123, 1/1/1970, 555–1234, “login”, etc.
§  Informações pessoais: placa do carro, números de telefone,
aniversário, time favorito, nome de parentes ou animais de
estimação, apelidos, etc. requerem apenas uma investigação

Ataques
§  Senhas fracas
§  Dave Kleiman, perito americano, detectou através da
análise de 3 milhões de senhas de 8 caracteres que:
§  A letra "e" foi usada mais de 1.5 milhão de vezes
§  A letra "f" foi usada apenas 250.000 vezes
§  Em uma distribuição uniforme cada caracter teria de ser usado
cerca de 900.000 vezes
§  O número mais comum é o “1”
§  As letras mais comuns são “a”, “e”, “o”, “r”

Ataques
§  Brute force
§  Hashcat: http://hashcat.net/hashcat-gui/ (Windows / Linux)
§  Ophcrack (Windows, gratuito e comercial)
§  LC6 (Windows, comercial)
§  John the Ripper (Unix, gratuito)
§  Elcomsoft (Windows, comercial)
§  Hydra (Unix, gratuito)
§  Hashkill (Linux, gratuito)
§  PDF: FreewarePDFUnlocker (Windows, gratuito)
§  RAR: cRARk (Windows, gratuito)
§  OnlineHashCrack: www.onlinehashcrack.com
§  Tobtu: www.tobtu.com/md5.php

Ataques
§  Distribuição entre estações
§  Boinc
§  Softwares que distribuem a carga
§  Aumento de capacidade
§  Drives SSD
§  GPUs em paralelo
§  Aumento da capacidade de processamento
§  Desenvolvimento para GPUs
§  http://developer.nvidia.com/cuda-tools-ecosystem
§  http://developer.amd.com/pages/default.aspx

Ataques
§  Pass-the-hash (similar ao ataque de Replay)

Ataques
§  Defesa contra Replay Attacks
§  1. One Time Password (OTP)
§  É gerado a partir de um algorítmo
aberto
§  Mesmo sabendo o número anterior,
não é possível prever o próximo
§  É possível utilizar de forma manual ou
automática, através de software
§  2. Nonce
§  3. Timestamps

Ataques
§  Rede sem fio com criptografia WPA2

Ataques
§  Session hijacking (ataque similar ao Replay attack)
§  É possível quando não há SSL (HTTPS)!

Ataques
§  Session hijacking
(com Firesheep)

Ataques
§  OTP Realtime Man-in-the-middle

Ataques
§  Recuperação da chave privada
§  Recuperação de chave privada gerada no disco e
exportada para o token USB, por exemplo
§  Comparação de arquivos
§  Quando o atacante tem a versão encriptada e a versão
“em claro”, é possível “comparar” as duas e obter a chave
usada, em alguns casos

Ataques
§  Interceptação do túnel (Man-in-the-middle)

Ataques
§  Chave simétrica X chave assimétrica
§  Em 1977 o DES de 56 bits era suficiente
§  O governo americano requer chave AES (simétrica) de
192 ou 256 bits para conteúdo altamente sensível
§  O guia de boas práticas do NIST para gerenciamento de
chaves sugere que chaves RSA de 15360 bits RSA são
equivalentes em força a chaves simétricas de 256 bits!

Esteganografia
§  História
§  Origem do grego steganos (στεγανός), “escondido ou
protegido”, e graphei (γράφη), “escrita”
§  Segurança através de obscuridade
§  Mensagens escritas na área do envelope coberta pelo
selo postal
§  Durante e depois da Segunda Guerra, agentes de
espionagem usavam microdots produzidos
fotograficamente para enviar e receber informações
§  Hoje é usada para esconder watermarks em imagens,
vídeos e áudios para proteger a propriedade intelectual

§  Métodos mais usados
§  LSB (Bits menos significativos)
R G B R G B
pixels
0 1 1 0 0 10 1 1 1 0 1
imagem original
8 bits / byte
imagem RGB = 3 bytes / pixel
1 0 1 1
Esteganografia

p u b
112 117 98
string
0 0 0 1 1 10 1 1 1 0 0
8 bits / byte
1 byte / char
texto a ser escondido
0 0 1 1
Esteganografia

0 0 0 1 1 10 1 1 1 0 0 0 0 1 1
0 1 1 0 0 10 1 1 1 0 1 1 0 1 0
0 1 1 0 0 10 1 1 1 0 1 1 0 1 1
imagem modificada
Esteganografia

Esteganografia
0 1
0 1 1 0 0 10 1 1 1 0 1 1 0 1 1
imagem modificada
Recuperação
texto original

Esteganografia
§  Alta frequência
§  Áudio com qualidade de CD tem 44.100 Hz
§  Possuem frequência efetiva de 22.050 Hz
§  Os humanos conseguem distinguir sons de 15 Hz até 15.000
ou 20.000 Hz (dependendo do indivíduo). Os que escutam até
20.000 Hz não conseguem distinguir muito bem as frequências
mais altas
§  É possível alterar a informação nas altas frequências de um
som e o resultado ser imperceptível

Esteganografia
§  JPEG Original
§  SHA-1:
2ebd0b60f51e38f0f0
1224e017e650e7b80f
cd1f
§  JPEG Modificado
§  SHA-1:
254f2ed072beab5c3a
52c12281c48df5d0e4
8ddc

Esteganografia
§  Aplicações da Esteganografia
§  Terrorismo
§  Espionagem
§  Fingerprinting
§  Watermark
§  Esteganálise
§  Comparação com o arquivo original
§  Análise estatística de arquivos do mesmo dispositivo
§  Análise de noise em busca de modificação nos bits
menos significantes

Esteganografia
§  Esteganálise
§  Original
§  Modificado

Boas práticas: uso doméstico
§  Certificado digital nível 1 (A1) gratuito
§  Instant SSL: www.instantssl.com
§  Aloaha: www.aloaha.com
§  CACert.org: www.cacert.org
§  Certificado digital ICP-Brasil
§  Certisign
§  Serasa Experian
§  OAB (para advogados)
§  ...
§  VeraCrypt

Referências
§  Coursera / Stanford University
§  Cryptography I
§  Prof. Dan Boneh
§  https://www.coursera.org/learn/crypto/

Referências
§  ISO/IEC 18014 — Time-stamping services
§  ISO/IEC 13888 — Non-repudiation
§  ISO/IEC 10118 — Hash-functions
§  ISO/IEC 27002 — Information technology - Security
techniques - Code of practice for information security
management
§  ISO/IEC 19790 — Security Requirements
§  for Cryptographic Modules

Referências
Algoritmo
criptográfico
Special Publications ou FIPS
Triple Data Encryption
Standard (TDES)
SP 800-67, Recommendation for the Triple Data Encryption
Algorithm (TDEA) Block Cipher, and SP 800-38A,
Recommendation for Block Cipher Modes of Operation –
Methods and Techniques
Advanced Encryption
Standard (AES)
FIPS 197,Advanced Encryption Standard, and SP 800-38A
Digital Signature
Standard (DSS)
FIPS 186-3, Digital Signature Standard (DSS), dated June
2009
RSA algorithm ANSI X9.31 and Public Key Cryptography
Standards (PKCS) #1 v2.1: RSA Cryptography
Standard-2002
Hashing algorithms
SHA-1, SHA-224, SHA-
256, SHA-384, and
SHA-512
FIPS 180-3, Secure Hash Standard (SHS), dated October
2008

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