1AULA :

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Segurança da Informação

Apresentado por: Cleber Schroeder Fonseca

TSI-6AN

2AULA :

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CRIPTOGRAFIA

3AULA :

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Criptografia

• A palavra criptografia vem do Grego Kryptós (escondido) e gráphein (escrita).

• É um ramo da matemática. • É o estudo do princípios e técnicas que transformam informação em dados ilegíveis, de forma a dificultar e até mesmo impedir que outras pessoas tenham acesso a informação original.

4AULA :

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Criptografia

• Baseia-­se em quatro dos princípios da segurança da informação: – Confidencialidade – Integridade – Autenticação – Não-­repúdio

5AULA :

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Criptografia

• A criptografia só pode ser quebrada a partir de uma “palavra secreta” ou chave o que a torna difícil de ser lida por pessoa não autorizada.

• Pode ser dividida em dois tipos, chaves simétricas (criptografia de chave única) e chaves assimétricas (criptografia de chave pública).

6AULA :

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Criptografia

• Uma informação que é enviada de uma pessoa (organização) para outra é chamada de “texto claro” (plaintext).

• Cifragem é o processo de conversão de um texto claro para um código cifrado.

• Decifragem é o contrario quando recupera-­se um texto claro de um código cifrado.

7AULA :

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Criptografia

• Hoje o estudo da criptografia baseia-­se no estudo de algoritmos criptográfico que podem ser implementados em computadores.

8AULA :

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Um pouco de história

• Antigamente, a cifragem era utilizada na troca de mensagens, sobretudo em assuntos ligados à guerra (com o intuito do inimigo não descobrir a estratégia do emissor da mensagem), ao amor (para que os segredos amorosos não fossem descobertos pelos familiares) e a diplomacia (para que facções rivais não estragassem os planos de acordos diplomáticos entre nações).

9AULA :

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Um pouco de história

• O primeiro uso documentado de criptografia foi aproximadamente em 1900 a.c., no Egito, quando um escriba usou hieróglifos fora do padrão numa inscrição.

• Entre 600 a.c. e 500 a.c., os hebreus utilizavam a cifra de substituição simples, sendo monoalfabética e monogrâmica, e com ela escreveram o Livro de Jeremias.

10AULA :

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Um pouco de história

• O chamado “Codificador de Júlio César” ou “Cifra César” que apresentava uma das técnicas mais clássicas de criptografia, é um exemplo de substituição simples, com ela substitui-­se a letra por outra três casas a frente no alfabeto. Segundo o autor, esse algoritmo foi responsável por enganar muitos inimigos do Império Romano, no entanto, após ter sido descoberta a chave perdeu sua funcionalidade.

11AULA :

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Um pouco de história

• Destacam-­se os estudos de Blaise de Vigenère que constituíram um método muito interessante, é a cifra de Viginère que utiliza a substituição de letras. Este processo consiste na sequência de várias cifras (como as de César) com diferentes valores de deslocamento alfanumérico.

• A partir desse período a criptografia começou a ser seriamente estudada no Ocidente, e começou a surgir várias técnicas.

12AULA :

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Um pouco de história

• Em 1918 Arthur Scherbiusdesenvolveu uma máquina de criptografia chamada Enigma, utilizada amplamente pela marinha de guerra alemã em 1926, como a principal forma de comunicação.

13AULA :

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Um pouco de história

• Em 1928, o exército alemão construiu uma versão conhecida como Enigma G, que tinha como garantidor de segurança a troca periódica mensal de suas chaves.

• Essa máquina elétrico-­mecânica funcionava inicialmente com três depois com com oito rotores. Quando se apertava uma tecla, o rotor da esquerda avançava uma posição, provocando a rotação dos demais rotores à direita, sendo que esse movimento gerava diferentes combinações de encriptação.

14AULA :

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Um pouco de história

• Durante a “Guerra Fria”, entre Estados Unidos e União Soviética, foram criados e utilizados diversos métodos a de esconder mensagens a respeito de estratégias e operações.

• Diffie e Hellman revolucionaram os sistemas de criptografia existentes até 1976, a partir do desenvolvimento de um sistema de criptografia de chave pública que foi aperfeiçoado e deu origem ao algoritmo RSA.

15AULA :

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Um pouco de história

• Com os esforços para se descobrir novas chaves e padrões, surgiram diversos tipos de criptografia, tais como por chave simétrica, por chave assimétrica, por chave hash e até a chamada criptografia quântica, que hoje se encontra em desenvolvimento.

16AULA :

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Cifras e códigos

• A cifra é um ou mais algoritmos que cifram e decifram um texto.

• A operação do algoritmo costuma ter como parâmetro uma chave criptográfica. Este parâmetro costuma ser secreto.

• A cifra até pode ser conhecida, mas a chave não, assim como se entende o mecanismo de uma fechadura comum, mas não se pode abrir a porta sem uma chave real.

17AULA :

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Chave criptográfica

• Uma chave criptográfica é um valor secreto que modifica um algoritmo de encriptação.

• A fechadura da porta da frente da sua casa tem uma série de pinos. Cada um desses pinos possui múltiplas posições possíveis.

18AULA :

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Criptografia Hash

• A criptografia hash permite que, através de uma string de qualquer tamanho, seja calculado um identificador digital de tamanho fixo, chamado de valor hash. O valor hash geralmente é formado por 16 bytes (MD2, MD4 e MD5) ou 20 bytes (SHA-­1), mas pode se estender, embora não passe de 512 bytes.

19AULA :

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Criptografia Hash

• Seja uma função hash H, e x uma string qualquer, teremos que H(x) será o valor hash para a string x.

• Algumas características básicas. – O valor de entrada da função possui qualquer tamanho;; – O valor de saída da função possui tamanho fixo;; – H(x) é relativamente fácil de ser computado, para qualquer valor de x;;

– H(x) é uma função “one-­way”;; – H(x) é livre de colisão.

20AULA :

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Criptografia Hash

• Uma função hash é dita "one-­way” pois uma vez obtido o valor hash h para uma string x, é computacionalmente impossível fazer o processo inverso, ou seja, encontrar um valorx tal que H(x) = h.

21AULA :

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Criptografia Hash

• Diz-­se ainda que H(x) é livre de colisão, significando que as funções hash devem garantir uma probabilidade mínima de que duas strings diferentes acabem por resultar no mesmo valor hash.

• Qualquer alteração na string original que deu origem ao identificador digital, mesmo que de um único bit, acabará por gerar uma alteração significativa no valor hash final.

22AULA :

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MD5

• É um algoritmo de hash de 128 bits unidirecinal desenvolvido pela RSA Data Security, Inc. é muito utilizado por software com protocolo ponto-­a-­ponto na verificação de integridade de arquivos e logins.

• Foi desenvolvido em 1991 por Ronald Rivest para suceder ao MD4 que tinha alguns problemas de segurança.

23AULA :

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MD5

• Por ser um método unidirecional não é possível de um hash retornar para o texto plano.

• A forma de verificar é comparar duas hash, a original armazenada em algum local com a hash gerada a partir da string fornecida.

24AULA :

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MD5

• É muito utilizado para verificar a integridade de um arquivo, onde um programa gera um hash do arquivo que está sendo disponibilizado e ao terminar o download o usuário gera o hash do arquivo e verifica com o fornecido pelo site.

25AULA :

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MD5

• Os hashes MD5 são normalmente representados por uma sequencia de 32 caracteres hexadecimais.

MD5("The quick brown fox jumps over the lazy dog")9e107d9d372bb6826bd81d3542a419d6

MD5("The quick brown fox jumps over the lazy cog”)1055d3e698d289f2af8663725127bd4b

26AULA :

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MD5

• Para aumentar a segurança em alguns sistemas, utiliza-­se a tática de “Salgar” (salting) uma string.

• Essa técnica consiste em inserir um texto fixo na string informada pelo usuário.

• Deste modo se o sal for “ifsul” e a senha do usuário for “1234”, o hash que será salvo no banco de dados será da string “ifsul1234”.

27AULA :

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MD5

• Caso alguém tenha acesso ao banco de dados e queira comparar com uma lista de hashes não conseguira achar a senha de forma tão fácil.

• Mas o sal não é a solução dos problemas!

28AULA :

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Chaves simétricas

• É o tipo mais simples de criptografia, já que tanto o emissor quanto o receptor da mensagem possuem a mesma chave.

• Essa chave é utilizada tanto na codificação quando na decodificação.

29AULA :

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Chaves simétricas

30AULA :

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Chaves simétricas

• Existem diversos algoritmos criptográficos que fazem uso da chave simétrica, tais como: – DES ( Data Encryption Standard) – IDEA ( International Data Encryption Algorithm) – RC (Ron’s Code ou Rivest Cipher)

31AULA :

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Chaves simétricas

• A chave simétrica apresenta alguns problemas graves: – A troca da chave deve ser feita constantemente para que a mesma não seja quebrada.

– É impossível utilizar com fins de autenticação.

32AULA :

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Chaves assimétricas

• Esse tipo de criptografia utiliza duas chaves, uma pública e uma privada.

• O sistema funciona de forma que alguém cria uma chave e envia essa chave à quem deseja enviar informação à ela. Essa é a chamada chave pública.

• Com ela é feita a codificação da mensagem. • Para decodificar será necessária outra chave que é privada que somente o receptor conhece.

33AULA :

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Chaves assimétricas

Retirado da Wikipedia

34AULA :

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Chaves assimétricas

Retirado da Wikipedia

35AULA :

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Chaves assimétricas

• Esse esquema com duas chaves atuando em conjunto funciona muito bem, principalmente quando queremos garantir a confiabilidade nos dados, já que somente o proprietário da chave privada conseguira acesso à informação em texto claro.

36AULA :

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Chaves assimétricas

• Existem diversos algoritmos que fazem uso da chave assimétrica, tais como: – RSA (Rivest, Chamir e Adleman) – ElGamal

37AULA :

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Chaves assimétricas

• Problemas na utilização de chaves assimétricas, o uso de algoritmos reversos para desencriptação de mensagens acaba elevando o tempo computacional dos algoritmos, inviabilizando o seu uso em uma comunicação intensa.

38AULA :

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Combinação de tipos

• Com os dois tipos de chaves tendo suas vantagens e desvantagens era natural a tentativa de unir os dois métodos.

• Com isso surgiram algumas alternativas. • A mais utilizada funciona da seguinte forma, o primeiro contato é utilizada a chave assimétrica para autenticação e combinar qual a chave secreta que será usada posteriormente.

39AULA :

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Combinação de tipos

• Logo após tendo a chave a troca de informações é feita através de chaves simétricas evitando o grande custo custo computacional utilizado pela chave assimétrica.

40AULA :

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ESTEGANOGRAFIA

41AULA :

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Esteganografia

• Do grego “escrita escondida” é o estudo das técnicas para ocultar a existência de uma mensagem dentro de outra.

• Esteganografia é um ramo particular da criptografia que uma informação seja camuflada em outra a fim de mascarar o seu verdadeiro sentido.

42AULA :

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Esteganografia

• A esteganografia inclui um vasto conjunto de métodos para comunicações secretas desenvolvidas ao longo da história.

• Dentre estes métodos podemos citar: tintas “invisíveis”, micro pontos, arranjo de caracteres, assinaturas digitais, canais escondidos, comunicação por espalhamento de espectro, entre outras.

43AULA :

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Utilização da esteganografia

• A esteganografia possui algumas aplicações práticas interessantes.

• Ela é uma das técnicas utilizadas para a verificação de direitos autorais em imagens e outras mídias.

• Pode ser utilizada para transmitir mensagens sem o conhecimento da existência dessa mensagem por parte de outros interessados.

44AULA :

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Utilização da esteganografia

• Um exemplo é a inserção de mensagens de texto em uma figura em formato GIF.

45AULA :

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Como funciona

• Essa técnica pode ser utilizada em diversos meios, digitais ou não: – Texto – Imagem – Áudios – Vídeos – Espalhamento de espectro

46AULA :

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Esteganografia em texto

Windsurf isso Kyrie! Ideal para este dia insuportavelmente alegre.

Windows inova Kernel. Inovaçao pode expor dados incautos armazenados.

Lendo apenas as iniciais de cada palavra acimo teremos?

47AULA :

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Esteganografia em texto

• Este é apenas um exemplo trivial, que fica na fronteira entre esteganografia e criptografia.

• Com a utilização de um programa de computador, é possível criar implementações mais sofisticadas utilizando fórmulas com valor binário ou ASCII dos caracteres.

48AULA :

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Esteganografia em imagens

• Muitas técnicas modernas possibilitam esconder informações dentro de imagens.

• A mais utilizada das técnicas é denominada LSB (Least Significant Bit), que consiste em utilizar o bit menos significativo de uma determinada informação para armazenar um bit de uma nova informação.

49AULA :

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Esteganografia em imagens

• No caso de uma imagem com profundidade de cor de 24 bits, um bit de uma nova informação pode ser armazenado no bit menos significativo de cor de cada pixel da imagem.

• Então considere a string IFSUL, é formada por 40 bits logo precisa de uma imagem com no mínimo 40 pixels.

50AULA :

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Atividade

1. Explique como funciona SHA2. Cite programas que calculem o hash de arquivos3. Explique como pode ser feita a esteganografia de uma mensagem de texto em um arquivo de áudio.

4. Explique como é feita a esteganografia por espalhamento de espectro.