Criptografía para simples mortales
•Descargar como PPT, PDF•
1 recomendación•969 vistas
Fundamentos de criptografía: desde PRNG's, cifras simétricas lineales y por bloques, hasta cifras asimétricas y PKI. Incluye algunos ejemplos de malas implementaciones.
Recomendados
Más contenido relacionado
La actualidad más candente
La actualidad más candente (20)
Destacado
Similar a Criptografía para simples mortales
Similar a Criptografía para simples mortales (20)
Último
Último (20)
Criptografía para simples mortales
- 1. Criptografía para simples mortalesCriptografía para simples mortales Enrique Zamudio López @chochosmx
- 2. IntroducciónIntroducción Tipos de cifrado: simétrico, asimétrico Generadores de Números Pseudo-aleatorios (PRNG’s) Digestiones Aplicaciones y ejemplos
- 3. Cifras SimétricasCifras Simétricas Llave compartida - misma llave para cifrar y descifrar One-Time Pad: cifrado lineal (stream cipher) Cifrado por bloques: DES, T-DES, Blowfish, AES Modos de cifrado por bloques (ECB, CFB, CBC)
- 4. Cifrado Simétrico: OTPCifrado Simétrico: OTP Cifra lineal (stream cipher) Llave mide lo mismo que el mensaje Indescifrable cuando se implementa bien No se debe reutilizar nunca la misma llave
- 5. Ejemplo de OTPEjemplo de OTP Mensa je: 0111010101000 101 Llave: 1001001010101 011 Result ado: 1110011111101 110
- 6. Reutilización de llaves en OTPReutilización de llaves en OTP Llave: 0111010101000 101 Mensaje 1: 1001001010101 011 Resultado 1: 1110011111101 110 Mensaje 2: 1001001001110 110 Resultado 2: 1110011100110 011 R1 XOR R2: 0000000011011
- 7. OTP en la prácticaOTP en la práctica Muy poco práctico por el tamaño de llave; se usan mucho más algoritmos como RC4 RC4 utiliza una llave corta para inicializar un PRNG
- 8. Pseudo-Random Number GeneratorsPseudo-Random Number Generators Parte muy importante de la criptografía Criptográficamente seguros Impredecibles, ciclos grandes Ejemplos: Fortuna, Java SecureRandom “La generación de números aleatorios es demasiado importante como para dejarla al azar” Robert Coveyou
- 9. Cifrado Simétrico por BloquesCifrado Simétrico por Bloques 0000000000000000 a7d6fbe8c6778b01a7d6fbe8c6778b01 104dbcfe46378ad5 104dbcfe46378ad5 a7d6fbe8c6778b01a7d6fbe8c6778b01 0000000000000000
- 10. Cifrado Simétrico por BloquesCifrado Simétrico por Bloques La seguridad de un buen algoritmo debe depender solamente de la longitud de la llave Los algoritmos no deben ser secretos Los mejores son públicos, porque han sido analizados por expertos durante años
- 11. Cifrado Simétrico por BloquesCifrado Simétrico por Bloques DES: Llave de 56 bits, actualmente insuficiente, es lento, pero usa poca memoria Triple-DES (DES-EDE): Triple cifrado con DES, 168 bits (en la práctica son 112) AES: Llave de 128, 192 o 256 bits; 6 veces más rápido que DES, poca memoria, fácil implementación Blowfish: Llave variable de 40 a 440 bits, rápido, dominio público, requiere memoria
- 12. Ejemplo Cifra Simétrica (Blowfish)Ejemplo Cifra Simétrica (Blowfish) Llave: 424c4f574649534 8 Mensaje 1: 484f4c413131310 0 Resultad o 1: ba450cc16cb0a2e 7 Mensaje 2: 484f4c413131320
- 13. Patrones en bloquesPatrones en bloques 000000000000000000000000 a7d6fbe8c6778b01a7d6fbe8c6778b01 ff726d4cff726d4cff726d4c
- 14. Modos de cifradoModos de cifrado Incrementan la seguridad, impidiendo ataques a bloques individualesIncrementan la seguridad, impidiendo ataques a bloques individuales Ejemplo: CBC (Cipher Block Chaining), XOR de cada bloque con el resultado del anterior, requiere un bloque inicial llamado Vector de inicialización (IV)
- 15. Patrones en bloquesPatrones en bloques 000000000000000000000000 a7d6fbe8c6778b01a7d6fbe8c6778b01 ff726d4c56cf420d6abf92f6 937fbd60937fbd60
- 16. Hashes - Digestión de MensajesHashes - Digestión de Mensajes Algoritmos matemáticos irreversibles Devuelven un bloque de bytes de tamaño definido, sin importar el tamaño de los datos de entrada Si un solo bit cambia en los datos de entrada, la digestión cambia por completo MD5, SHA-1, SHA-256
- 17. Cambio en un bitCambio en un bit Archivo con 50 millones de 0x00 b7a333ed69c69222c6cceb51c19ad5d92b1382a0 Archivo con 49 millones de 0x00 y un 0x01 121370c24778c8d67e0538482e1f289e12b16297
- 18. PBE (Cifrado basado en password)PBE (Cifrado basado en password) Útil para almacenamiento de datos Generar “sal” para agregar ruido al mensaje Estándar PKCS#5: 1. Generar sal (bits aleatorios, o hash de password + mensaje) 2. Hash de Password + sal, rehash del resultado varias veces 3. Partir el resultado en 2, usar la mitad como llave y la otra mitad como IV
- 20. Cifrado con Llave PúblicaCifrado con Llave Pública Cada entidad genera su par de llaves Una llave la protegen con password y no la comparten con nadie, es la llave privada La otra llave se la dan a otras entidades, es la pública Los mensajes se cifran con la llave pública del recipiente El recipiente descifra el mensaje con su llave privada
- 21. Cifras AsimétricasCifras Asimétricas Diffie-Hellman: establecimiento de llaves RSA: Basado en primos grandes (512 bits) DSA: Firmas digitales solamente ECC: llaves más cortas, implementaciones patentadas Es muy lenta, requiere mucho poder de procesamiento
- 22. Firma DigitalFirma Digital Se calcula la digestión del mensaje a firmar El remitente cifra la digestión con su llave privada Para verificar la firma, otra entidad recalcula la digestión del mensaje, descifra la otra digestión con la llave pública del remitente y las compara Si no son idénticas, el mensaje ha sido alterado o no proviene de la entidad que lo envía
- 23. Aplicación práctica PKCAplicación práctica PKC Generación de llave de sesión simétrica Cifrado de llave simétrica con llave pública del destinatario Digestión de mensaje Descifrado de la digestión con llave privada del remitente
- 24. PKI en brevePKI en breve Certificado X509 - llave pública firmada por otra entidad Fecha de expiración, información de la entidad Autoridades certificadoras (i.e. Verisign) Integración en distintos programas Restricciones en su uso Mecanismos de revocación (CRL’s, OCSP)
- 25. Propiedades de PKIPropiedades de PKI Privacidad - sobre digital (cifrado) Autentificación (certificado digital) Integridad (no alteración de documentos) No repudiación (llave privada protegida) Cadena de Confianza (CA’s)
- 26. Ejemplo: SSLEjemplo: SSL http://www.blablabla.com/ Web server envia X509 al cliente Cliente genera llave de sesión Se cifra llave de sesión con llave pública del web server y se envía Web server descifra con su llave privada, comienza comunicación cifrada con la llave de sesión
- 27. Bibliotecas Criptográficas en JavaBibliotecas Criptográficas en Java Java Cryptography Extensions - incluido a partir de 1.4 Java Secure Socket Extensions Bouncy Castle - software libre
- 28. (anti) Ejemplos(anti) Ejemplos Netscape PRNG Microsoft SQL Server Stored Procedure Encryption WEP
- 29. Ejemplo: Netscape PRNGEjemplo: Netscape PRNG Basado en la hora del dia, PID y PPID Muy predecible, ciclo muy corto Semilla reproducible Número muy pequeño de llaves generadas Arreglado hace unos años
- 30. Ejemplo: SQL ServerEjemplo: SQL Server Stored procedure tiene un OID OID se usa como semilla para RC4 y se encriptan bytes aleatorios Los bytes aleatorios se XOR’ean con el texto del SP y se guardan Ataque: ALTER PROCEDURE, XOR de resultado con original devuelve bytes aleatorios, XOR con SP encriptado devuelve SP en claro
- 31. Ejemplo: WEPEjemplo: WEP Cifrado simétrico con llaves compartidas en el AP y estaciones IV es muy corto y se reusa (24 bits) Llaves maestras se usan directamente (deberian usarse para generar llaves temporales) Checksums débiles WPA es una alternativa segura
- 32. LiteraturaLiteratura Simon Singh: The Code Book Bruce Schneier: Secrets & Lies Steven Levy: Crypto David Kahn: Codebreakers Neal Stephenson: Cryptonomicon
- 33. ??
Notas del editor
- en los siguientes slides se explica cada tipo
- Los ceros indican que el mensaje 1 y el mensaje 2 dicen lo mismo en esa posicion. Esto es comun en transmisiones debido a los headers de transmisión, formato de los datos, etc.
- Actualmente los PRNG’s son muy utilizados en PKI para la generación de llaves de sesión. Si no tienen suficiente entropía y generan muy pocas llaves, se vuelve muy fácil descifrar mensajes que se consideran seguros
- Blocksizes AES: 128 bits DES: 64 bits Blowfish: 64 bits keysize: 128 bits. brute-force times: 40-bit: semanas con PC casera 56-bit: meses, con varias PC’s 64-bit: 5 años con 70mil PC’s 128-bit: millones de años con cientos de miles de computadoras (imposible en la práctica)
- Blocksizes AES: 128 bits DES: 64 bits Blowfish: 64 bits keysize: 128 bits. brute-force times: 40-bit: semanas con PC casera 56-bit: meses, con varias PC’s 64-bit: 5 años con 70mil PC’s 128-bit: millones de años con cientos de miles de computadoras (imposible en la práctica)
- DES se usa mucho en dispositivos pequeños, aunque algunos no tan limitados pueden implementar AES
- Aunque solamente cambiaron dos bits (10 en vez de 01), el XOR no revela las similitudes entre ambos mensajes.
- Los modos de encripción evitan que se revelen patrones en la encripción, pues con encripción de bloques individuales usando la misma llave, un mismo bloque de texto siempre se encriptará igual. Con los modos, un mismo bloque de texto queda encriptado distinto según su posición en el mensaje. La decripción de cada bloque depende del bloque anterior.
- Un password es por sí mismo una llave muy débil porque el juego de caracteres está muy reducido. Una llave derivada de un password con sal es mucho más fuerte criptográficamente.
- La encripción asimétrica elimina los problemas de transmisión de la llave para decripción. Cada parte puede intercambiar llaves a la vista de todos sin comprometer la seguridad.
- La encripción asimétrica elimina los problemas de transmisión de la llave para decripción. Cada parte puede intercambiar llaves a la vista de todos sin comprometer la seguridad.
- Certificate Revocation List Online Certificate Status Protocol
- PKI resuelve el problema de llaves públicas de que no hay manera de saber si una llave pública realmente pertenece a quien dice que pertenece.
- JSSE es para implementar SSL, JCE es para manejo de algoritmos, certificados, etc de manera más directa
- Netscape RNG: basado en hora del dia, PID y PPID - muy predecible, semilla reproducible
- Microsoft SQL Server: known plaintext attack - Genera stream basado en OID del SP encriptando ceros con RC4. XOR de este stream con el texto del SP.Para el mismo OID siempre se genera el mismo stream. ALTER PROCEDURE nos da un nuevo ciphertext. Hacer XOR con el plaintext que metimos nos da el stream que se usa como llave. XOR de ese stream con el ciphertext real nos da el SP original. FIX: encriptar directamente el SP con algun otro algoritmo de bloque. De esta manera el "known plaintext attack" no sirve
- WEP: IV para RC4 se reusa y es muy corto, llaves se reutilizan