A Segurança Informática e o Negócio Electrónico - PDF
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Maria Vitória de Sintra Chaplin
1 A Segurança Informática e o Negócio Electrónico
2 FICHA TÉCNICA Título A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO Autores Hugo Magalhães e Alberto Grilo Editor SPI Sociedade Portuguesa de Inovação Consultadoria Empresarial e Fomento da Inovação, S.A. Edifício «Les Palaces», Rua Júlio Dinis, 242, Piso 2 208, 4050 PORTO Tel.: , Fax: Porto 2006 Produção Editorial Princípia Av. Marques Leal, S. João do Estoril Tel.: ; Fax: Projecto Gráfico e Design Mónica Dias Impressão Rolo e Filhos, Artes Gráficas, Lda. ISBN Depósito Legal /06 Projecto apoiado pelo Programa Operacional Plurifundos da Região Autónoma da Madeira (POPRAMIII), co-financiado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do Fundo Social Europeu.
3 NEGÓCIO ELECTRÓNICO A Segurança Informática e o Negócio Electrónico Hugo Magalhães Alberto Grilo
5 I N T R O D U Ç Ã O A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO O advento da globalização económica e das tecnologias da informação e comunicação como a Internet permitiu às empresas reequacionarem as estratégias de actuação no mercado, introduzindo vantagens competitivas em relação ao ambiente de negócios tradicional, nomeadamente o aumento da dimensão dos mercados, a presença permanente (24 horas por dia, sete dias por semana), a redução de custos e a diminuição da cadeia de distribuição. Esta alteração deu origem a uma nova forma de vender e comprar o negócio electrónico que se tem convertido num factor fundamental de competitividade e num fortíssimo indutor de desenvolvimento para a generalidade das empresas. A título de exemplo, veja-se o sucesso da Dell Inc., que nos últimos anos apresentou um crescimento acentuado, tornando-se num dos maiores fabricantes e vendedores de computadores a nível mundial. Contudo, a crescente utilização da Internet como meio para realizar negócios electrónicos e a intensificação das ameaças terroristas trazem consigo um conjunto de preocupações relativas à protecção de dados dos utilizadores e dos sistemas. Além do mais, são infindáveis as histórias dos hackers que desafiam os mais sofisticados sistemas de segurança na rede. Este manual tem como principal objectivo apresentar as ferramentas e as soluções que permitem garantir condições e níveis de confiança elevados em qualquer troca de informação realizada através da Internet. O Capítulo 1 introduz as noções básicas de segurança da informação, designadamente as principais ameaças e as propriedades que a informação deve possuir de modo a evitá-las. O Capítulo 2 apresenta as principais técnicas de segurança, baseadas em algoritmos criptográficos de chave simétrica, assimétrica e de sumário, que constituem peças fundamentais no conjunto de tecnologias de suporte ao negócio electrónico na Internet. O principal objectivo destes algoritmos é garantir que os intervenientes numa troca de informação tenham garantias de que os requisitos de segurança são satisfeitos.
6 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO O Capítulo 3 descreve alguns mecanismos de segurança (firewalls, sistemas de detecção de intrusão e antivírus) adicionais para as redes que suportam o fluxo de comunicação no negócio electrónico, que conjugados com as técnicas apresentadas no capítulo anterior fornecem um contributo indispensável para garantir um nível de segurança adequado. O Capítulo 4 apresenta alguns dos principais modelos de pagamento electrónico, nomeadamente cartões de débito e crédito, na perspectiva da sua utilização na Internet. Finalmente, o Capítulo 5 descreve a importância de uma política de segurança bem definida e rigorosa num negócio electrónico. HUGO MAGALHÃES ALBERTO GRILO 6
7 1 CAPÍTULO 0 DIVERSIFICAÇÃO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS C A P Í T U L O Noções Básicas de Segurança O B J E C T I V O S Identificar as principais ameaças à segurança de uma comunicação feita pela Internet, nomeadamente modificação, repetição, disfarce, negação de serviço, intercepção e repúdio Apresentar as garantias de segurança existentes, como confidencialidade, integridade, autenticação, autorização, registo e não-repúdio 7
8 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO Com o advento dos sistemas de informação e da caracterização da sociedade actual como uma sociedade em rede, a generalidade das empresas tornou-se fortemente dependente dos seus sistemas informáticos para gerir as suas actividades comerciais e suportar a tomada de decisão. Não é, por isso, de admirar que os responsáveis pelos sistemas informáticos das empresas se preocupem cada vez mais com os efeitos desastrosos que teria uma ameaça ou um ataque que comprometesse o funcionamento desses sistemas e a informação que possuem. Este capítulo introduz as principais ameaças à segurança da informação transmitida pela Internet, nomeadamente modificação, repetição, disfarce, negação de serviço, intercepção e repúdio. Para além disso, são também apresentadas as propriedades que a informação deve possuir de modo a evitar essas ameaças. AMEAÇAS À SEGURANÇA Uma ameaça (ataque), no contexto informático, é qualquer acção efectuada com o intuito de comprometer a segurança do fluxo de informação entre duas entidades. Considere a situação mais simples, em que um emissor envia uma mensagem a um receptor com informação confidencial. Se um terceiro interveniente (atacante) pretender realizar um ataque à comunicação, a acção pode ser levada a cabo sobre: a mensagem (Figura 1.1); o canal de comunicação; a infra-estrutura do emissor ou do receptor. Figura 1.1 Esquema de um ataque a uma mensagem No entanto, uma vez que, em algumas situações, o atacante é o próprio emissor ou receptor, pode existir uma entidade independente, 8
9 CAPÍTULO 1 NOÇÕES BÁSICAS DE SEGURANÇA MODIFICAÇÃO Figura 1.2 Esquema de um ataque de modificação em quem ambos confiem (TTP trust third party), para auxiliar a comunicação. Em termos gerais, os ataques a que os fluxos de informação estão sujeitos podem ser classificados em seis categorias: modificação, repetição, intercepção, disfarce, repúdio e negação de serviço (denial of service). Consiste na alteração dos dados da mensagem em trânsito (Figura 1.2). A alteração pode ocorrer de forma acidental ou maliciosa, quando, por exemplo, num negócio, um agente não autorizado altera uma encomenda de dez unidades por parte de uma entidade para 1000 unidades. REPETIÇÃO Acontece quando uma operação já realizada é repetida, sem autorização, de modo a obter o mesmo resultado (Figura 1.3). Considere, por exemplo, o caso em que um fornecedor utiliza sucessivamente os dados enviados por um comprador para efectuar o pagamento, obtendo de forma ilícita vários pagamentos adicionais. Figura 1.3 Esquema de um ataque de repetição 9
10 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO INTERCEPÇÃO Ocorre quando se verifica o acesso não autorizado a uma mensagem, que, contudo, não tem a possibilidade de alterar (Figura 1.4). Um exemplo desse ataque é a «escuta» da informação trocada entre duas sucursais de uma empresa por uma empresa concorrente. Figura 1.4 Esquema de um ataque de intercepção DISFARCE Consiste em apresentar uma identidade falsa perante um determinado interlocutor (Figura 1.5). Isto pode acontecer, por exemplo, quando um agente não autorizado pretende ocultar a sua própria identidade ou quando assume a identidade de outrem com o intuito de prejudicar o detentor daquela identidade. Figura 1.5 Esquema de um ataque de intercepção REPÚDIO Consiste na negação de participação numa determinada comunicação ou operação quando de facto se fez parte dela (Figura 1.6). Acontece por exemplo quando um comprador nega a autoria e/ou o envio de uma mensagem com uma ordem de pagamento, ou quando um vendedor nega ter recebido o cancelamento de uma encomenda. 10
11 CAPÍTULO 1 NOÇÕES BÁSICAS DE SEGURANÇA Figura 1.6 Esquema de um ataque de repúdio NEGAÇÃO DE SERVIÇO Consiste na realização de um conjunto de acções com o objectivo de dificultar o bom funcionamento de um sistema, por exemplo, saturando uma infra-estrutura de comunicação ou restringindo todas as mensagens para um destino específico (Figura 1.7). Figura 1.7 Esquema de um ataque de negação de serviço Estas seis categorias podem ser agrupadas em duas classes de acordo com a metodologia utilizada no ataque: os ataques activos e os ataques passivos (Figura 1.8). Figura 1.8 Classificação dos ataques de acordo com a metodologia 11
12 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO GARANTIAS DE SEGURANÇA As características que a informação deve possuir para garantir a sua segurança podem ser classificadas em confidencialidade, integridade, autenticação, autorização, registo e não-repúdio. CONFIDENCIALIDADE É a propriedade que consiste na protecção de informação sensível ou privada contra um ataque de intercepção, ou seja, contra acessos não autorizados. Em geral, essa garantia obtém-se através da codificação dos dados utilizando algoritmos de cifra (que serão descritos no Capítulo 2). INTEGRIDADE É a característica que consiste na protecção da informação contra um ataque de modificação. Numa comunicação entre dois interlocutores, consegue-se garantir essa segurança ou, pelo menos, detectar que ocorreu uma modificação, utilizando algoritmos de sumário (ver Capítulo 2). AUTENTICAÇÃO É a propriedade que consiste na protecção contra o disfarce da identidade de um interlocutor de modo a que numa comunicação haja a garantia de os participantes serem quem dizem ser. Isto pode ser conseguido através da utilização de: 1. Segredos entre os participantes, como senhas ou combinações de username/password; 2. Dispositivos únicos como tokens de segurança, smartcards e cartões de «batalha naval»; Um token de segurança, também por vezes denominado token de hardware, token de autenticação ou token criptográfico, é um pequeno dispositivo físico que um utilizador transporta de modo a ter autorização de acesso a um determinado serviço como, por exemplo, uma rede informática (Figura 1.9a). Um token pode armazenar uma chave criptográfica, como uma assinatura digital (ver Capítulo 2), dados biométricos como uma 12
13 CAPÍTULO 1 NOÇÕES BÁSICAS DE SEGURANÇA impressão digital ou até incorporar um pequeno teclado para introdução do número de identificação pessoal, mais conhecido por PIN (personal identification number). Um smartcard (Figura 1.9b) é um pequeno cartão de plástico com um microprocessador (chip) incorporado de modo a ter capacidade de armazenamento e memória. É cada vez maior o número de cartões de débito e crédito com smartcards incorporados. A título ilustrativo, veja-se a seguinte notícia sobre a utilização de smartcards para garantir a segurança. UMA NOVA FORMA DE UTILIZAR OS CARTÕES A «tecnologia chip traz associada uma maior segurança nas transacções, bem como uma nova forma de relacionamento com o titular do cartão. Os custos operacionais vão diminuir. Num futuro próximo, vai ao futebol acompanhado de um simples cartão bancário. Compra o bilhete, que é automaticamente carregado no cartão, paga umas bebidas e uns aperitivos encostando-o a um terminal de pagamento, e para entrar no estádio só tem de accionar o torniquete de acesso às bancadas passando o mesmo cartão por um terminal de leitura para validar o bilhete. A tecnologia chip traz consigo desde logo maior segurança das transacções, mas também uma nova forma de usar o cartão com mais valor para o titular, tal como a inclusão de programas de lealdade dinâmicos em que o titular do cartão parametriza os benefícios de acordo com as suas preferências, explicou Paulo Raposo, director local da MasterCard em Portugal. O chip abre um novo mundo de potencialidades e possibilidades para os bancos, titulares de cartões e negócios que aceitem pagamentos com os mesmos, acrescenta Sérgio Botelho, director-geral da Visa Europe para Portugal. As duas entidades foram responsáveis pela criação do standard global conhecido por EMV, as iniciais de Europay International, hoje MasterCard Europe, MasterCard International e a Visa International. A segurança é elegida como a maior vantagem desta tecnologia. Trata-se de uma tecnologia mais recente em que no processo de validação de uma transacção existe a troca de mensagens encriptadas entre o terminal de leitura e o cartão obrigando a validações quer no terminal quer no próprio cartão. Os parâmetros de validação numa e noutra partes tornam o processo de quebra de segurança muito mais complicado, comenta Paulo Raposo. De igual modo, Sérgio Botelho reforça o facto de esta nova tecnologia permitir aos portugueses titulares de cartões terem mais segurança nas suas transacções a nível nacional e no estrangeiro, nomeadamente em países onde o risco de fraude é reconhecidamente maior. Além de menores níveis de fraude, os custos administrativos relativos à transacção também serão menores. Antecipamos a redução de custos operacionais na medida em que a grande maioria das transacções com cartão EMV pode ser efectuada off-line, uma vez que o chip tem maior capacidade de armazenamento de informa- 13
14 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO ção comparativamente à banda magnética, observa Sérgio Botelho. Quanto aos custos inerentes à nova tecnologia, são variáveis por que dependem também das economias de escala e da sua aplicação. À medida que mais cartões com chip são produzidos e mais terminais chip são fabricados, menores são os custos unitários para o sistema, refere Sérgio Botelho, acrescentando: O custo da produção física de cartões com chip EMV pode ser largamente ultrapassado pelos benefícios e vantagens acrescidas que permitem gerar.» Fonte: Diário Económico de 11 de Setembro de 2006 (http://diarioeconomico.sapo.pt/) Um cartão de «batalha naval» (Figura 1.9c) é um pequeno cartão que contém uma matriz de elementos que permitem a um utilizador a realização de determinadas operações, como, por exemplo, transacções electrónicas bancárias. Suponha que a matriz de elementos é a que se apresenta na Figura 1.9c. Se, para realizar uma determinada transacção, for solicitada a célula A1, então o código de autenticação é «123»; Figura 1.9 Exemplo de um token (a), de um smartcard (b) e de um cartão de «batalha naval» (c) Fonte: e 3. Métodos biométricos como impressões digitais, scan da íris ou retina e análise da voz. A título ilustrativo, leia-se a seguinte notícia que demonstra a utilização da impressão digital num sistema de pagamento. 14
15 CAPÍTULO 1 NOÇÕES BÁSICAS DE SEGURANÇA O «BioPay é um sistema automático de débito através de impressão digital, único no mundo, desenvolvido para a Galp Energia pela BioGlobal em parceria com a Sagem. Parar o carro, encher o depósito e efectuar o pagamento com um simples toque do dedo. É isto que permite fazer o sistema BioPay da Galp Energia que, graças à sua originalidade, foi considerado uma das maiores inovações tecnológicas do ano Trata-se da primeira experiência de pagamento biométrico de larga escala, estando já disponível em mais de 70 postos de abastecimento da gasolineira portuguesa, dispersos ao longo de todo o território nacional. E apesar da empresa ainda não ter apostado numa campanha de comunicação junto do público, a adesão a este serviço saldase já num enorme sucesso. As pessoas têm manifestado um grande interesse e aderido para além do que eram as nossas expectativas iniciais. As vantagens também são muitas. Basta referir que o cliente poupa 75% no tempo que antes demorava a abastecer o carro, referiu Pedro Nunes, responsável da Galp Energia, à Exame Informática. E, ao contrário do que se poderia PAGUE COM UM DEDO pensar, os automobilistas portugueses não têm mostrado reticências ou preocupação em introduzir as suas impressões digitais no sistema de controlo da gasolineira. A BioGlobal foi a empresa portuguesa de biometria escolhida pela Galp Energia para proceder à implementação da solução, e o seu administrador Miguel Matos não hesitou em nos garantir que o BioPay respeita na totalidade a inviolabilidade dos dados biométricos que recolhe e gere. O que acontece quando alguém disponibiliza o seu dedo para registo biométrico é a transformação imediata da imagem do dedo num template biométrico que não é mais que um algoritmo encriptado, impossível de duplicar ou de transformar numa imagem real tipo fotografia, refere. Ou seja, por outras palavras, não há o menor risco de apropriação ou uso indevido da impressão digital de ninguém. Aliás, com a adesão a este sistema, até podemos dizer que a segurança do automobilista aumenta bastante porque deixa de haver necessidade de andar com cartões bancários ou com dinheiro nos bolsos. Basta o dedo, comenta ainda o mesmo responsável.» Fonte: Exame Informática de Fevereiro de 2005 (http://exameinformatica.clix.pt/) (excerto) AUTORIZAÇÃO É a característica que assegura a protecção contra acções não autorizadas, garantindo, por exemplo, que apenas um número restrito de participantes pode desempenhar um determinado papel numa operação (como assinar um contrato ou gastar um determinado montante) ou que a entidade que está a realizar determinada tarefa pode efectivamente realizá-la. 15
16 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO REGISTO É a propriedade que permite o arquivamento de determinadas operações, para análise a posteriori, de modo a saber quem fez o quê e quando, especialmente quando se detecta alguma anomalia no funcionamento de um certo serviço ou sistema. Por exemplo, numa época em que o cartão de crédito é cada vez mais utilizado em negócios electrónicos, é importante haver um registo de todas as transacções de forma que se alguém não autorizado fizer uso indevido de um cartão, a acção seja facilmente detectada. NÃO-REPÚDIO É a característica que consiste na protecção contra a negação da participação numa determinada operação. O acto de não-repúdio pode ser realizado em três fases distintas, nomeadamente: 1. Na criação, quando o autor de uma mensagem ou de um documento não pode negar a sua autoria e o seu envio, por exemplo, se o documento estiver assinado; 2. Na submissão, quando o autor de uma mensagem ou de um documento obtém uma prova do seu envio como, por exemplo, no correio registado; 3. Na recepção, quando o destinatário de uma mensagem não pode negar que a recebeu como, por exemplo, no correio registado com aviso de recepção. TESTE OS SEUS CONHECIMENTOS 1. Descreva os principais ataques activos. 2. Diga o que entende por um ataque de repúdio. 3. Explique porque é importante a propriedade de registo de informação. 4. Considera possível garantir confidencialidade sem garantir integridade? 5. Explique quais são os meios para garantir a autenticação de uma identidade. 16
17 2 CAPÍTULO 0 DIVERSIFICAÇÃO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS C A P Í T U L O Suporte Criptográfico Identificação e Autenticação O B J E C T I V O S Introduzir as noções básicas de criptografia Expor os principais algoritmos para codificar/descodificar uma mensagem Demonstrar a importância da utilização de assinaturas e certificados digitais Apresentar os principais protocolos de segurança para a Internet 17
18 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO A criptografia (do grego kryptós, que significa escondido, e gráphein, que significa escrever) é habitualmente entendida como a ciência que estuda os métodos e os algoritmos pelos quais um texto é transformado da sua forma original para uma forma ilegível a menos que seja conhecido um segredo (chave), que torna o texto fácil de ser lido pelo receptor desejado. No entanto, hoje em dia, a criptografia engloba muito mais do que apenas codificar e descodificar. A utilização da Internet e das tecnologias World Wide Web como meio para realizar negócios online ou vender e comprar produtos e serviços implica que os nossos s, pagamentos com cartões de crédito, consultas de páginas ou quaisquer outras operações que queiramos fazer com alguma privacidade passem a estar sujeitos aos olhares e acções daqueles que com os conhecimentos adequados os saibam manusear. Este capítulo introduz os principais aspectos da criptografia moderna, nomeadamente algoritmos de codificação/descodificação, assinaturas digitais, certificados digitais, entidades certificadoras e protocolos de segurança que garantem que uma boa parte das acções que realizamos na Internet são feitas no sossego da nossa privacidade. NOÇÕES BÁSICAS DE CRIPTOGRAFIA O objectivo principal da criptografia é garantir que a troca de informação entre dois intervenientes, um emissor e um receptor, satisfaz os requisitos de segurança, nomeadamente confidencialidade, integridade, autenticação e não-repúdio. Para assegurar confidencialidade na comunicação utilizam-se cifras. Uma cifra é um algoritmo criptográfico, i. e., uma função matemática injectiva 1 que efectua transformações entre o texto original e o texto codificado (cifrado) e vice-versa. Habitualmente, não é utilizada uma função, mas uma família de funções indexadas por um parâmetro denominado chave. Na criptografia clássica, a manutenção em segredo dos detalhes de uma cifra garantia a sua segurança. Actualmente, o algoritmo é conhecido e a qualidade da cifra avalia-se pelo tempo que permanece infringível a ataques de criptoanálise. A criptoanálise é o estudo de métodos para obter a informação contida num texto cifrado sem o conhecimento da chave. 18
19 CAPÍTULO 2 SUPORTE CRIPTOGRÁFICO IDENTIFICAÇÃO E AUTENTICAÇÃO Entre os métodos clássicos de criptoanálise encontram-se o da força bruta e o da análise das frequências. O primeiro consiste em testar todas as combinações possíveis de caracteres até encontrar a chave que permita a descodificação do texto cifrado. O segundo baseia-se no facto de, em algumas linguagens, certos caracteres (ou combinações deles) ocorrerem mais frequentemente. ALGORITMOS DE CIFRA Um algoritmo de cifra é essencialmente um conjunto de procedimentos (matemáticos) em que as técnicas criptográficas se baseiam. A chave de um algoritmo fornece a informação necessária para aplicar esses procedimentos de uma maneira única. Existem três tipos de chaves: secretas, públicas e privadas. No caso de a chave ser secreta, o algoritmo diz-se de chave simétrica. Caso contrário, diz-se de chave assimétrica. ALGORITMOS DE CHAVE SIMÉTRICA Quando se utiliza a mesma chave (secreta) para cifrar e decifrar uma mensagem, o algoritmo denomina-se chave simétrica (Figura 2.1). Figura 2.1 Esquema de um algoritmo de chave simétrica A comunicação que utiliza estes algoritmos pode ser descrita através dos seguintes passos: 1. O emissor e o receptor escolhem, COMO SE PROCESSA A COMUNICAÇÃO? em segredo, uma cifra e uma chave; 2. O emissor cifra a mensagem e envia-a ao receptor; 3. O receptor decifra a mensagem. 19
20 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO Na criptografia clássica, este tipo de algoritmos era frequentemente utilizado para proteger mensagens de significado militar. Dois dos exemplos mais básicos de técnicas que permitem transformar um texto original em texto codificado designam-se por substituição e transposição. O algoritmo consiste em substituir cada letra de uma palavra por uma letra diferente de acordo com um esquema predefinido. O exemplo EXEMPLO 1 CIFRA DE SUBSTITUIÇÃO mais conhecido é a cifra de César ou ROTn em que uma letra é deslocada de um passo fixo (n). Consideremos os seguintes alfabetos: Alfabeto normal: Alfabeto para a cifragem (ROT3): Assim, a mensagem Atacamos para a semana! a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c é cifrada para dwdfdprv sdud d vhpdqd! EXEMPLO 2 CIFRA DE TRANSPOSIÇÃO O algoritmo consiste em «misturar» os conteúdos de uma men- gatos. Assim, o algoritmo para transfor- Consideremos que a chave secreta é sagem utilizando uma chave secreta mar a mensagem Atacamos para a semana! é o acordada entre o emissor e o receptor. seguinte: 1. Escrever a chave secreta e, por baixo, a ordem que apresenta no alfabeto: g a t o s Escrever a mensagem por baixo eliminando os espaços entre as palavras e a pontuação. Se necessário, preencher com letras no final para obter um número já fixado de caracteres na mensagem: g a t o s a g o s t a t a c a t a c a a m o s p a o m p a s r a a s e a r s e a m a n a u a m a u n 3. Ler cada uma das colunas na ordem previamente atribuída em 1. e escrever cada um dos caracteres: toaa amrm cpsa aaeu asan Note-se que os métodos da análise de frequências ou de força bruta podem ser facilmente utilizados para atacar estes dois tipos de cifras. 20
21 CAPÍTULO 2 SUPORTE CRIPTOGRÁFICO IDENTIFICAÇÃO E AUTENTICAÇÃO Na era moderna, a comunicação entre emissor e receptor não é feita pelo papel mas pelo computador, no qual a informação é sempre armazenada como uma sequência de dígitos binários. Um exemplo é o código ASCII (American standard code for information interchange), que representa cada caracter (a, b, c, [...], A, B, C, [...], +, -,?, [...]) através de oito dígitos binários (oito bits, que correspondem a um byte). Consoante o seu modo de operação, os algoritmos de chave simétrica podem ser divididos em: cifragem por blocos; cifragem por streams. A cifragem por blocos consiste em agrupar os bits de uma mensagem em blocos de tamanho fixo e em processá-los como uma unidade singular. Nos casos em que o tamanho do texto original não é múltiplo do tamanho pré-fixado, o último bloco é preenchido de acordo com uma regra preestabelecida (padding) (Figura 2.2). Figura 2.2 Esquema de um algoritmo de cifragem por blocos A cifragem por streams consiste em processar um bit ou um byte de uma mensagem de cada vez, combinando-o com uma sequência de chaves gerada aleatoriamente (Figura 2.3). A chave da cifra funciona como estado inicial do gerador. Figura 2.3 Esquema de um algoritmo de cifragem por streams 21
22 A SEGURANÇA INFORMÁTICA E O NEGÓCIO ELECTRÓNICO Cifragem por blocos vs. cifragem por streams Geralmente, a cifragem por streams é executada a uma maior velocidade do que a cifragem por blocos e, além disso, necessita de hardware menos complexo. Todavia, ela pode conduzir a graves erros de segurança, em particular quando o estado inicial da chave é repetido em diferentes comunicações. Mesmo assim, a cifragem por streams deve ser preferida sempre que não se conheça, à partida, o tamanho do texto. No entanto, a cifragem por blocos também pode ser usada neste caso, mas então devemos escolher entre transmissões eficientes e complexidades acrescidas. Distribuição de chaves secretas O maior problema nos algoritmos de chave simétrica é a gestão eficiente das chaves, uma vez que elas têm de permanecer secretas antes, durante e depois de uma comunicação. Uma solução possível consiste em gerar e distribuir previamente as chaves secretas necessárias. No entanto, numa comunicação com N elementos, é necessário gerar, armazenar e proteger N(N-1)/2 chaves, uma para cada par de utilizadores. Uma forma de optimizar os recursos é atribuir a um dos elementos a responsabilidade pelo armazenamento de todas as chaves existentes e pela distribuição aos outros elementos, sempre que necessário. Em alternativa, pode ser utilizada uma chave de sessão, gerada em cada comunicação entre emissor e receptor, e imediatamente destruída após o seu fim. Contudo, persiste o problema da distribuição desse tipo de chaves. O protocolo de Diffie-Hellman permite efectuar a troca de chaves secretas (que podem ou não ser de sessão) através de canais públicos e consiste nos passos seguintes: 1. O emissor e o receptor escolhem dois números primos, de grandes dimensões, p e g<p (com algumas restrições que garantem a segurança do protocolo); 2. O emissor gera aleatoriamente um número k e <p e envia E=g ke (mod p) para o receptor; 3. O receptor gera aleatoriamente um número k r <p e envia R=g kr (mod p) para o emissor; 4. Ambos calculam K=E kr (mod p) = R ke (mod p) que representa a chave. 22
23 CAPÍTULO 2 SUPORTE CRIPTOGRÁFICO IDENTIFICAÇÃO E AUTENTICAÇÃO Note-se que, mesmo sabendo os valores de p, g, E e R, distribuídos através de canais públicos, não é possível determinar K sem o conhecimento de k e e/ou k r. Este protocolo abriu o caminho aos algoritmos de chave assimétrica que serão descritos posteriormente. EXEMPLOS DE ALGORITMOS DE CHAVE SIMÉTRICA EXEMPLO 1 DES (DATA ENCRYPTION STANDARD) O DES é um algoritmo standard desenvolvido pela IBM na década de 70 e ainda muito utilizado em aplicações bancárias hoje em dia, como por exemplo na protecção do número PIN quando se levanta dinheiro numa caixa Multibanco. Utiliza uma chave de 56 bits que é aplicada a blocos de dados com 64 bits. Apesar de ser um algoritmo muito rápido, é considerado inseguro em inúmeras aplicações devido ao tamanho da chave ser pequeno. No entanto, existem vários métodos para aumentar a sua segurança, como a cifragem tripla, mais conhecida por 3DES. EXEMPLO 2 AES (ADVANCED ENCRYPTION STANDARD) O AES, também conhecido por Rjindael devido à aglutinação dos nomes dos autores, Vincent Rijmen e Joan Daemen, é um algoritmo de cifragem por blocos que foi adoptado como padrão de criptografia pelo Governo dos Estados Unidos da América no final de 2001, após um concurso. Utiliza uma chave de tamanho variável, 128, 192 ou 256 bits, que é aplicada a blocos de dados com 128 bits. Espera-se que nos próximos anos seja mundialmente utilizado, como foi o caso do seu predecessor (DES). A tabela seguinte ilustra a aplicação dos algoritmos DES e AES à codificação do texto original «Olá criptografia». ALGORITMO CHAVE (formato hexadecimal) TEXTO CIFRADO (formato hexadecimal) DES abcdef 0be0d1610da4320bd44cc3a92b8c6b50 AES abcdef abcdef 1eca9cd0bf35f0e4d4bd4bb79b77eb9a Para tornar um texto cifrado, dado um texto original e uma chave arbitrária, utilizando os algoritmos DES e AES, aceda a DES.html e respectivamente. ALGORITMOS DE CHAVE ASSIMÉTRICA Quando se utilizam duas chaves complementares, uma pública e outra privada, para cifrar e decifrar uma mensagem, o algoritmo denomina-se chave assimétrica ou chave pública (Figura 2.4). 23