1 Introdução à segurança computacional

1. 1Introdução à segurança computacional • Definição formal de segurança computacional • Ameaças • Políticas e mecanismos • Suposição e confiança • Garantia • Questões operacionais • Questões humanas (C) 2004-2006 Gustavo Motta

2. Definição de segurança computacional (1) • Segurança computacional • “Prevenir que atacantes alcancem seus objetivos através do acesso não autorizado ou uso não autorizado dos computadores e suas redes” (Howard, 1997) • Acesso não autorizado: ocorre quando um indivíduo tenta acessar informações ou recursos sem a devida autoridade • Uso não autorizado: ocorre quando um indivíduo com autoridade para acessar informações ou recursos de um certo modo tenta acessá-las de outras formas (C) 2004-2006 Gustavo Motta

3. Atacantes Meios Objetivos Acesso Hackers Comandos de usuários Desafio, status Vulnerabilidade implementação Acesso nãoautorizado Processos(arquivos ou dados em trânsito) Resultados Espiões Programas ou scripts Ganho político Vulnerabilidade projeto Uso não autorizado Corrupção dainformação Terroristas Agentesautônomos Ganho financeiro Vulnerabilidade configuração Revelação da informação Toolkits Agressores internos Causar perdas Roubo deserviço CriminososProfissionais Ferramentas distribuídas Recusa deserviço Grampo deDados Vândalos Definição de segurança computacional (2) Serviços de segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta Taxonomia de ataques a redes e computadores

4. Definição de segurança computacional (3) • Segurança computacional • “A segurança em um sistema de informação (SI) visa protegê-lo contra ameaças à confidencialidade, à integridade e à disponibilidade das informações e dos recursos sob sua responsabilidade” (Brinkley & Schell, 1995; Joshi et al., 2001) (C) 2004-2006 Gustavo Motta

5. Definição de segurança computacional (4) • Confidencialidade (1) • É a manutenção do sigilo das informações ou dos recursos • A violação da confidencialidade ocorre com a revelação não autorizada da informação ou dos recursos • A prevenção contra as ameaças à confidencialidade em SI pode ser alcançada com a aplicação de mecanismos de controle de acesso e com técnicas de criptografia e de segurança de redes • A confidencialidade também se aplica a mera existência de um dado, que pode ser mais importante do que o dado em si • Todos os mecanismos que impõem confidencialidade requerem serviços para suportá-los – suposições e confiança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

6. Definição de segurança computacional (5) • Confidencialidade (2) • Exemplo: criptografia como mecanismo de controle de acesso • A criptografia do extrato de uma conta corrente previne alguém de lê-lo. Caso o correntista precise de ver o extrato, ele precisa ser decifrado. Apenas o possuidor da chave criptográfica, utilizando o programa de decifração, pode fazê-lo. Entretanto, se outrem conseguir ler a chave, a confidencialidade do extrato fica comprometida • O problema da confidencialidade do extrato se reduz agora à confidencialidade da chave criptográfica, que deve ser protegida • Exemplo: proteção da existência de um dado • Saber que um indivíduo é um cliente VIP de um banco pode ser mais importante que saber quais/quantos são os recursos que ele possui aplicados (C) 2004-2006 Gustavo Motta

7. Definição de segurança computacional (6) • Integridade (1) • Refere-se a confiabilidade da informação ou dos recursos • A violação da integridade ocorre pela modificação imprópria ou não autorizada da informação ou dos recursos • Integridade de dados • Confiabilidade do conteúdo dos dados • Integridade de origem • Confiabilidade da fonte dos dados – autenticação • Sustenta-se na acurácia e na credibilidade da fonte e na confiança que as pessoas depositam na informação (C) 2004-2006 Gustavo Motta

8. Definição de segurança computacional (7) • Integridade (2) • Classes de mecanismos para integridade • Mecanismos de prevenção • Objetivam manter a integridade dos dados com o bloqueio de qualquer tentativa não autorizada de modificá-los ou qualquer tentativa de modificá-los por meios não autorizados – acesso e uso não autorizados • Autenticação e controle de acessos adequados, em geral, são eficazes para prevenir o acesso não autorizado • O uso não autorizado requer formas de controle distintas, sendo mais difícil de prevenir • Mecanismos de detecção • Buscam reportar que a integridade dos dados não é mais confiável, em parte ou no todo • A criptografia pode ser usada para detectar violações de integridade • A avaliação da integridade é de difícil realização por basear-se em suposições sobre a fonte dos dados e da sua confiabilidade (C) 2004-2006 Gustavo Motta

9. Definição de segurança computacional (8) • Integridade (3) • Exemplo: corrupção da integridade de origem • Um jornal pode noticiar uma informação obtida de um vazamento no Palácio do Planalto, mas atribuí-la a uma fonte errada. A informação é impressa como recebida (integridade dos dados preservada), mas a fonte é incorreta (corrupção na integridade de origem ) • Exemplo: distinção entre acesso e uso não autorizados • Num sistema contábil, o acesso não autorizado ocorre quando alguém quebra a segurança para tentar modificar o dado de uma conta, por exemplo, para quitar um débito, sem autoridade para tal • Agora, quando o contador da empresa tenta apropriar-se de dinheiro desviando-o para contas no exterior e ocultado respectivas transações, então ele está abusando de sua autoridade – embora possa, ele nãodeve fazê-lo (C) 2004-2006 Gustavo Motta

10. Definição de segurança computacional (9) • Disponibilidade (1) • Refere-se a capacidade de usar a informação ou o recurso desejado • A violação da disponibilidade ocorre com a retenção não autorizada de informações ou recursos computacionais • Ataques de recusa de serviço – denial of service attacks • Usualmente definido em termos de “qualidade de serviço” • Usuários autorizados esperam receber um nível específico de serviço, estabelecido em termos de uma métrica • Mecanismos para prevenção/detecção eficazes são difíceis de implementar e podem ser manipulados (C) 2004-2006 Gustavo Motta

11. Definição de segurança computacional (10) • Disponibilidade (2) • Exemplo: manipulação de mecanismos de disponibilidade • Suponha que Ana tenha comprometido o servidor secundário de um banco, que fornece os saldos das contas correntes. Quando alguém solicita informações ao servidor, Ana pode fornecer a informação que desejar. Caixas validam saques contatando o servidor primário. Caso ele não obtenha resposta, o servidor secundário é solicitado. Um cúmplice de Ana impede que caixas contactem o servidor primário, de modo que todos eles acessam o servidor secundário. Ana nunca tem um saque ou cheque recusado, independente do saldo real em conta • Note que se o banco tivesse apenas o servidor primário, este esquema não funcionaria – o caixa não teria como validar o saque (C) 2004-2006 Gustavo Motta

12. Ameaças (1) • Ameaça • Uma ameaça é uma potencial violação de segurança • As ações que podem acarretar a violação são denominadas de ataques • Aqueles que executam tais ações são denominados de atacantes • Os serviços de suporte a mecanismos para confidencialidade, integridade e disponibilidade visam conter as ameaças à segurança de um sistema (C) 2004-2006 Gustavo Motta

13. origem destino Ameaças (2) • Classes de ameaças (Stallings, 1999) Prevenção  Confidencialidade Integridade Autenticação Disponibilidade Ameaças  Fabricação Modificação Interceptação Interrupção Fluxo normal (C) 2004-2006 Gustavo Motta

14. Ameaças (3) • Classes de ameaças (Shirey, 1994) • Disclosure: acesso não autorizado à informação • Snooping (bisbilhotar): ataque passivo – o grampo telefônico é o exemplo clássico • Deception: aceitação de dados falsos, indução ao erro • Modificação (alteração), spoofing (masquerading ou logro), repudiação de origem, repudiação de recebimento • Disruption: interrupção ou prevenção da operação correta de um sistema • Modificação • Usurpação • Modificação, spoofing, delay, recusa de serviço (C) 2004-2006 Gustavo Motta

15. Ameaças (4) • Masquerading× Delegação • Masquerading ocorre quando uma entidade é personificada por outra • Delegação ocorre quando uma entidade autoriza outrem a realização ações em seu interesse • Todas as partes são cientes da delegação, que pode ser verificada junto ao delegante • Exemplo: delegação por motivo de férias • Quando Ana sai de férias no banco, ela delega para José a autoridade (menos a capacidade de delegar) para que ele atuar em seu interesse. Nesse caso, José não finge ser Ana, mas pode afirmar que atua no interesse dela, que pode confirmar isto • Contrariamente ao masquerading, a delegação não é uma violação de segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

16. Políticas e mecanismos (1) • Política de segurança • É uma diretriz de alto nível que determina o que permitido e o que é proibido • Em geral, são expressas em linguagem natural – ambigüidades e incompletudes • Brinkley & Schell (1995) definem o conceito de “política técnica” como sendo a interpretação da “política de alto nível” em termos dos relacionamentos formais entre as entidades ativas (sujeitos), as entidades passivas (objetos) e os modos de acesso (operações) permitidos • Matemática – precisa, mas difícil de trabalhar e de entender: descrita em termos de estados permitidos (seguros) e proibidos (não seguros) • Linguagens para expressar políticas – alia precisão com facilidade de uso (C) 2004-2006 Gustavo Motta

17. Políticas e mecanismos (2) • Mecanismo de segurança • É um método, ferramenta ou procedimento que pode ser usado para impor uma política de segurança • Técnico: aquele no qual os controles de um sistema impõem a política • Obrigar um usuário a fornecer uma senha para autenticá-lo antes de utilizar um recurso • Procedimental: aquele no qual controles externos ao sistema impõem a política • Sanções contra aqueles que violam a política de segurança • Composição de políticas • Caso as políticas conflitem, as discrepâncias podem criar vulnerabilidades de segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

18. Políticas e mecanismos (3) • Exemplo: distinção entre políticas e mecanismos • Suponha que o laboratório de computação de uma universidade estabelece uma política que proíbe qualquer estudante de copiar os arquivos de trabalhos de outros estudantes. O sistema de computação provê mecanismos para prevenir que terceiros leiam os arquivos de um usuário qualquer. Ana falhou em usar tais mecanismos e José conseguiu copiar os arquivos. Uma brecha na segurança ocorreu e José violou a política de segurança. A falha de Ana em proteger seus arquivos não autoriza José a copiá-los • Caso José pudesse apenas ver os arquivos, sem copiá-los, haveria violação da política? (C) 2004-2006 Gustavo Motta

19. Políticas e mecanismos (4) • Objetivos da segurança • Uma política de segurança especifica as ações “seguras” e aquelas “não seguras” • Mecanismos de segurança visam prevenir, detectar ou recuperar-se de ataques • Prevenção: visa impedir o sucesso dos ataques – ideal • Envolve a implementação de mecanismos que os usuários não possam ignorar, para os quais se supõe uma implementação correta e não vulnerável • Detecção: visa determinar que um ataque está ocorrendo ou que já ocorreu • Monitora, mas não impede ataques – permite conhecê-los melhor • Recuperação – complexo porque a natureza de cada ataque é diversa • Pára o ataque, avalia e repara os danos • O sistema continua a operar corretamente, mesmo quando o ataque sucede (C) 2004-2006 Gustavo Motta

20. Políticas e mecanismos (4) • Exemplo: prevenção • Caso alguém pretenda violar um servidor a partir da Internet e este não está conectado à rede, então preveniu-se do ataque • Exemplo: detecção • Mecanismo que fornece uma advertência quando um usuário entra mais de três vezes com uma senha incorreta. O login continua mas o registro fica para fins de auditoria • Exemplo: recuperação • Caso um atacante delete um arquivo, o mecanismo de recuperação pode restaurá-lo da lixeira ou do backup (C) 2004-2006 Gustavo Motta

21. Suposição e confiança (1) • Permeiam todos os aspectos de segurança • A segurança baseia-se em suposições específicas para o tipo de segurança requerido e para o ambiente no qual será empregada • Políticas • Consistem num conjunto de axiomas que os formuladores das políticas acreditam ser exeqüíveis • Suposições • A política particiona o conjunto de estados do sistema em estados “seguros” e em estados “inseguros” – determina o que é um sistema seguro • Captura corretamente os requisitos de segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

22. Suposição e confiança (2) • Exemplo: back door e confiança • Precisa-se de uma chave para abrir a fechadura de uma porta. Assume-se que a fechadura é segura contra arrombamentos. Essa suposição é tratada como um axioma e é feita porque, em geral, as pessoas só conseguem abrir a porta com uma chave. Um bom arrombador, entretanto, pode abrir a porta sem uma chave. Logo, num ambiente com um arrombador habilidoso e não confiável, tal suposição é errada e a conseqüência é inválida. • Uma exceção bem definida para as regras oferece a porta dos fundos (back door) pela qual o mecanismo de segurança pode ser contornado • A confiança reside na crença de que o back doornão será usado, exceto como especificado na política (C) 2004-2006 Gustavo Motta

23. Suposição e confiança (3) • Mecanismos • Suposições • Os mecanismos de segurança previnem o sistema de entrar em estados “inseguros” – a política de segurança pode ser imposta pelos mecanismos • Os mecanismos de segurança funcionam corretamente • Hardware, infra-estrutura, redes, etc • Caso alguma suposição não se verifique, o sistema não será seguro (C) 2004-2006 Gustavo Motta

24. Suposição e confiança (4) • Tipos de Mecanismos • Um mecanismo de segurança é seguro se R  Q; ele é preciso se R = Q; e ele é abrangente se existirem estados r tal que r  R e r  Q abrangente seguro preciso Conjunto de estadosalcançáveis – R Conjunto de estadosseguros – Q (C) 2004-2006 Gustavo Motta

25. Suposição e confiança (5) • Confiar no funcionamento correto dos mecanismos requer várias suposições • Cada mecanismo foi projetado para implementar uma ou mais partes da política de segurança • A união dos mecanismos implementa todos os aspectos da política de segurança • Os mecanismos estão implementados corretamente • Os mecanismos estão instalados e administrados corretamente (C) 2004-2006 Gustavo Motta

26. Garantia (1) • A confiança não pode ser quantificada precisamente • A especificação, o projeto e a implementação de um sistema provêem a base para determinar “o quanto” se pode confiar nele • A garantiaé a confiança de que uma entidade satisfaz seus requisitos de segurança, baseada em evidências específicas fornecidas pela aplicação de técnicas de garantia • O quanto se pode confiar que o que sistema realmente faz é aquilo que se supõe que ele faz • Demonstração de que sistema em funcionamento não violará as especificações – argumentos e provas • Processo de software estabelecido – qualidade de produto • Embora as técnicas de garantia não assegurem a correção ou a segurança, elas provêem uma base firme avaliar em que se pode confiar a fim de acreditar que um sistema é seguro (C) 2004-2006 Gustavo Motta

27. Garantia (2) Relacionamentos entre garantia, políticas e mecanismos Definição de requisitos que explicitamente estabelece as expectativas de segurança dos mecanismos Políticas Prover uma justificativa de que o mecanismo atende a política através de evidência de garantia e aprovações baseadas em evidência Garantia Entidades executáveis que são projetadas e implementadas para atender os requisitos da política Mecanismos (C) 2004-2006 Gustavo Motta

28. Questões operacionais (1) • A preocupação com a segurança não termina com a conclusão de um sistema • Um sistema “seguro” pode ser violado pela operação imprópria • A questão é como avaliar o efeito das questões operacionais na segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

29. Questões operacionais (2) • Análise de custo-benefício • Pesa o custo de proteger dados e recursos contra os custos associados com a violação da segurança • É mais barato prevenir ou recuperar? • Considerações • Sobreposição de efeitos de mecanismos • Exemplo: criptografia • Os aspectos não técnicos dos mecanismos • Eles podem ser empregados efetivamente • Facilidade de uso, aceitação ... • O efeito desejado com o mecanismo pode não ser o obtido (C) 2004-2006 Gustavo Motta

30. Questões operacionais (3) • Análise de risco • O que acontece se dados e recursos forem comprometidos? • Ajuda a determinar o que se deve proteger e com qual nível de proteção • Requer uma análise das ameaças potenciais contra um bem e as chances delas ocorrerem • O nível de proteção é em função da probabilidade do ataque ocorrer e dos seus efeitos • Proteger-se contra um ataque de baixa probabilidade é menos importante que se proteger de um ataque de alta probabilidade Isso nem sempre é verdade! (C) 2004-2006 Gustavo Motta

31. Questões operacionais (4) • Leis e clientes • Leis restringem a disponibilidade e uso de tecnologias e afetam procedimentos de controle • Leis específicas para informações clínicas de paciente determinam políticas e controles a serem adotados • Normas, procedimentos, resoluções no âmbito das organizações • A sociedade distingue práticas legais das aceitáveis • Medidas de segurança ilegais ou inaceitáveis podem cair no descrédito ou dar a falsa sensação de segurança (C) 2004-2006 Gustavo Motta

32. Questões humanas (1) • Problemas organizacionais • Poder e responsabilidade • Aqueles responsáveis pela segurança têm o poder para impô-la? • Benefícios financeiros • Os investimentos em segurança não trazem rendimentos, mas apenas previnem a perda de rendimentos provenientes de outras fontes • Perdas decorrentes de falhas de segurança são um grande incentivo para realização dos investimentos (C) 2004-2006 Gustavo Motta

33. Questões humanas (2) • Problemas com pessoal • Maior fonte de problemas com segurança • Pessoal interno • Acesso autorizado, mas uso não autorizado (80-90% dos problemas de segurança) • Treinamento inadequado – e. g., problemas de configuração • Pessoal externo • Acesso não autorizado • Engenharia social (C) 2004-2006 Gustavo Motta

34. Ameaças Polícias Especificação Projeto Implementação Operação Resumo (1) (C) 2004-2006 Gustavo Motta

35. t i í c l a o s P v i ç r o e s S l o o n g c i e a T s Mecanismos Padrões Resumo (2) • Criptografia • Assinatura Eletrônica • CABP ... • Objetivos e requisitos • Regras e procedimentos • Inclui legislação • Definição de domínios • Definição de autoridades • Planejamento de implantação • Acompanhamento • Autenticação • Auditoria • Controle de acesso • Confidencialidade • Não repudiação • Integridade • Disponibilidade • X.509 • LDAP • NIST CABP ... (C) 2004-2006 Gustavo Motta

36. Referências • BRINKLEY, D. L.; SCHELL, R. R. Concepts and terminology for computer security. In: ABRAMS, M. D.; JAJODIA, S.; PODELL, H. J. (Ed.). Information security: an integrated collection of essays. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press, jan. 1995. p. 40-97. • HOWARD, J. D. An analysis of security incidents on the internet: 1989-1995. 1997. Tese de Doutorado – Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, EUA. • JOSHI, J. B. D.; AREF, W. G.; GHAFOOR, A.; SPAFFORD, E. H. Security models for web-based applications. Communications of the ACM, v. 44, n. 2, p. 38-44, fev. 2001. • SHIREY, R. Security Architecture for Internet Protocols: A Guide for Protocol Designs and Standards, Internet Draft: draft-irtf-psrg-secarch-sect1-00.txt (Nov. 1994). • STALLINGS, W. Cryptography and network security: principles and practice. 2. ed. Prentice Hall, 1999. 569 p. (C) 2004-2006 Gustavo Motta