Sicurezza nelle reti di calcolatori

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1 Sicurezza nelle reti di calcolatori Stefano Brocchi Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 1 / 46

2 Le reti di calcolatori Una rete è un insieme di calcolatori autonomi collegati tra di loro L unione dei calcolatori può mettere a disposizioni servizi per l utente Applicazione fornita dall esecuzione combinata di più macchine L utente non ha necessità di conoscere come è costruita la rete Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 2 / 46

3 Utilizzo delle reti Grazie alle reti, è possibile realizzare molteplici applicazioni e funzionalità: Pubblicazione e condivisione di risorse Condivisione di risorse hardware e software Realizzazione di sistemi altamente affidabili grazie alla replicazione di hardware e dati Applicazioni di comunicazione remota di utenti Vendita e acquisto di beni tramite e-commerce Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 3 / 46

4 Nuovi mezzi per vecchi media Grazie a Internet, si sono sviluppate anche delle tecnologie che ripropongono con delle migliorie servizi già esistenti: Comunicazione telefonica a basso costo tramite VoIP (Voice over IP) un sistema postale elettronico Radio online Internet TV Stampa e quotidiani online Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 4 / 46

5 Topologia a bus Le reti si possono distinguere in base alla topologia, cioè in base a come sono collegati i calcolatori La topologia più semplice è quella a bus: tutti trasmettono e leggono dati da un canale comune utilizzato da tutti Lato positivo: la rete funziona indipendentemente da quello che succede alle singole macchine Lati negativi: limitato numero di computer allacciabili per le limitazioni dell uso di un singolo canale Distanza fisica massima limitata (per esempio, nel wifi limitata alla distanza di trasmissione del segnale) Ogni trasmissione occupa parte della banda dell intero canale, con molti calcolatori la rete diventa lenta e inefficiente Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 5 / 46

6 Topologia a bus: sicurezza Un altro inconveniente: come possiamo garantire che ognuno ignori i dati non destinati a lui, e non intercetti le comunicazioni altrui? Necessaria attenzione per la sicurezza della rete, in particolare per le reti wi-fi Una password di accesso garantisce che solo gli utenti autorizzati si possano allacciare alla rete La password viene anche utilizzata per codificare i dati scambiati, in modo che anche se qualcuno intercetta il segnale, allora non sarà in grado di decifrarlo Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 6 / 46

7 Topologia a stella Nella topologia a stella invece tutti i calcolatori sono connessi ad un dispositivo centralizzato che fa da smistatore Maggiore efficienza e sicurezza: ogni computer così riceve solo i dati che gli sono destinati Inconveniente: se il dispositivo centrale si guasta, tutta la rete smette di funzionare Topologia possibile solo per un numero ridotto di calcolatori Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 7 / 46

8 Topologia a maglia incompleta Viste le dimensioni di Internet, le due tipologie viste non sono proponibili Occorre una topologia più generale detta topologia a maglia incompleta Il flusso di dati dovrà seguire un percorso per arrivare a destinazione La macchina che invia dati li invierà ad una delle macchine collegate, che a sua volta li inoltrerà ad un altra fino ad arrivare a destinazione Per determinare a chi inviare e dove inoltrare i dati, per grandi reti vengono impiegate tecniche di instradamento complesse Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 8 / 46

9 Topologia a maglia incompleta: esempio Vediamo un semplice esempio di topologia a maglia incompleta Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 9 / 46

10 Topologia a maglia e instradamento Vediamo un semplice esempio di percorso da seguire per la connessione di due macchine Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 10 / 46

11 Topologia a maglia: conseguenze Una conseguenza inevitabile della topologia a maglia incompleta è che inevitabilmente i dati, durante una comunicazione, passino da una serie di nodi intermedi Non ci sono garanzie che questi nodi intermedi siano fidati Nel caso di dati sensibili, sarà necessario un meccanismo per evitare che questi nodi intermedi leggano informazioni riservate Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 11 / 46

12 Comunicazione su rete e protocolli Per realizzare la comunicazione su una rete, è necessario definire dei protocolli Si definisce così un modo formale e preciso che garantisca le funzionalità fondamentali per la trasmissione dei dati Esempio: come sono codificati i dati, a chi sono destinati e chi è il mittente, che servizio viene richiesto al destinatario... Per ogni protocollo utilizzato, verrano inseriti dei dati aggiuntivi a quelli da inviare In internet, vengono usati i protocolli TCP ed IP Navigando siti e pagine web, viene inoltre impiegato il protocollo HTTP Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 12 / 46

13 Funzioni di TCP Il protocollo TCP si occupa di gestire l affidabilità della trasmissione Inoltre grazie a TCP, i dati che possono arrivare disordinatamente vengono riordinati Chiesta inoltre automaticamente la ritrasmissione dei dati corrotti Errori rilevati tramite codici di correzione gli eventuali errori nei dati trasmessi Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 13 / 46

14 Il protocollo IP Per l identificazione e l indirizzamento in internet, viene usato il protocollo IP Questo gestisce lo smistamento dei pacchetti nella rete garantendo che ogni pacchetto arrivi alla giusta destinazione Il protocollo IP assegna un indirizzo ad ogni punto della rete, rappresentato con un numero intero a 32 bit L indirizzo IP è solitamente rappresentato tramite quattro numeri da 0 a 255 separati da un punto Es o Un autorità si occupa dell assegnamento degli indirizzi, assicurandosi che ogni indirizzo sia unico Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 14 / 46

15 Indirizzi IP Il nostro indirizzo IP identifica chi siamo in Internet Indirizzo noto a tutti i siti web che visitiamo, ed incluso solitamente anche nelle mail che mandiamo Facilmente individuabile il nostro internet provider (es. telecom, fastweb,...), al quale l indirizzo è pubblicamente associato Individuabile la posizione geografica del computer del provider a cui ci colleghiamo Funzionalità a volte utilizzata dai siti web per personalizzare i contenuti a seconda della provenienza dell utente Il provider tiene traccia di chi è collegato con quale indirizzo, mantenendo però quest informazione riservata Informazione però ottenibile in caso di denunce tramite un mandato giudiziario Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 15 / 46

16 Nomi server e IP Per l utilizzo da parte degli utenti, memorizzare indirizzi IP è scomodo Per questo ogni sito web può essere identificato con un nome Es. Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 16 / 46

17 Nomi server e DNS La traduzione da nome a indirizzo IP viene fatta tramite dei server che offrono un servizio detto DNS (Domain Name Service) Quando un browser si collega ad una pagina web (es. per prima cosa interroga il DNS per ottenere l indirizzo di destinazione (es ) e poi la connessione viene aperta verso quell indirizzo Ulteriore vantaggi di questo meccanismo: associare un unico nome a tante macchine diverse, per gestire meglio un grande numero di richieste Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 17 / 46

18 Il protocollo HTTP Il protocollo HTTP (HyperText Transfer Protocol) è il protocollo comunemente utilizzato per lo scaricamento di pagine web Il client richiederà una pagina web (o anche un file generico) tramite un identificatore detto URL Un URL è formata come segue (alcune parti possono essere implicite o mancanti) Il dominio identifica il sito dove connettersi; la porta da usare è solitamente la porta 80, implicita se non specificata Il percorso, il nome del file ed i parametri specificano quale risorsa viene richiesta sul sito Es.: o Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 18 / 46

19 Browser web I programmi che permettono di scaricare e visualizzare pagine web sono detti browser Alcuni dei più comuni: Firefox, Chrome, Internet Explorer, Opera Nella richiesta di una pagina web, il browser eseguirà le seguenti operazioni: 1. L utente richiede la pagina al browser web (es. scrivendola nella barra degli indirizzi) 2. Il browser richiede al DNS l indirizzo IP del server 3. Il server DNS restituisce l apposito indirizzo 4. Il browser richiede la pagina al server 5. Il server risponde con la pagina web 6. Il browser riceve la pagina web, che verrà visualizzata dall utente Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 19 / 46

20 Browser web: esempio Vediamo un esempio di browser che richiede il sito wikipedia.it Utente 6 1 Richiesta Creazione grafica della pagina 2 Chi gestisce Browser 5 Invio pagina (HTML) Servizio DNS Richiesta pagina 3 4 Server wikipedia ( ) Protocolli HTTP/TCP/IP Protocolli DNS/UDP/IP Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 20 / 46

21 Pagine web e contenuto attivo All interno delle pagine web, è possibile inserire del codice eseguibile per fare in modo che la pagina interagisca in modo attivo con l utente Vari scopi: animazioni, possibilità di aggiornare parte della pagina senza ricaricarla dall inizio, giochi online... Il linguaggio principale per queste funzionalità si chiama Javascript Il codice Javascript viene inviato all interno della pagina web, e viene eseguito all interno del browser Altri possibili linguaggi sono Java e Flash Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 21 / 46

22 Javascript e sicurezza Come si può garantire che il codice Javascript, eseguito di solito automaticamente quando si apre una pagina web, non causi danni? Impedire per esempio che raccolga dati personali come password, cancelli file, avvii programmi indesiderati... In parte, questo è garantito dal fatto che il linguaggio stesso manca di alcune funzionalità, come la scrittura su disco Secondariamente, il browser controlla che le operazioni svolte siano sicure, altrimenti blocca l esecuzione Operazione a volte non banale: assicurarsi di tenere il browser aggiornato, gli sviluppatori si occupano continuamente di risolvere eventuali problemi di sicurezza Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 22 / 46

23 Sicurezza web In una generica comunicazione via rete, è necessario assicurarsi che eventuali dati sensibili non siano intercettati da terze parti Tipici dati sensibili: numeri di carte di credito e dati di account (nome utente e password) Più genericamente, per motivi di privacy qualsiasi mail e comunicazione può necessitare di una comunicazione sicura Per come è strutturata la rete, è inevitabile che qualsiasi nodo tra il mittente ed il destinatario possa leggere i dati inviati La soluzione è quella di inviare dati cifrati: chiunque li può leggere, ma solo il destinatario li può decifrare e ricostruire il messaggio originale Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 23 / 46

24 Crittografia Esistono algoritmi che codificano un messaggio in base ad un numero detto chiave Solo chi ha la chiave può codificare e decodificare il messaggio Per evitare che un attacante provi tutte le chiavi possibili, si utilizzano chiavi numeriche molto grandi Esempio: utilizzando chiavo a 128 bit, occorre provarne mediamente per individuare quella giusta Anche se avessimo 1000 computer in grado di provare un miliardo di chiavi al secondo, l operazione richiederebbe migliaia di anni Per sicurezza, le chiavi vanno da un minimo di 128 fino a 1024 bit di grandezza Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 24 / 46

25 Identificazione Un problema è che anche nel momento in cui serve accordarsi per una chiave, non è garantito che la comunicazione sia sicura Un altro problema riguarda l identificazione di una macchina: come ci si assicura che un server sia veramente chi dice di essere? Una macchina ne può impersonare un altra per esempio falsando la ricerca DNS: dal nome del sito viene restituito l IP di un sito simile costruito per sottrarre dati Esistono dei metodi che consentono di effettuare questo attacco Al momento del login, il sito fittizio può memorizzare la password immessa Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 25 / 46

26 Crittografia a chiave pubblica Entrambi questi problemi vengono risolti con la crittografia a chiave pubblica Crittografia asimmetrica: per ogni utente esiste una chiave pubblica ed una chiave privata Con la prima si codifica un messaggio; la seconda è necessaria per decodificarlo Le chiavi pubbliche vengono rese note a tutti tramite un apposita autorità, in modo che chiunque possa utilizzarle; ognuno dovrà invece tenere segreta la propria chiave privata Codificando quindi un messaggio con la chiave pubblica del destinatario, si è sicuri che solo lui potrà leggere il messaggio Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 26 / 46

27 Crittografia a chiave pubblica Per garantire che un sito sia effettivamente chi dice di essere (es. la macchina sia effettivamente un server di Google) ed abbia una determinata chiave pubblica, esistono dei certificati I certificati saranno mantenuti da una determinata autorità consultabile al momento dell accesso ad un sito: è possibile chiedere all autorità se un certificato è valido o meno I certificati non mantenuti dall autorità sono da considerarsi non attendibili, visto che chiunque ne può creare uno Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 27 / 46

28 HTTPS Quando si accede ad un sito autenticato tramite certificato e si usa una connessione sicura, si utilizza il protocollo HTTPS (HTTP secure) Il protocollo è formato dal normale protocollo HTTP che viene criptato tramite i meccanismi visti Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 28 / 46

29 HTTPS e browser L accesso sicuro ad un sito è sempre segnalato durante ad un accesso con il browser Solitamente mostrato un lucchetto o un icona accanto alla barra degli indirizzi Forniti inoltre altri dati sul certificato, come la versione o l autorità che lo ha rilasciato You are connected to google.com which is run by (unknown) Verified by: Google Inc. Your connection to this website is encrypted to prevent eavesdropping More inform ation... Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 29 / 46

30 HTTPS e browser Se il certificato fornito non è valido o non è fornito da un autorità riconosciuta, il browser lo segnala esplicitamente Diffidare del sito visualizzato: potrebbe essere un tentativo di furto di dati Nessun avviso viene però visualizzato se il sito non fornisce il certificato ed usa il normale protocollo http This Connection in Unstrusted You have asked Firefox to connect securely to but we can t confirm that your network connection is secure. Norm ally, when you try to connect securely, sites will present trusted identification to prove that you are going to the right place. However, this site s identity can t be verified. W hat should I do? If you usually connect to this site without problem s, this error could m ean that som eone is trying to im personate the site, and you shoudln t continue. Get m e out of here! Technical Details I Understand the Risks Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 30 / 46

31 Malware Esistono programmi indesiderati che vengono eseguiti all insaputa dell utente, potenzialmente dannosi per il sistema Questi prendono il nome di malware (malicious software) Alcuni dei tipi di malware più diffuso sono virus e trojan Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 31 / 46

32 Malware Un virus è un programma che una volta in esecuzione tenterà di replicarsi per infettare altri calcolatori Tipicamente nascosto in un file eseguibile relativo ad un altro programma Quando il programma viene avviato, prima il virus va in esecuzione, poi il programma originale viene eseguito normalmente Un virus in esecuzione tenterà di infettare altri file Un bersaglio tipico sono le memorie esterne USB, visto che passano spesso da un computer all altro Altra modalità: tramite Internet Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 32 / 46

33 Malware La diffusione di virus tramite Internet sfrutta tipicamente difetti di programmi e sistemi operativi Tramite l invio di determinati messaggi, si induce il programma ad eseguire il codice eseguibile del virus Per prevenire questo problema, mantenere aggiornati i programmi che si connettono alla rete Appena viene individuato un problema del genere, gli sviluppatori del software provvedono quantoprima a risolverlo e rilasciare un aggiornamento Situazione particolarmente delicata per quanto riguarda i browser, che devono eseguire del codice nei siti web ed assicurarsi che questo abbia le apposite limitazioni Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 33 / 46

34 Malware Simile il funzionamento di un trojan, un programma nascosto all interno di un altro programma legittimo Da qui il nome, derivante da trojan horse (cavallo di troia) Spesso difficile catalogare e distinguere trojan da virus Spesso, i trojan sono presenti in programmi scaricati illegalmente Tramite pirateria informatica viene creata una versione del software che funzioni senza regolare registrazione, ma viene anche inserito un programma dannoso Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 34 / 46

35 Malware Come prevenire questi problemi: eseguire file eseguibili solo se la loro provenienza è sicura Altri tipi di file sono invece sempre innocui, perché il contenuto non viene interpretato come istruzioni ed eseguito Esempio: i bit in un file di un immagine vengono interpretati come valori dei pixel, e mai come istruzioni Eccezione: alcuni file contenenti documenti (come DOC, XLS) possono contenere codice eseguibile Cliccare su un file proveniente dalla rete solo se si è sicuri del tipi di file I file eseguibili non sono solo i file EXE, esistono anche altre estensioni Diffidare assolutamente di file che dovrebbero rappresentare documenti, audio o video e sono in realtà file eseguibili, per esempio in una Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 35 / 46

36 Malware Una volta in esecuzione su un sistema, del malware può eseguire diverse azioni dannose Causare rallentamenti e malfunzionamenti, cancellando o modificando file o programmi Sfruttare le risorse del computer per infettarne altri o eseguire altre azioni illegali In alcuni casi, il programma potrebbe accedere e diffondere informazioni riservate Per es. password o dati di accesso per siti web, o numeri di carte di credito A volte, utilizzati programmi detti keylogger che memorizzano ogni tasto premuto Il furto di dati è comunque difficile e coinvolgerebbe un lavoro non banale da parte dei malintenzionati, ma è assolutamente da evitare Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 36 / 46

37 Malware: soluzioni Oltre alle soluzioni già citate, si può affrontare il malware con programmi antivirus (o antimalware) Questi programmi controllano il contenuto del computer alla ricerca di malware conosciuti, eventualmente rimuovendoli Alcuni antivirus eseguono un controllo continuo ed automatico di tutti i programmi eseguiti Azione molto efficace, ma che richiede un uso costante di parte delle risorse di sistema Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 37 / 46

38 Password Per identificare un utente su siti web o altri servizi, si fa uso di password E importante che la password sia complessa e non facilmente indovinabile E facile fare velocemente un grande numero di tentativi in modo automatico, anche se molti siti web hanno delle contromisure per limitare questi meccanismi Una parola del vocabolario si indovina facilmente: ne esistono solo qualche migliaio Stessa cosa per nomi, date o password molto brevi Usare un misto di numeri e caratteri maiuscoli e minuscoli aumenta molto il numero di password da provare Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 38 / 46

39 Password Per dati particolarmente critici, una password potrebbe non essere sufficiente Per esempio, in internet banking e per firme digitali Usati dispositivi che generano regolarmente chiavi numeriche diverse, sincronizzate con il sito web Anche se qualcuno riuscisse a vedere la chiave generata, questa non sarebbe più utilizzabile per un secondo accesso Per impersonare l utente, occorrerebbe sia sapere la password dell utente sia appropriarsi del dispositivo Unico punto rimasto da controllare: assenza di malware che spii (e potenzialmente modifichi) le operazioni dell utente Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 39 / 46

40 L (electronic mail, posta elettronica) è un sistema per la comunicazione asincrona via rete Spedibili per mail sia semplice testo che testo formattato tramite HTML E possibile allegare alle mail file di tipo generico Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 40 / 46

41 Indirizzi Un indirizzo deve contenere una chiocciola che separa il dominio dal nome dell utente, separati da (chiocciola, at) Il dominio definisce dove viene mandata la mail e dove questa rimane finché l utente finale non la preleva, identificandosi con nome utente e password Il nome dell utente specifica il nome del destinatario su di uno specifico dominio Es. marco@rossi.it Tipici campi presenti nell intestazione di una mail: mittente, destinatario, destinatari in copia carbone (cc), destinatari in copia carbone nascosta (bcc) Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 41 / 46

42 Si possono utilizzare appositi programmi per scaricare e gestire la posta sul proprio computer Come alternativa, si può accedere alla propria mail direttamente su browser tramite un interfaccia web, un sito che consente la consultazione (es. gmail) Le mail rimangono sempre sul server e sono consultabili da qualsiasi computer Volendo, questa caratteristica è disponibile anche scaricando le mail Contro: lo spazio a disposizione di ogni utente è limitato, anche se solitamente con spazi abbastanza grandi Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 42 / 46

43 e autenticazione L indirizzo del mittente di una è specificato dal mittente stesso Generalmente, non c è garanzia che il mittente sia quello specificato Meccanismo analogo al mittente scritto su una busta di posta ordinaria: nessuno garantisce che l informazione sia veritiera Esistono comunque meccanismi di autenticazione , implementati su molti dei servizi principali, che realizzano un meccanismo di verifica Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 43 / 46

44 Phishing Una problematica, derivante anche dal problema descritto, è il phishing Un utente viene indotto a rivelare dati riservati (come password) da una mail inviata apperentemente da un sito conosciuto A volte, costruito un sito identico all originale per rubare i dati di accesso Soluzione: diffidare da richieste simili via , non cliccare su link sospetti e controllare che ogni sito dove si inseriscono dati sensibili sia autenticato tramite https Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 44 / 46

45 Firewall I firewall sono dei programmi che controllano il traffico di rete su di una macchina per motivi di sicurezza Tramite firewall, un utente può negare l accesso alla rete a determinati programmi considerati non sicuri Per esempio, molti programmi scaricano ed installano automaticamente aggiornamenti; in caso di problemi di sicurezza del programma si potrebbe compromettere il sistema Analogamente, pacchetti inviati su determinate porte vengono scartati in automatico Possibile monitorare attacchi al sistema o più genericamente il traffico di rete Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 45 / 46

46 Domande da esame Quando ci si connette ad un sito web, quali informazioni può ottenere il sito web su di noi? Su quali principi si basa la crittografia a chiave pubblica? Come può un utente assicurarsi che dati sensibili inviati in rete non possano essere intercettati? Che problematiche di sicurezza possiamo avere riguardo alle ? Cosa si può fare per evitare programmi malware? Stefano Brocchi Sicurezza nelle reti 46 / 46