The SPARTA Pseudonym and Authorization System

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Valeria Valentino
8 anni fa
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1 Introduzione The SPARTA Pseudonym and Authorization System Seminario di Marco Grispino per Sicurezza 2 SPARTA (Secure Pseudonym Architecture with Real Time Accounting) è un framework sviluppato da ricercatori dell Università di Roma Tor Vergata. Si occupa dell accesso degli utenti a dei servizi ed ha come scopo la preservazione della privacy. Nei sistemi per la preservazione della privacy l uso di pseudonimi è frequente. È necessario avere la possibilità di risalire alla reale identità dell utente in caso di comportamento disonesto. Introduzione Come viene risolto il problema In un contesto del genere esistono due esigenze opposte: Il fornitore del servizio vuole controllare gli utenti in prima persona (no a terze parti). Deve essere possibile risalire all identità dell utente in caso di comportamento disonesto tramite un autorità esterna (terze parti). Uso di pseudonimi tramite due sistemi separati: Un infrastruttura (fra tre parti) per l assegnamento e la gestione dei pseudonimi. Distribuita Certificati X.509 PKI Una procedura (fra due parti) per associare un autorizzazione ad uno pseudonimo. Blind approach 1

Nei sistemi per la preservazione della privacy l uso di pseudonimi è frequente. È necessario avere la possibilità di risalire alla reale identità dell utente in caso di comportamento disonesto.

2 Registrazione dell utente (Offline Subscription) Assegnamento dei pseudonimi T 0 L utente si reca fisicamente dal SP Il SP da all utente un certificato U ed un token T 0 T 0 Il token T 00 è un alias dell identità dell utente (U) ed è generato in modo che solo l SP possa risalire ad U. T 0 è solo il primo di una serie di token. L utente può avvalersi di una infrastruttura distribuita di IR (Identity Repository) accettati dal SP, per procedere con la generazione di nuovi token. Generazione dei pseudonimi Generazione dei pseudonimi In dettaglio: T 0 T 1 T 2 T k = P Lo pseudonimo finale sarà semplicemente l ultimo della catena. Sistema distribuito e user-centric. User -> IR i : { T i-1, e i } IR i : verify_signature(t i-1 ) IR i <-> User : challenge (T i-1 ) IR i : policy_check(t i-1 ) IR i -> User : T i 2

L utente può avvalersi di una infrastruttura distribuita di IR (Identity Repository) accettati dal SP, per procedere con la generazione di nuovi token.

3 Generazione dei pseudonimi Revoca dei pseudonimi Il processo può essere iterato (come abbiamo già visto) o parallelizzato ricevendo in risposta più token. T 0 T 1 T 2a Ogni IR deve tenere in memoria l associazione tra il token dato in input e quello dato in output. La reale identità dell utente può essere ricostruita solo se l SP e i vari IR cooperano tra di loro risalendo la catena dei pseudonimi. Uso di CRL per la revoca dei token e di conseguenza dei pseudonimi. T 2b Policy dei pseudonimi Registrazione dell utente (Offline (?) Registration) IR i : policy_check(t i-1 ) L SP potrebbe imporre all utente alcune restrizioni riguardo la generazione dei pseudonimi. Ad esempio potrebbe vietare per determinati servizi il coinvolgimento di IR esteri. L utente si presenta con U, lo pseudonimo (blinded) e il servizio S richiesto. L SP rilascia un autorizzazione per l uso di S. (P) B cred(s) S Finora non c è protezione della privacy 3

La reale identità dell utente può essere ricostruita solo se l SP e i vari IR cooperano tra di loro risalendo la catena dei pseudonimi.

4 Blind signature Marked blind signature È una firma apposta su un messaggio senza conoscerne il contenuto (Es. voto elettronico) In SPARTA è implementato un nuovo tipo di blind signature per evitare il Pseudonym Hijacking. Viene chiesto all utente di firmare un messaggio con la propria chiave privata per provarne il possesso. Tramite i logaritmi discreti l utente calcola un valore random R = xy+s. SP -> User: a y User: (a y ) x a s = a R Viene calcolato l hash di (a R,P) e il tutto viene firmato con la chiave privata di P. User: H(a R,P) dp mod n p = sign(r,p) Marked blind signature Marked blind signature L utente invia a SP x e il valore calcolato precedentemente in maniera offuscata User -> SP: B e x = x 1 User -> SP: B e (sign(r,p)+s) = x 2 SP calcola SP: x 1y = B e xy SP: x 2+x 1y = B e (sign(r,p)+s+xy) = B e (sign(r,p)+r) e invia all utente SP -> User: (x 2+x 1y) d = B[sign(R,P)+R] d cioè il valore criptato con la chiave privata di S Quindi l utente riceverà da SP: (x 2+x 1y) d = B(sign(R,P)+R) d togliendo il blinding factor B e l utente otterrà: [H(a R,P) dp + R] d = cred cioè le credenziali firmate. Inoltre l utente potrà ricavare: R = cred e (H(a R,P) dp ) 4

Viene chiesto all utente di firmare un messaggio con la propria chiave privata per provarne il possesso. Tramite i logaritmi discreti l utente calcola un valore random R = xy+s.

5 Verifica delle credenziali Verifica delle credenziali L utente si presenta con: pseudonimo, credenziali e R. L SP verifica che lo pseudonimo corrisponda alle credenziali fornite. P cred(s) Permesso di accesso R Le credenziali createsi alla registrazione verranno verificate solamente quando l utente accederà al servizio secondo questi passi: L utente presenta il certificato del pseudonimo P che viene verificato con l IR corrispondente. User -> SP: P SP: check(p) L utente presenta (cred, R) e dichiara per quale servizio le credenziali sono valide. User -> SP: (cred,r) SP calcola H(a R,P) e controlla che: (cred e R) ep = H(a R,P) Verifica delle credenziali Misure di protezione sottostanti L accesso e l uso dei servizi possono essere registrati e ricondotti allo stesso pseudonimo. Per evitare ciò l utente potrebbe servirsi di più pseudonimi ed utilizzarli alternativamente. Encryption TLS e IPSec Server/Message authentication TLS IP Natting / Anonymous networking Anonymous proxy Tor Generazione delle chiavi RSA e certificati X.509v3 5

del pseudonimo P che viene verificato con l IR corrispondente. User -> SP: P SP: check(p) L utente presenta (cred, R) e dichiara per quale servizio le credenziali sono valide.

6 Conclusioni Le novità introdotte dal framework sono Un infrastruttura simil-pki distribuita e user-centric Un sistema che non usa terze parti fidate Un nuovo tipo di blind signature 6

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