RETI DI CALCOLATORI II
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1 RETI DI CALCOLATORI II Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1
2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori prof. Pier Luca Montessoro e ing. Davide Pierattoni, Università degli Studi di Udine. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 2
3 Elementi di crittografia 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 3
4 Argomenti della lezione Proprietà necessarie alla sicurezza della comunicazione Elementi di crittografia 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 4
5 Sicurezza della comunicazione Proprietà desiderabili Segretezza Autenticazione Integrità del messaggio 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 5
6 Segretezza Il contenuto del messaggio può essere letto soltanto dal destinatario (proprietà banale) Può anche essere desiderabile la segretezza del fatto stesso che sia avvenuta una comunicazione tra due persone (proprietà meno ovvia) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 6
7 Autenticazione Come faccio ad essere certo dell identità della persona con cui comunico? Servono: Autenticazione del mittente Autenticazione del destinatario 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 7
8 Integrità del messaggio Come posso garantire che il messaggio ricevuto sia esattamente quello inviato (e non sia stato modificato da qualcuno?) ti amo Bob Alice Bob 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 8
9 Integrità del messaggio Come posso garantire che il messaggio ricevuto sia esattamente quello inviato (e non sia stato modificato da qualcuno?) ti amo Bob ti odio Bob Alice Bob Trudy 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 9
10 Sicurezza per chi? Utenti (persone) Apparati dell infrastruttura di rete (es. server DNS, router, ecc.) Falle nella sicurezza dell infrastruttura possono essere veicolo di attacchi alle attività degli utenti 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 10
11 Vulnerabilità della rete Broadcast di livello 2 Violazione della segretezza mediante sniffer Indirizzi IP non autenticati Incertezza del mittente (IP spoofing) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 11
12 Vulnerabilità della rete Informazioni trasmesse in chiaro Possibile alterazione dei messaggi 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 12
13 Vulnerabilità della rete DoS: Denial of Service Attacchi orientati ad impedire il normale funzionamento dei sistemi Esempi: SYN flooding (apertura connessioni TCP), smurf (ICMP echo con falsi IP sorgenti) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 13
14 Principi di crittografia Permette di ottenere: Segretezza Autenticazione Integrità del messaggio 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 14
15 Definizioni ABCD algoritmo di cifratura testo in chiaro testo cifrato #^$& 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 15
16 Definizioni algoritmo di cifratura ABCD testo in chiaro testo cifrato #^$& 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 16
17 Algoritmo segreto Esempio: Scambia ogni lettera in posizione i con quella in posizione (i 3 +3) mod m 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 17
18 Cifratura void crypto (char s[]) { int i, m = strlen (s); for (i = 0; i < m; i++) { char t; int j; } j = (i*i*i + 3) % m; t = s[i]; s[i] = s[j]; s[j] = t; } return; 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 18
19 Decifratura void decrypto (char s[]) { int i, m = strlen (s); for (i = m-1; i >= 0; i--) { char t; int j; } j = (i*i*i + 3) % m; t = s[i]; s[i] = s[j]; s[j] = t; } return; 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 19
20 Esempio: "Cara Alice, credo che Trudy ci stia spiando" "art sausa eie aiocnodcrda y cc,e trlidchip" 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 20
21 Algoritmo segreto per Internet? NO: è necessario permettere lo sviluppo del software necessario algoritmi pubblici + CHIAVI 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 21
22 Definizioni ABCD algoritmo di cifratura testo in chiaro Alice chiave K A testo cifrato #^$& 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 22
23 Definizioni algoritmo di decifratura chiave ABCD testo in chiaro Bob K B testo cifrato %&*# 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 23
24 Definizioni algoritmo di decifratura? KH#4 testo incomprensibile Trudy testo cifrato %&*# 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 24
25 Chiavi simmetriche Stessa chiave per crittografia e decrittografia 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 25
26 Chiavi simmetriche Massima sicurezza: len (chiave) > len (messaggio) chiavi sempre diverse Problema: Come scambiarsi le chiavi? 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 26
27 Algoritmi per chiavi simmetriche Cifrature monoalfabetiche (cifrario di Cesare) Schema di sostituzione fissa di ogni lettera con un altra Forzatura tramite analisi statistica delle ricorrenze 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 27
28 Esempio: cifrario di Cesare a b c d e f g h i j k l m n o... f g e s j y z k r q p i t a v... ciao erfv 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 28
29 Algoritmi per chiavi simmetriche Cifrature polialfabetiche (cifrari di Vigenere) n cifrari di Cesare usati ciclicamente 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 29
30 Esempio: cifrario di Vigenere a b c d e f g h i j k l m n o... k l m n o p q r s t u v w x y... e f g h i j k l m n o p q r s... y z a b c d e f g h i j k l m... k l m n o p q r s t u v w x y... e f g chiave: key ciao mmyy 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 30
31 Tipologie di attacco Forza bruta (tutte le possibili chiavi) Analisi statistica (ricorrenze delle lettere, delle sillabe, ecc.) Analisi del crittogramma di cui è nota una parte del testo (es. intestazione standard) Analisi con testo in chiaro scelto 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 31
32 Algoritmi per chiavi simmetriche DES: Data Encryption Standard Chiave a 56 bit Due fasi di permutazione 16 fasi di manipolazione ed EXOR con i bit della chiave 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 32
33 Algoritmi per chiavi simmetriche Forzato nel 1997 Evoluzione: DES triplo (3DES) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 33
34 Chiavi pubbliche Due chiavi Chiave pubblica Chiave privata (segreta) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 34
35 Chiavi pubbliche Chiavi e algoritmo di cifratura devono soddisfare la proprietà: d B (e B (m)) = m = e B (d B (m)) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 35
36 Chiavi pubbliche d B (e B (m)) = m = e B (d B (m)) Dove: e B chiave pubblica di Bob, tipicamente usata per la cifratura d B chiave privata di Bob, tipicamente usata per la decifratura m messaggio 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 36
37 Crittografia a chiave pubblica ABCD algoritmo di cifratura testo in chiaro Alice chiave pubblica di Bob e B %&*# testo cifrato e B (m) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 37
38 Crittografia a chiave pubblica algoritmo di decifratura ABCD testo in chiaro d B (e B (m))=m Bob chiave privata di Bob d B %&*# testo cifrato e B (m) 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 38
39 Algoritmo RSA per cifratura a chiave pubblica RSA (Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman) Chiavi generate a partire da due numeri primi p e q molto grandi: p q dell ordine di 1024 bit (difficile scomposizione in fattori) Descrizione dell algoritmo a pag. 603 e seguenti del libro di testo 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 39
40 Algoritmo RSA per cifratura a chiave pubblica Problema: richiede calcolo di elevamento a potenza con numeri molto grandi Lungo tempo di elaborazione 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 40
41 Algoritmo RSA per cifratura a chiave pubblica Possibile impiego: scambio di chiavi simmetriche di sessione RSA chiavi di sessione DES contenuto dei messaggi 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 41
42 Elementi di crittografia 2010 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 42
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