SISTEMI E RETI. Crittografia. Sistemi distribuiti e configurazione architetturale delle applicazioni WEB.

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1 SISTEMI E RETI Crittografia. Sistemi distribuiti e configurazione architetturale delle applicazioni WEB.

2 CRITTOGRAFIA La crittografia è una tecnica che si occupa della scrittura segreta in codice o cifrata di un messaggio, per rendere quest ultimo non leggibile a persone che non siano autorizzate a leggerlo. Con cifratura intendiamo il processo mediante il quale un messaggio viene trasformato attraverso un insieme di regole di codifica. I sistemi crittografici contemporanei si possono distinguere secondo due tipi: Sistemi crittografici a CHIAVE SIMMETRICA (o PRIVATA): viene utilizzata una sola chiave; Sistemi crittografici a CHIAVE ASIMMETRICA (o PUBBLICA): ogni utente dispone di due chiavi, una pubblica e una privata (chiavi invertibili). Un algoritmo di cifratura è un metodo per stabilire una corrispondenza tra simboli in chiaro e simboli cifrati. ALGORITMI A CHIAVE SIMMETRICA ALGORITMO DES ALGORITMO 3DES ALGORITMO IDEA ALGORITMO AES DES è un algoritmo simmetrico che utilizza una chiave segreta da 64 bit, di cui 8 sono di controllo e 56 ne restano utili. Le trasformazioni avvengono sia con il metodo di sostituzione che con quello di trasposizione. Tre passi di cifratura DES consecutivi con tre chiavi diverse per un totale di 168 bit. Tre alternative: 1. Chiavi diverse e indipendenti (168 bit); 2. Due chiavi uguali e una diversa (112 bit); 3. Tre chiavi uguali (56 bit). Si basa su concetti simili al DES con chiave a 128 bit dove i blocchi di 64 bit del messaggio vengono elaborati in 8 iterazioni usando le operazioni di XOR, somma e moltiplicazione modulo 216. Cifrario a blocchi con lunghezza del blocco da 128 bit, ma può avere chiavi indipendenti l una dall altra, presentando così una lunghezza variabile di 128, 192, 256 bit e utilizza una combinazione tra permutazione e sostituzione.

3 DESCRIZIONE FUNZIONAMENTO ALGORITMO A CHIAVE PUBBLICA RSA Per semplificare il funzionamento immaginiamo che A debba spedire un messaggio segreto a B. Occorrono i seguenti passaggi: 1. B sceglie due numeri primi molto grandi (per esempio di 300 cifre) e li moltiplica con il suo computer (impiegando meno di un secondo). 2. B invia il numero che ha ottenuto ad A. Chiunque può vedere questo numero. 3. A usa questo numero per cifrare il messaggio. 4. A manda il messaggio cifrato a B, chiunque può vederlo, ma non decifrarlo. 5. B riceve il messaggio e utilizzando i due fattori primi che solo lui conosceva lo decifra. A e B hanno impiegato pochi secondi a cifrare e decifrare, ma chiunque avesse intercettato le loro comunicazioni impiegherebbe troppo tempo per scoprire i due fattori primi, con cui si può decifrare il messaggio. A e B si scambieranno con questo sistema una chiave segreta (che non occupa molto spazio), che poi useranno per comunicare tra loro usando un sistema a crittografia simmetrica, più semplice e veloce.

4 LE APPLICAZIONI DISTRIBUITE SERVER In informatica il termine server, indica genericamente un componente o sottosistema informatico di elaborazione che fornisce, a livello logico e a livello fisico, un qualunque tipo di servizio ad altre componenti (tipicamente chiamate client, cioè "cliente") che ne fanno richiesta attraverso una rete di computer, all'interno di un sistema informatico o direttamente in locale su un computer. Rappresenta dunque un nodo terminale della rete opposto all' host client. In altre parole si tratta di un computer o di un programma che fornisce i dati richiesti da altri elaboratori, facendo quindi da host per la trasmissione delle informazioni virtuali. Al termine server, così come per il termine client, possono dunque riferirsi sia la componente hardware che la componente software che forniscono le funzionalità o servizi di cui sopra. La macchina hardware server si dice anche capace di offrire risorse in termini di servizio al client che ne fa domanda/richiesta. Esso fa parte dunque dell'architettura logica di rete a livello applicativo detta Client-Server. In base al contesto, il termine server può indicare quindi: 1. un computer "ordinario" utilizzato per fornire servizi ad altri computer, a prescindere dalle sue caratteristiche hardware. 2. un computer specifico appartenente alla fascia di mercato dedicata all'uso come server, caratterizzato da alta affidabilità, maggiori prestazioni e funzioni aggiuntive. 3. un processo (ovvero un programma in esecuzione) che fornisca servizi ad altri processi (es. Server Web). In generale quindi si tende ad indicare come server il componente hardware che attraverso un software specifico eroga un servizio e client il componente hardware con relativo software che ne fa uso su richiesta dell'utente.

5 Un applicazione distribuita è un applicazione formata da uno o più processi eseguiti in parallelo su macchine distinte, connesse attraverso una rete di comunicazione. Le applicazioni distribuite si possono suddividere secondo tre livelli applicativi: Il livello di presentazione, si occupa della gestione della logica di presentazione, ossia delle modalità di interazione e interfacciamento con l utente. Denominato anche front end delle applicazioni; Il livello di logica di business, o livello applicativo, si occupa delle funzioni messe a disposizione dell utente; Il livello di logica di accesso, si occupa della gestione dell informazioni con accesso alle basi di dati. Configurazione delle applicazioni distribuite: Single Tiered: tutti i tre livelli che compongono l applicazione risiedono su una singola macchina o host; Two Tiered: i tre livelli sono suddivisi fra una macchina utente (livello di presentazione) e una macchina server (livello di accesso). La logica applicativa può risiedere sia sul lato utente che su quello server o essere distribuita fra i due; Three Tiered: ognuno dei tre livelli gode di una macchina dedicata. In particolare abbiamo un server per la logica applicativa e uno per quella di accesso ai dati e un host che ospita il livello di presentazione. LE SERVER FARM I tier fisici possono essere analizzati anche come server farm. Una server farm è formata da un insieme di elaboratori che condividono le applicazioni e i dati. Questa particolare struttura può essere realizzata secondo due principi progettuali. CLONING (CLONAZIONE) Il principio progettuale della clonazione prevede che su ogni nodo che compone la server farm siano installate le stesse applicazioni software e gli stessi dati formando così dei cloni. Le richieste vengono poi inviate ai vari cloni attraverso un sistema di loadbalancing. PARTITIONING(PARTIZIONAMENTO) Il principio progettuale del partizionamento prevede che su ogni nodo che compone la server farm siano installate le stesse applicazione, riprodotti gli stessi hardware, ma non prevede la copia dei dati, che vengono così ripartiti tra i nodi. * il load-balancing o bilanciamento del carico è una tecnica che distribuisce il carico di elaborazione tra i diversi server, migliorando così quelle che sono la scalabilità e l affidabilità. La scalabilità deriva dal fatto che si possono aggiungere più server al cluster, mentre l affidabilità dal fatto che la rottura di un server non compromette la fornitura del servizio.

6 Un moderno sistema web è formato da: ARCHITETTURA DEI SISTEMI WEB Il Web server, che si occupa della gestione delle richieste di pagine dinamiche provenienti da Internet o dalla Intranet aziendale; Lo Script engine, ovvero un processo che esegue l elaborazione per la gestione di pagine web dinamiche; L Application Server, che implementa la logica applicativa (funzioni messe a disposizione dell utente) dell applicazione Web; Il DBMS server, che si occupa della gestione dei dati. Quando è necessario generare pagine dinamiche il Web server interagisce con lo Script engine che genera così delle pagine interagendo, a sua volta, con l Application server e il DBMS Server. Le pagine dinamiche vengono poi restituite al Web server che le inoltrerà in seguito all utente che ne ha fatto richiesta.

7 CONFIGURAZIONE VANTAGGI ARCHITETTURALE 2 TIER E SINGLE HOST Costo: basso, se non serve Hw ad alte prestazioni Complessità: soluzione semplice da installare e manutenere Mantenimento dello stato: semplice memorizzato su una singola macchina 3 TIER DUAL HOST Prestazioni: dimensionamento più efficace di Web server e DBMS server Scalabilità: possibilità di intervenire separatamente su middle tier e data tier che hanno requisiti prestazionali differenti Sicurezza: dati su macchine distinti sono più sicuri 3 TIER E SERVER FARM Prestazioni: distribuzione del carico di lavoro sui server/processi in modo bilanciato Scalabilità: se è necessario possibilità di aggiungere nuove macchine serve Disponibilità: fail-over, se cade uno dei processi, il suo carico di lavoro viene distribuito sui processi funzionanti e il sistema continua a fornire il servizio 5 TIER E SERVER FARM Sicurezza: maggiore livello di sicurezza dovuto al terzo livello di firewall Prestazioni: load-balancing dinamico Scalabilità: se è necessario possibilità di aggiungere nuove macchine server Disponibilità: fail-over a livello dei singoli oggetti SVANTAGGI Prestazioni: legate alle caratteristiche della macchina, Database e Web Server competono per le risorse Scalabilità: limitata dalla possibilità di upgrade della macchina Disponibilità: se cade un componente, il sistema non è più accessibile Sicurezza: dati non difesi dei il firewall viene superato Scalabilità: limitata dalla possibilità di upgrade della macchina Disponibilità: un componente fermo blocca ancora il sistema Soluzione architetturale complessa sia in termini di gestione e configurazione sia per le problematiche di implementazione del load balancing (mantenimento delle sessioni) che di gestione dello stato della sessione (la memorizzazione del DBMS è onerosa dal punto di vista delle prestazioni) Complessità: ambienti generalmente complessi da manutenere

8 2 TIER E SINGLE HOST 3 TIER DUAL HOST

9 3 TIER E SERVE FARM 5 TIER E SERVER FARM