Firma Digitale. Firma digitale Definizione. SeQ dei servizi su internet Università degli Studi di Pavia, C.Parisi 1

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1 Firma Digitale Definizione La definizione di firma digitale è contenuta nel Dlgs. del 4/04/2006 n.159 che integra il Codice dell amministrazione digitale in vigore dal 1/01/2006. è un particolare tipo di firma elettronica qualificata basata su un sistema di chiavi asimmetriche a coppia, una pubblica e una privata, correlate tra loro, che consente al titolare tramite la chiave privata e al destinatario tramite la chiave pubblica, rispettivamente, di rendere manifesta e di verificare la provenienza e l'integrità di un documento informatico o di un insieme di documenti informatici. C.Parisi 2 C.Parisi 1

2 Generalità La firma digitale è una applicazione dei sistemi crittografici asimmetrici (chiave pubblica e privata) che autentica l origine dei dati (ad es. nel caso della posta autentica il mittente del messaggio) e garantisce l integrità dei dati cioè che essi non siano stati alterati durante il loro transito in rete. In alcuni servizi di rete è più importante l autenticazione e l integrità dei dati piuttosto che la riservatezza (ad es. in una transizione bancaria online è necessario essere sicuri che il sito della banca sia certificato rispetto alla riservatezza delle operazioni che effettuo.) C.Parisi 3 Schema generale Si appone la firma digitale ad un documento siglandolo mediante la propria chiave privata, che solo noi possediamo. La verifica della firma è fatta dalla chiave pubblica. Criticità di questo schema è che la firma così fatta (sistema di crittografia asimmetrico) richiede un certo tempo per essere effettuata e produce un documento di dimensioni circa doppie rispetto all originale. Fonte Internet Per utilizzare questo sistema in modo ottimale (senza spreco di risorse computazionali e spazio fisico) bisogna aggiungere un ulteriore funzione : HASHING C.Parisi 4 C.Parisi 2

3 Processo di firma Con una funzione hash nota si ricava l'impronta digitale (message digest) del documento, dopodiché si utilizza la propria chiave privata per codificare l'impronta digitale. FIRMA digitale La firma prodotta dipende dall'impronta digitale del documento (cioè dal documento stesso) oltre che dalla chiave privata dell'utente. Il solo message digest è cifrato con la chiave privata del mittente (dimensioni ridotte del messaggio ottenuto) e viene inviata su canale insicuro insieme al messaggio NON cifrato. C.Parisi 5 Verifica Il destinatario riceve il messaggio e la firma che decifra con la chiave pubblica del mittente verificandone l integrità e la provenienza Eventuali intercettazioni del messaggio lungo il canale insicuro permette la lettura del medesimo ma non l alterazione a meno che il malfattore non sia in possesso della chiave privata del mittente. C.Parisi 6 C.Parisi 3

4 Firma di un documento Per firmare un documento sono necessari: Smart card che contiene la chiave privata del titolare ed il certificato Lettore di smart card Programma per la firma (nell esempio si utilizza il programma gratuito DigitalSign Lite della società Comped reafd/dslitedownload.h tm ). C.Parisi 7 Firma di un documento C.Parisi 8 C.Parisi 4

5 Valore giuridico Nell ordinamento giuridico italiano la firma digitale secondo le regole tecniche del CNIPA è riconosciuta ed equiparata a tutti gli effetti di legge alla firma autografa. Da D.P.R. del 28/12/2000 n. 445 Il documento informatico, quando è sottoscritto con firma digitale o con un altro tipo di firma elettronica avanzata, e la firma è basata su di un certificato qualificato ed è generata mediante un dispositivo per la creazione di una firma sicura, fa inoltre piena prova, fino a querela di falso, della provenienza delle dichiarazioni da chi l'ha sottoscritto. C.Parisi 9 Valore giuridico Oggi, la legge che disciplina la firma digitale è il "Codice dell'amministrazione digitale" (Decreto Legislativo 7 marzo 2005, n. 82, così come modificato dal D.Lgs. 4 aprile 2006, n. 159). In esso (art. 1) si distinguono i concetti di firma elettronica, "firma elettronica qualificata" e "firma digitale. Nella realtà concreta, la firma digitale è l'unico tipo di firma elettronica qualificata oggi conosciuto e utilizzato, ed i concetti di "firma elettronica qualificata" e "firma digitale coincidono. C.Parisi 10 C.Parisi 5

6 Valore giuridico Le definizioni di cui all art. 1 : La "firma elettronica" è un qualunque sistema di autenticazione del documento informatico. La "firma elettronica qualificata" è definita come la firma elettronica basata su una procedura che permetta di identificare in modo univoco il titolare, attraverso mezzi di cui il firmatario deve detenere il controllo esclusivo, e la cui titolarità è certificata da un soggetto terzo. Qualunque tecnologia che permetta tale identificazione univoca, rientra nel concetto di "firma elettronica qualificata". La "firma digitale", è una particolare specie di "firma elettronica qualificata", basata sulla tecnologia della crittografia a chiavi asimmetriche. C.Parisi 11 Differenze tra firma autografa e digitale Creazione Apposizione Verifica Documento copia Validità temporale Automazione dei processi Firma autografa manuale sul documento: la firma è parte integrante del documento confronto con una firma autenticata distinguibile illimitata non possibile mediante algoritmo di creazione come allegato: il documento firmato è costituito dalla coppia (documento, firma) mediante algoritmo di verifica pubblicamente noto indistinguibile limitata possibile C.Parisi 12 C.Parisi 6

7 Utilizzi Imprese Trasmissione telematica dei bilanci alle Camere di Commercio Trasmissione di verbali, variazioni di statutarie Pubblica Amministrazione Mandati di pagamento Professionisti Trasmissione di atti notarili Trasmissioni di atti giudiziari nell ambito del processo telematico Trasmissioni di dichiarazioni fiscali Cittadini Istanze e dichiarazioni alla PA (iscrizione servizi del comune, dichiarazioni di cambi di residenza, di domicilio, esenzioni di pagamenti etc..) Sottoscrizione di contratti, ordini di acquisto, risposte a bandi di gara C.Parisi 13 Firma Digitale Autenticazione, integrità e riservatezza Messaggio firmato digitalmente dal mittente (con la sua chiave privata) Ciphertext = Messaggio firmato digitalmente dal mittente CIFRATO con la chiave pubblica del destinatario C.Parisi 14 C.Parisi 7

8 Firma Digitale Attacchi Man in the Middle Nel processo di scambio di chiavi pubbliche chi mi garantisce la autenticità della chiave pubblica ricevuta? Un hacker che si frappone tra la comunicazione di Bob e Alice potrebbe tenere per sè la chiave pubblica di Bod ed inviare ad Alice un falsa chiave pubblica decifrando così i messaggi che provengono da Alice. E importante essere CERTI dell identità del soggetto possessore della chiave pubblica. É necessario un terzo soggetto riconosciuto dagli utenti come fidato che garantisca la corrispondenza dell utente con la sua copia di chiavi. Fonte Internet C.Parisi 15 C.Parisi 8

9 Criticità nell utilizzo dei sistemi crittografici asimmetrici lungo un canale di comunicazione insicuro (come Internet) è l autenticità della chiave pubblica del titolare, cioè la garanzia che la chiave pubblica di un soggetto sia proprio di quel soggetto e non di altri. Il certificato digitale attesta l appartenenza di una data chiave pubblica ad un determinato soggetto. C.Parisi 17 Generalità I certificati digitali di fatto permettono di verificare se una chiave pubblica in nostro possesso appartenga effettivamente al dichiarato soggetto. In generale un certificato (patente di guida, carta di identità, carta di credito) attesta una caratteristica e/o autorizzazione di un soggetto (capacità di guida, identità, disponibilità di una certa somma di denaro) accreditata da un autorità superiore che è la referente per quel tipo di autorizzazione (scuola di guida, comune, banca etc...). Un certificato digitale è una credenziale che attesta che quel determinato individuo è il possessore di quella chiave pubblica. C.Parisi 18 C.Parisi 9

10 Esempi C.Parisi 19 Esempi C.Parisi 20 C.Parisi 10

11 Esempi C.Parisi 21 Un certificato digitale è un file che contiene una serie di informazione tra cui: Una chiave pubblica Informazioni sull utente dati anagrafici ed eventualmente dati relativi al limite di utilizzo del certificato stesso Una o più firme digitali ( impronte digitali nelle figure precedenti) Un periodo di validità Il certificato attesta che le informazioni ivi contenute (e solo quelle) relative al soggetto sono autentiche ed accertate da un autorità fidata e riconosciuta (detta Certification Authority ). Il certificato digitale deve essere conforme allo standard X.509 della ITU-T (International Telecommunication Union) C.Parisi 22 C.Parisi 11

12 Schema generale Fonte Internet C.Parisi 23 Certification Authority Una Certificate Authority o Certification Authority (CA), letteralmente Autorità Certificatrice, è un ente di terza parte (trusted third party), pubblico o privato, abilitato a rilasciare un certificato digitale tramite procedura di certificazione che segue standard internazionali e conforme alla normativa europea e nazionale in materia. La CA dispone di un certificato con il quale sono firmati tutti i certificati emessi agli utenti, memorizzato su una macchina sicura. La CA è riconosciuta dagli utenti o a livello normativo come un ente trusted che offre un servizio utile a creare e garantire fiducia fra gli utenti. La CA crea, assegna, rilascia, sospende e revoca i certificati digitali. C.Parisi 24 C.Parisi 12

13 Certification Authority In particolare i certificatori (in Italia) sono soggetti con particolari requisiti di onorabilità, accreditati presso il CNIPA (Centro Nazionale per l Informatica nella Pubblica Amministrazione). le norme vigenti in materia richiedono che il soggetto certificatore sia in possesso di particolari requisiti tecnici, organizzativi e societari (ad esempio avere un capitale sociale non inferiore a quello richiesto per svolgere l'attività bancaria). Alcuni certificatori : Infocamere, Poste italiane, Actalis S.p.A. (elenco aggiornato e completo dei certificatori qualificati è presente nel sito del cnipa C.Parisi 25 Funzioni della Certification Authority Funzioni svolte dall ente certificatore: Consentire la registrazione dell utente Fornire il software per la generazione delle chiavi Predisporre dell elenco nel quale è possibile rintracciare le chiavi pubbliche dei soggetti registrati Fornire insieme alla chiave pubblica il certificato digitale che riconduce la chiave pubblica al suo intestatario Certificare la validità al momento dell utilizzo della chiave pubblica (cioè non revocata nè sospesa) Apporre la marcatura temporale C.Parisi 26 C.Parisi 13

14 Processo di richiesta di un certificato digitale Nel processo di richiesta di un certificato digitale le entità coinvolte sono tre: Il richiedente il soggetto richiede l emissione di un certificato digitale a proprio nome La Registration Authority (RA) l ente preposto all identificazione del soggetto che richiede il certificato (una sorta di intermediario tra la CA ed il soggetto richiedente) La Certification Authority (CA) menzionata prima, la società che rilascia i certificati. C.Parisi 27 Processo di richiesta di un certificato digitale Alice richiede alla RA l emissione di un certificato digitale relativo alla chiave pubblica della sua copia di chiavi asimmetriche. Fonte Internet La Registration Authority esegue una procedura di identificazione, identifica Alice come la proprietaria di una coppia di chiavi asimmetriche ne verifica la corrispondenza. C.Parisi 28 C.Parisi 14

15 Processo di richiesta di un certificato digitale A questo punto la RA chiede alla CA di generare un certificato digitale per Alice e la sua chiave pubblica. Il certificato dell utente Alice viene firmato dalla CA con un suo certificato digitale chiamato Root CA che è auto certificato (self signed). Fonte Internet C.Parisi 29 Processo di richiesta di un certificato digitale La CA pubblica su un specifico server pubblico detto Certificate Server liberamente accessibile, la lista dei certificati in corso di validità o con l indicazione se questi certificati sono revocati o sospesi. Fonte Internet Alice riceve dalla CA il proprio certificato digitale firmato + il certificato digitale Root della CA. C.Parisi 30 C.Parisi 15

16 Registrazione utente La registrazione dell utente è il momento più delicato. Fonte Internet Eventuali errori nella fase di identificazione dell utente (esempio registrazione di un utente con false generalità) determinano il crollo della catena trusted e vanificano il processo di firma. Il momento della identificazione deva pertanto essere fatto per iscritto e attraverso una verifica fisica oltre che documentale del soggetto. C.Parisi 31 Utilizzo di un certificato digitale Alice invia a Bob la sua chiave pubblica ed il suo certificato digitale. Bob per verificare quanto ottenuto si collega con il Certificate Server della CA che ha rilasciato il certificato di Alice, e lo verifica con quello ivi memorizzato. Il processo è reciproco. Una volta che entrambi (Bob e Alice) sono reciprocamente identificati e verificati lo scambio di messaggi può avere luogo nelle diverse modalità descritte precedentemente. Fonte Internet C.Parisi 32 C.Parisi 16

17 Cerificato Digitale Firma di un documento informatico Fonte Internet In sintesi il processo di formazione di un documento informatico firmato digitalmente con un certificato digitale riconosciuto da CA. Il formato del file è standardizzato e noto come p7m, standard PKCS 7 (Public Key Cryptography Standard) della RSA Security. C.Parisi 33 Esempio : Verbale Esempio di verbale digitale. Si tratta di un file xml firmato digitalmente dal titolare dell insegnamento e dal commissario. C.Parisi 34 C.Parisi 17

18 Esempio : Verbale Esempio di verbale digitale. Dettagli del contenuto del file (insegnamento, ateneo, materia, facoltà, voto etc...) C.Parisi 35 Avvisi dal browser Ciascun browser contiene un elenco delle Certification Authority (CA) che utilizza per verificare i certificati inviati dai siti sicuri C.Parisi 36 C.Parisi 18

19 Lista delle CA nel browser Elenco CA presenti nel browser. C.Parisi 37 Smart Card C.Parisi 19

20 Smart card É un dispositivo hardware con potenzialità di memorizzazione e elaborazione dati con livelli di sicurezza elevati. É formata da un supporto di plastica con elettronica per calcolo e memorizzazione. Tipologie : Smart card a sola memoria (lettura e scrittura di dati) Smart card a microprocessore (con un microprocessore per la gestione della memoria e funzioni crittografiche) C.Parisi 39 Smart Card a sola memoria Dette memory card hanno capacità di memoria da 1 a 4 Kbyte circa. Sono utilizzate per semplici applicazioni come carte prepagate, carte per la raccolta dei punti nell ambito dei servizi commerciali. Presentano meccanismi di protezione blandi per evitare l alterazione del contenuto della memoria. C.Parisi 40 C.Parisi 20

21 Smart Card a microprocessore Oltre a capacità di memorizzare dati hanno un microprocessore per l elaborazione di funzioni dedicate. Presentano un piccolo sistema operativo per la gestione della memoria, funzioni di lettura/scrittura, elaborazione dati, verifica del PIN della smart card, presenza di un file system. Il limite è dato dalla capacità di memoria. Le smart card utilizzate nell ambito della firma digitale presentano meccanismi per la protezione dei dati ivi contenuti, coprocessore crittografico per eseguire le funzioni crittografiche on-board. C.Parisi 41 Smart card a microprocessore Utilizzi Applicazioni: Telefonia mobile SIM card conservano identificazione utente e generano le chiavi crittografiche per la trasmissione digitale della voce. Banche carte prepagate e/o carte di credito Sanità tessera sanitaria Identificazione carta d identità elettronica, alcune card presentano come codice di accesso non più il cosiddetto PIN ma la lettura di dati biometrici del proprietario (es impronte digitali,...) contengono microprocessore per la generazione della copia di chiavi, memorizzano uno o più certificati digitali del soggetto titolare. PayTV fornite ai sottoscrittori di abbonamento per la visione in chiaro di programmi o canali a pagamento diffusi via satellite o digitale terrestre. C.Parisi 42 C.Parisi 21

22 Smart card La crittografia fornisce le tecniche per assicurare l integrità e la riservatezza delle informazioni ma il sistema basato su queste tecniche ha un punto debole : PROTEZIONE della chiave privata Se la chiave privata non è adeguatamente protetta un malintenzionato potrebbe impossessarsene e decifrare tutte le informazioni vanificando gli sforzi crittografici compiuti La smart card a microprocessore consente di eseguire tutte le funzioni richieste dal sistema crittografico all interno della SC senza dovere esportate la chiave privata ed è in grado di proteggere il dispositivo da tentativi di lettura del suo contenuto. La Strong Authentication della SC è basata sul possesso fisico della carta e la conoscenza del PIN C.Parisi 43 Smart card Public Key 1 2 Certification Authority Private Key 3 Emissione del certificato 4 La copia di chiavi (pubblica e privata) è generata internamente alla smart card dal processore crittografico, la chiave privata così non deve essere comunicata al titolare perchè già memorizzata nella sua smart card personale. La sola chiave pubblica viene inviata alla CA il rilascio del certificato digitale. C.Parisi 44 C.Parisi 22

23 Smart card Funzioni per la firma digitale Funzioni del dispositivo di firma (smart card) Per la firma di un documento: 1) Calcola l hash del documento (per la legge italiana il digest deve avere una lunghezza di 160 bit) 2) Firma l impronta con la chiave privata del soggetto 3) Fornisce la firma del documento ed il certificato digitale del soggetto che firma Per la verifica della firma di un documento: 1) Separa il documento dalla firma 2) Applica alla firma la chiave pubblica per ottenere l impronta del documento 3) Calcola l hash del documento e verifica l impronta ottenuta con quella inviata. C.Parisi 45 Smart card Validità temporale delle chiavi La validità di una copia di chiavi pubblica/privata di lunghezza 1024 bit per la legge italiana non può superare i due anni. Allo scadere del periodo deve essere rigenerata una nuova copia e rilasciato un nuovo certificato al proprietario. C.Parisi 46 C.Parisi 23

24 Smart card Nel sistema di emissione di una Smart Card per la firma digitale la generazione della copia di chiavi (privata e pubblica) dell algoritmo di crittografia asimmetrica avviene all interno della Smart Card grazie al coprocessore crittografico. La chiave privata è memorizzata nella Smart Card e non è possibile alcun meccanismo di lettura e comunicazione della medesima. La chiave pubblica è poi inviata alla CA insieme ai dati identificativi del soggetto titolare della copia di chiavi. Il certificato digitale rilasciato dalla CA è poi memorizzato nella Smart Card. Esempi di servizi offerti : Infocamere Poste Italiane C.Parisi 47 Servizi relativi alla firma digitale Infocert Panoramica dei costi dei servizi associati alla firma digitale da parte di Infocert (emanazione della camera del commercio e registro imprese) Infocert è l Ente Certificatore che tra l altro è responsabile della conservazione a norma di legge dei documenti del Registro Imprese Fonte Internet C.Parisi 48 C.Parisi 24

25 Marcatura Temporale Marcatura Temporale Generalità Un documento informatico firmato digitalmente è valido (temporalmente) fintanto che è valido il certificato utilizzato dal sottoscrittore. Per dare data certa a questi documenti si utilizza la marca temporale. La marca temporale serve per attribuire ad un documento certezza circa il momento in cui è stato marcato temporalmente. Un documento informatico firmato e con marca temporale è valido e probatorio. Il tempo, cui fanno riferimento le marche temporali è riferito al Tempo Universale Coordinato, ed è assicurato da un ricevitore radio sintonizzato con il segnale emesso dall'istituto Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris. C.Parisi 50 C.Parisi 25

26 Marcatura Temporale Processo di marcatura Fonte Internet Marca temporale C.Parisi 51 Marcatura Temporale Processo di marcatura Processo di marcatura temporale di un documento 1. Si ricava l impronta digitale del documento 2. Si invia l'impronta del documento al servizio di marcatura temporale 3. il servizio di marcatura temporale aggiunge all impronta il timestamp (data e ora), ottenendo l'impronta marcata 4. La CA preposta alla marcatura cifra con la sua chiave privata l'impronta marcata ottenendo la marca temporale da cui è possibile recuperare l'informazione della data e ora attraverso l'utilizzo della chiave pubblica del servizio di marcatura 5. la marca temporale viene inviata al richiedente il servizio C.Parisi 52 C.Parisi 26

27 Marcatura Temporale Time stamp di un documento La marca temporale è data dalla stringa di caratteri evidenziata, cioè l impronta del documento con l aggiunta del time stamp il tutto firmato dall ente preposto per la marcatura temporale. Fonte Internet C.Parisi 53 Marcatura Temporale Fonte Internet Apposizione della marcatura temporale ad un file firmato digitalmente. All hash del documento viene aggiunta da un ente terzo preposto per l apposizione di marcatura temporale l informazione relativa ad una data ed ora certificata, il tutto firmato digitalmente da parte dell ente. Il documento così prodotto ha estensione.m7m C.Parisi 54 C.Parisi 27

28 Marcatura temporale Servizi di marcatura temporale Spesso le stesse Certification Authority offrono anche il servizio di marcatura temporale. É usata per notifica di atti giudiziari e non, raccomandate ed in tutti quei casi in cui si abbia l esigenza di dare data certa a documenti informatici firmati digitalmente (ad es. invio di una raccomandata per la contestazione di un vizio, domanda per la partecipazione a concorsi, registrazione di atti e depositi di atti giudiziari). Per il servizio di marcatura temporale viene utilizzato un apposito certificato digitale che, oltre agli altri dati contiene anche informazioni relative al sistema di marcatura temporale utilizzato per effettuare la marcatura (il timestamping). I servizi di marcatura temporale mantengono un archivio delle marche temporali emesse e permettono anche di effettuare ricerche di marcature emesse in passato. C.Parisi 55 Marcatura temporale Certificati di marcatura temporale La generazione delle marche temporali è ottenuta mediante un operazione di sottoscrizione digitale, eseguita con una chiave di marcatura temporale. Contenuto del certificato di marcatura temporale: Identificativo dell emittente; Algoritmo utilizzato per la sottoscrizione della marca temporale; Identificativo del certificato relativo alla chiave di verifica della marca temporale; Data e ora di generazione della marca temporale; Identificativo dell algoritmo di HASH utilizzato per generare l impronta dell evidenza informatica sottoposta a validazione temporale; Valore dell impronta dell evidenza informatica. C.Parisi 56 C.Parisi 28

29 Riferimenti Firma Digitale e regolamenti Linee guida per l utilizzo della Firma Digitale _2004.pdf D.P.C.M. 13 gennaio Regole tecniche per la formazione, la trasmissione, la conservazione, la duplicazione, la riproduzione e la validazione, anche temporale, dei documenti informatici. C.Parisi 57 C.Parisi 29