Guia de Criptografia e Segurança da Informação

Esteganografia

A esteganografia estuda técnicas de ocultar mensagens. Ela consiste em transmitir mensagens sem que estas sejam notadas. Entre as técnicas de esteganografia mais conhecidas, podemos citar as tintas invisíveis.

O recipiente (carrier) possui o documento e a chave; ao inserir o documento em uma imagem, música ou vídeo, quem possuir a chave conseguirá retirar o conteúdo escondido.

Criptografia com Chave Simétrica (Secret Key)

A mesma chave é compartilhada e utilizada por Bob e Alice em ambas as direções. É usada frequentemente na cifragem e decifragem de mensagens longas.

Cifra de César

Utiliza o número da letra na tabela ASCII e adiciona o valor da chave para obter uma nova letra. Exemplo: se A = 96 e a Chave = 4, o resultado 100 (letra R) substituirá a letra A.

Cifra de Vigenère

A chave sempre se repete, independentemente do comprimento do texto, e vice-versa. À esquerda fica a chave e no topo o texto simples. Se a chave for "B" e o texto for "B", pela tabela, o resultado será "C".

Cifra por Transposição

A ordem dos caracteres é alterada. Por exemplo, se a entrada é 1 2 3 4 5, a saída pode ser 3 4 1 5 2. Utiliza valores de 0 a 15 em binário.

Esquema DES (Data Encryption Standard)

• Transposição (texto limpo de 64 bits)
• Iterações 1 a 16 (k1 a k16) com gerador de chave de rodada (Round key generator) de 64 bits
• Permutação
• Transposição (texto cifrado de 64 bits)

DES: Iteração de Bloco

O bloco é dividido em 32 bits da esquerda e 32 bits da direita. Os 32 bits da direita enviam a chave sem função para o lado esquerdo. Os 32 bits da direita passam por uma função e uma operação XOR com o complemento da esquerda. Na saída, temos os 32 bits da direita criptografados.

Configuração AES (Advanced Encryption Standard)

• Tamanho do bloco de dados: 128 bits
• 10 rodadas para chaves de 128 bits
• 12 rodadas para chaves de 192 bits
• 14 rodadas para chaves de 256 bits

Criptografia com Chave Pública Assimétrica (RSA)

Critérios do RSA

1. Escolha, de forma aleatória, dois números primos grandes (P e Q), no mínimo da ordem de 10¹⁰⁰.
2. Compute n = p * q.
3. Compute a função totiente de n: φ(n) = (p-1)(q-1).
4. Escolha um número inteiro E tal que 1 < E < φ(n), de forma que E e φ(n) sejam primos entre si.
5. Compute D de forma que D * E ≡ 1 (mod φ(n)), ou seja, D seja o inverso multiplicativo de E em mod φ(n).

Ao final, temos:

• Chave pública: o par de números (N, E).
• Chave privada: o par de números (N, D).

Alice usa a chave pública para criptografar e, na decifragem, Bob utiliza a chave privada. Este método é eficiente para mensagens menores.

Segurança da Informação

Os pilares fundamentais são: Privacidade (Confidencialidade), Autenticação, Integridade e Não Repúdio.

Assinatura Digital

Para assinar um documento, Alice utiliza uma chave privada que só ela possui. Bob decifra com a chave pública de Alice, garantindo a autoria. A assinatura digital sozinha não agrega privacidade; se um nível rigoroso de privacidade for necessário, outro nível de cifragem deve ser aplicado.

Hash

Alice utiliza o Hash para gerar uma síntese, que é cifrada com sua chave privada para criar a assinatura. Esta é incorporada ao texto simples (não criptografado) enviado a Bob. O receptor (Bob) recebe a mensagem, decifra a assinatura com a chave pública de Alice e compara a síntese resultante com o hash da mensagem recebida para validação.

Autenticação de Usuário

Chave Simétrica

Uma chave simétrica entre duas entidades é útil se, e somente se, for utilizada uma única vez. Ela deve ser criada no início de uma sessão e destruída ao final. Usando apenas a chave, Alice envia Kab(Alice, Senha) e, em seguida, envia os dados para Bob.

Usando Nonce

Alice envia a solicitação; Bob envia um RB (nonce); Alice envia Kab(RB) e inicia a transmissão.

Usando Autenticação Bidirecional

Alice envia sua identificação e um RA; Bob retorna RB(Kab(RA)); Alice responde com Kab(RB) e inicia a transmissão.

Método de Diffie-Hellman

Tanto Bob quanto Alice conhecem os valores de N e G. Alice define um valor privado X e Bob define um valor privado Y.

• Alice envia R1 = G^x mod n.
• Bob retorna R2 = G^y mod n.
• Alice calcula K = (R2)^x mod n.
• Bob calcula K = (R1)^y mod n.

Para validação, ambos chegam ao resultado K = G^xy mod n.

Abordagem usando KDC (Centro de Distribuição de Chaves)

Alice envia uma solicitação ao KDC (Alice, Bob). O KDC retorna Ka(Kab, (Kb(Alice, Bob, Kab))). Alice envia para Bob a parte Kb(Alice, Bob, Kab) e ambos iniciam a troca de dados usando a chave Kab.

Tabela X.509

Padrão e formato para certificados digitais. Contém: Versão, Número Serial, Assinatura, Emissor, Validade, Nome e Chave Pública.

Kerberos

Funcionamento: Baseia-se em três elementos: AS (Servidor de Autenticação), TGS (Servidor de Concessão de Tickets) e o servidor de destino. Requer o protocolo NTP (Network Time Protocol) na rede.

Processo:

1. Solicitação de ticket para o AS.
2. Geração da chave de sessão Alice-TGS e do ticket para o TGS.
3. Solicitação de ticket para Bob no TGS.
4. Geração da chave de sessão Alice-Bob e do ticket para Bob.
5. Solicitação do serviço.
6. Fornecimento do serviço.

Engenharia Social

Consiste em buscar informações do alvo em locais públicos, como redes sociais (Facebook e afins), para descobrir dados importantes sem a necessidade de invasão técnica.