Šifrovaná komunikácia cez Internet

1. Šifrovaná komunikáciacez Internet

2. Načo je šifrovaná komunikácia? • Ukázali sme si už, že klasická plaintextová komunikácia (http, smtp, pop, telnet, irc, ...) môže byť veľmi jednoducho odpočúvaná prípadne pozmenená • Sú prípady, keď dáta prenášané po sieti sú dôverné (rodné čísla, údaje o bankových účtoch, zdravotné údaje) a je nutné zabrániť útočníkom, aby ich mohli jednoducho prečítať a zneužiť

3. Zabezpečené protokoly • Všetky protokoly aplikačnej vrstvy, ktoré používajú zabezpečený prenos pomocou TLS alebo SSL sa nazývajú zabezpečené protokoly (secured protocols) a sú to najmä tieto: • HTTPS (bezpečná alternatíva HTTP) – 443 • SFTP alebo FTPS alebo SCP (bezpečná alternatíva FTP) – 22 • SSH (bezpečná alternatíva Telnetu) – 22 • POP3S (bezpečná alternatíva POP3) - 995 • ...

4. TLS SSL Kompresia Kódovanie ... SSL a TLS • Boli vyvinuté protokoly, ktoré majú za úlohu bezpečne zašifrovať komunikáciu tak, aby ju nebolo možné po sieti prečítať • V roku 1994 vyvinula firma Netscape protokol SSL (Secure Socket Layer), ktorý bol neskôr upravený (aktuálna verzia SSLv3) a v súčasnosti ho vytláča protokol TLS (Transport Layer Security) • Sídlia na prezentačnej vrstve ISO OSI modelu

5. Čo je to SSL? • SSL zaisťuje bezpečnú komunikáciu • SSL špecifikuje, ako kombinovať iné protokoly pre: • Autentifikáciu (overovanie) • Šifrovanie (znemožnenie prečítať správu) • Kompresia (zmenšenie veľkosti správy)

6. Handshake protocol Alert Protocol Change Cipher Spec Protocol Record protocol Vrstvy SSL protokolu SSL • Alert Protocol – slúži na oznamovanie nestability • spojenia alebo oznamovanie pokusu o • kompromitovanie spojenia (útočník) • Change Cipher Spec Protocol – slúži na oznámenie • zmeny šifrovania (šifrovaná/nešifrovaná komun.) • Handhake Protocol – slúži na nadväzovanie bezpeč- • ného spojenia • Record protocol – slúži na prípravu dát pre odoslanie • resp. prijíma dáta a odovzdáva ich vyšším vrstvám

7. Record protokol Na čo slúži: • Príprava pre odosielanie dát • rozdeľuje dáta do blokov • môže komprimovať dáta • spočítava kontrolné informácie pre overenie nenarušenia komunikácie • šifruje • odovzdáva dáta nižším vrstvám • Spracovanie prijatých dát • dešifrovanie • dekomprimácia

8. Handshake protokol • nadviazanie spojenia • dohadovanie parametrov spojenia • identifikácia komunikujúcich zariadení • podprotokoly: • Alert • fatálne chyby • upozornenia • Change Cipher Spec • oznamovanie začiatku šifrovania

9. Handshake protokol • Prenášané informácie • identifikátor spojenia • certifikát počítača, s ktorým sa komunikuje • spôsob kompresie dát • algoritmy pre šifrovanie a hashovanie • master secret • je možné vytvoriť ďalšie spojenia? • … • Typy handshake: • plný handshake – na začiatku komunikácie • zjednodušený handshake – pre obnovenie komunikácie ak už raz bola nadviazaná

10. VeriSign ClientHello: Ahoj. Ja môžem zabezpečene komunikovať protokolmi SSLv3 a TLSv1. Používam šifrovanie XYZ a svoju komunikáciu komprimujem. Moje náhodné číslo je 42175337217. 42175337217 42175337217 ServerHello: Ahoj. Komunikujme teda protokolom TLSv1. Používam šifrovanie XYZ a svoju komunikáciu komprimujem. Moje náhodné číslo je 88194197253. 88194197253 88194197253 Certifikát: Som www.spseke.sk a patrím organizácii SPŠ elektrotechnická. Tento certifikát platí do 1.1.2010 a vydala ho certifikačná autorita (CA) VeriSign. Overenie certifikátu: Je tento certifikát pravý a platný? Potvrdenie pravosti: Áno je pravý a platný. ClientKeyExchange: Posielam pomocný kľúč pre tvorbu šifrovacieho kľúča. (Klient aj Server si pomocou potrebných údajov vygenerujú MasterKey, ktorý sa bude používať pri šifrovaní ďalšej komunikácie) ChangeCipherSpec: Odteraz posielam všetky dáta zašifrované. Finished: Posielam posledné overenie či všetko prebehlo v poriadku. ChangeCipherSpec: Odteraz posielam všetky dáta zašifrované. Finished: Posielam posledné overenie či všetko prebehlo v poriadku.

11. Aplikácia SSL a TLS • TLS a SSL fungujú vo vrstve pod aplikačnými protokolmi ako HTTP, FTP, SMTP, NNTP či XMPP, a nad spoľahlivým transportným protokolom, napr. TCP. • Dokáže pridať zabezpečenie ľubovoľnému protokolu používajúcemu spoľahlivé spojenia (napr. pomocou TCP). • Najčastejšie sa používa v spojení HTTP pre vytvorenie HTTPS. • Miera využitia TLS v SMTP taktiež rastie ( definované v RFC 3207). • Tieto aplikácie využívajú k overeniu identity koncových bodov certifikáty s verejnými kľúčmi.

12. Bezpečnosť • Klient používa verejný kľúč certifikačnej autority (CA) k overeniu digitálneho podpisu v certifikáte servera s ktorým komunikuje. Ak je možné digitálny podpis CA overiť, klient príjme serverový certifikát ako platný certifikát vydaný dôveryhodnou CA. • Klient overuje, či je vydávajúca certifikačná autorita na zozname dôveryhodných CA. • Klient kontroluje dobu životnosti serverového certifikátu. Autentifikačný proces sa zastaví, ak doba jeho platnosti vypršala. • K ochrane pred útokmi typu Man-in-the-Middle porovnáva klient aktuálne doménové meno serveru s menom z certifikátu. • Ochrana pred niekoľkými známymi útokmi (vrátane Man-in-the-Middle), ako je snaha o použitie nižšej (menej bezpečnej) verzie protokolu alebo slabšieho šifrovacieho algoritmu.

13. Bezpečnosť • Pridanie poradových čísel do všetkých záznamov z aplikačnej vrstvy a ich použitie v kontrolnom reťazci. • Správa ukončujúca handshake (Finished) obsahuje hash (odtlačok) všetkých správ vymenených v rámci handshaku oboma stranami. • Pseudonáhodná funkcia rozdeľuje vstupné dáta na polovice a spracúva každú z nich iným hashovacím algoritmom (MD5 a SHA-1), potom ich XORuje dohromady. To poskytuje ochranu, pokiaľ by bola v budúcnosti nájdená slabina jedného z algoritmov (iba v TLS). • SSL v3 je oproti SSL v2 vylepšený pridaním šifier založených na SHA-1 a podporou autentifikácie pomocou certifikátov. Ďalšie vylepšenia SSL v3 zahrňujú lepší inicializačný protokol (handshake) a vyššiu odolnosť proti útokom typu man-in-the-middle.

14. Zdroje • http://cs.wikipedia.org/TLS • http://en.wikipedia.org/TLS • http://webcity.wz.cz/psi/ssl.zip