Bilgi Güvenliği: Dünyadaki Eğilimler

1. Bilgi Güvenliği:Dünyadaki Eğilimler ULAKNET Sistem Yönetimi Konferansı-Güvenlik 3-4 Ekim 2003, Ankara Dr. M. Ufuk Çağlayan 3 Ekim 2003

2. Genel Bakış • Bilgi güvenliği nedir? • Şifreleme • Kimlik kanıtlama, sayısal imzalar • Protokoller • İşletim sistemi ve ağ güvenliği • Güvenlik planı ve modelleri

3. Bilgi güvenliği nedir? - 1 • Bilgi güvenliği (information security): Tanım • Bilginin bir varlık (asset) olarak hasarlardan korunması • Tanım ile ilgili konular • Korunması gerekli bilginin, olası hasarların ve bunların değerlerinin saptanması • Koruma adımlarının tanımı ve bunların maliyetinin saptanması

4. Bilgi güvenliği nedir? - 2 • Koruma adımları : • Hasarı önleme (prevention) • Hasarı saptama (detection) : Ne zaman, nasıl, kim? • Reaksiyon gösterme (hasarı giderme, bilgiyi hasardan önceki haline getirme) • Risk analizi : %100 güvenlik yoktur..! • Koruma maliyeti, (hasar olasılığı) x (hasarın değeri)’nden küçük olmalı..!

5. Bilgi güvenliği nedir? - 3 • Bilgi güvenliğinin boyutları (servisler) : • Gizlilik (confidentiality), bütünlük (integrity) • Kimlik kanıtlama (authentication) • Erişilebilirlik (availability) • Sorumluluk (accountability) • Erişim denetimi (access control), inkar edememe (nonrepudiation) • Bu boyutlara güvenilirlik (reliability) ve emniyet (safety) eklenebilmekte

6. Bilgi güvenliği nedir? - 4 • Güvenliğe saldırıları (tehditler) • Pasif : Dinleme (Interception) • Aktif : Kesme (interruption), değiştirme (modification), üretme (fabrication) • Güvenlik mekanizmaları • Farklı bir çok mekanizma bulunmakta • Şifreleme teknikleri ve protokoller mekanizmalarının altyapısını oluşturmakta

7. Şifreleme • Şifrebilim (cryptography) ana dalları : • Şifreleme (cryptography) • Şifre çözme (cryptanalysis) • Şifreleme ana dalları : • Konvansiyonel (simetrik) şifreleme :Klasik teknikler ve modern teknikler • Açık anahtar şifreleme

8. Modern Şifreleme Teknikleri - 1 • 1971’den bu yana : LUCIFER, DES, IDEA, BLOWFISH, RC5, RC4, Üçlü (Triple) DES, ……. • AES (Advanced Encryption Standard) • Kasım 2001’den bu yana US NIST standardı • 128, 192, 256 bit blok ve anahtar • Bilinen tüm saldırılara dayanıklılık • Farklı platformlara uyarlanabilirlik, açıklık

9. Modern Şifreleme Teknikleri - 2 • Modern tekniklerin ortak özellikleri • değişken uzunlukta anahtar ve blok • değişken sayıda yer değiştirme ve permutasyonun işlemi • yer değiştirme ve permutasyonları denetleyen anahtarın veri bağımlı işlenmesi • Modern tekniklerin ortak problemleri • Anahtar dağıtımı ve kimlik kanıtlama

10. Açık Anahtar Şifreleme- 1 • Özellikler ve Teknikler • Asimetrik : şifreleme ve şifre çözme için bir açık ve bir gizli anahtar çifti • Gizlilik ve kimlik kanıtlama beraberce sağlanabilir • RSA, El Gamal, Schnorr, ….. (çarpma bazlı) • “Elliptic curve” şifreleme : RSA’dan hızlı (toplama bazlı)

11. Açık Anahtar Şifreleme - 2 • Tüm algoritmalar modern konvansiyonel şifrelemeye göre çok yavaş, dolayısıyla bilginin yüksek hızlarda devamlı bir şekilde şifrelenmesi pratik değil • Pratikte Kullanım • Kimlik kanıtlamada ve oturum anahtarı (session key) (süresi?) yaratmada açık anahtar şifreleme • Bilginin yüksek hızlarda devamlı bir şekilde şifrelenmesinde simetrik şifreleme (AES)

12. Anahtar Dağıtımı • Açık anahtarların dağıtımı • Rehberler, Açık Anahtar Otoriteleri (AAO) • Açık Anahtar Sertifikaları : Sertifika, bir AAO’nin gizli anahtarı ile sayısal olarak imzalanmış kullanıcı kimliği ve kullanıcı açık anahtarı. Sertifika geçerlilik süresi (X.509) • Gizli anahtarların dağıtımı • Needham-Schroeder Protokolu ve ….. • Diffie-Hellman Anahtar Değişimi, 1976

13. Sayısal İmzalar • Özet Kodlar (hash, digest, MAC): MD4, MD5, SHA-1, RIPEMD-160, HMAC, …. • Sayısal İmzalar • Genellikle açık anahtar şifreleme üzerine kurulu • RSA sayısal imzaları (RSA şifreleme) • DSS (Digital Signature Standard) sayısal imzaları (NIST), DSA (El Gamal, Schnorr)

14. Servisler ve Protokoller • Kimlik Kanıtlama Servisleri/Uygulamaları • Kerberos • X.509 kimlik kanıtlama (sertifika) servisi • Elektronik Posta • PGP (Pretty Good Privacy) • S/MIME • Transport ve Ağ Katmanı • SSL ve Güvenli IP(IPsec)

15. Kerberos • MIT Athena projesi, Version 4, 5, RFC1504 • Sadece konvansiyonel şifreleme. • Needham & Schroeder kimlik kanıtlama bazlı, “replay” duyarlı, çok emniyetli. • Servis biletleri, bilet süresi, Authentication Server (AS), Ticket Granting Server (TGS), • Uygulamaların “kerberize” edilmesi lazım.

16. X.509 Sertifikaları • X.509 (1988) Özellikleri : • 1995’de Version 3. Sertifika formatını IP, S/MIME, SSL/TLS, SET kullanmakta. • X.509 sertifika içeriği: • Sürüm No, seri No, sayısal imza tipi, sertifika otoritesi, geçerlilik tarihleri, kimlik, açık anahtar, sayısal imza (sertifika özet kodunun sertifika otoritesi gizli anahtarı ile şifresi).

17. Elektronik Posta - PGP • Pretty Good Privacy • Tek bir kişinin üretimi (Phil Zimmermann) • Özellikleri • Sayısal İmzalar: DSS/SHA veya RSA/SHA • Şifreleme : CAST veya IDEA veya Üçlü DES, vb tek kullanımlık oturum anahtarı • ZIP ve Radix-64 kodlama • Farklı gizlilik paylaşımı felsefesi

18. Elektronik Posta - S/MIME • Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions • RFC822 ve MIME’ın doğal takipçisi • Zarf kavramı • MD5 ve tercihan SHA-1 • Sayısal İmzalar : DSS & RSA (512 - 1024 bit) • Şifreleme : Tek kullanımlık anahtar, Üçlü DES ve RC2/40 bits

19. SSL (Secure Socket Layer) - 1 • SSLv3 Özellikleri (Netscape) • İki nokta arasındaki güvenli bilgi transferi için de facto standart, açık tasarım, yaygın kullanım. • İki katmanlı mimari : TCP üzerine Record Protocol, bunun üzerine Handshake, Change Cipher Spec ve Alert protokolleri • Internet Society IETF TLS ile aynı • Temel olarak web kullanımında (HTTPS)

20. SSL - 2 • SSL oturum ve bağlantı (session/connection) • Handshake protokolu güvenlik parametrelerini saptar ve oturum kurar. • Oturum başına aynı güvenlik parametrelerini kullanan birden fazla bağlantı olabilir. • Amaç, her seferinde yeni güvenlik parametreleri üzerine anlaşma yapma maliyetini (toplam 13 mesaj) düşürmektir.

21. SSL - 3 • SSL güvenlik parametreleri değişimi • Gönderici/alıcı arasında 13 mesaj olarak : • Gönderici/alıcı kimliklerinin kanıtlanması • Anahtar değişim algoritması üzerine anlaşma • Anahtar ve nonce (replay önlemek için) değişimi • Konvansiyonel şifreleme ve özet kod algoritmaları ile bunların parametreleri üzerine anlaşma

22. Secure Electronic Transaction (SET) • İkiden fazla taraf arasında güvenli bilgi (temel olarak kredi kartı alışverişleri) transferi için standart, açık tasarım. • Orijinal olarak MasterCard ve VISA tarafından. Version 1, Şubat 1996 • Karmaşık protokol. Tüm mesaj değişimleri şifreli, sayısal imzalı ve sertifikalı. • Ismarlama (IB)/Ödeme (ÖB) Bilgisi ayırımı

23. IPsec - 1 • Açık ağ üzerinden güvenli IP paket aktarımı • İki protokol: • Kimlik Kanıtlama (AH, Authentication Header) • Şifreleme/Kimlik Kanıtlama (ESP, Encapsulating Security Payload) • Hedefler: • Erişim denetimi, orijin kanıtlama, paket “replay” önleme, gizlilik (header+Data), vb

24. IPsec - 2 • Transport ve Tünel kipleri (modes) • Transport kipi: IPv6 stili ara header eklenmesi • Tünel kipi : Tüm IP paketinin yeni bir IP paketi içine konularak gönderilmesi ve yönlendirilmesi • VPN (Virtual Private Network) bağlantılarında kullanım • Temel olarak tünel kipinde

25. İşletim Sistemi ve Ağ Güvenliği • İşletim sistemi ve ağ yazılımındaki sorunlu tasarım ve kodlamalardan kaynaklanan güvenlik problemleri • En son sürümleri kullan, güvenlik ikazlarını izle, yazılım eklerini uygula • Kullanıcı hesapları ve parolalar • Kurallar, rastgele parolalar, “denial of service” • Erişim haklarının kullanıcılara dağıtımı

26. Güvenlik Planı • Bilgisayar ve ağ ortamı olan her kurumun yazılı bir Güvenlik Planı olmalı..! • Kapsamı • Kullanıcı ve sistem idarecilerinin güvenlik sorumlulukları ve bilgi kaynaklarının doğru kullanımının tanımları, politikalar (policies) • Güvenlik problemi olduğunda izlenecek prosedürler • Başlangıç için rehber : RFC 1244

27. Güvenlik Modelleri • Aktif bir araştırma alanı • Bell-LaPadula Modeli (BLP) • Subjelerin objelere erişim haklarındaki gizliliğin bir sonlu makina olarak modellenmesi • Harrison-Ruzzo-Ullman Modeli • BLP + dinamik erişim hakları, subjeler ve objeler • Chinese Wall Model, Biba Model, Clark-Wilson Model, vb

28. Bilgi ve İletişim İçin Prof. Dr. M. Ufuk Çağlayan Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Boğaziçi Üniversitesi Bebek, İstanbul 80815 Faks: (212) 287 2461 Tel : (212) 358 1540 x1698 E-posta : caglayan@boun.edu.tr Web: http:\\netlab.boun.edu.tr\people