riptografie si Securitate

- Prelegerea 1 -Introducere. Motivatie. Principii

Adela Georgescu, Ruxandra F. Olimid

Facultatea de Matematica si InformaticaUniversitatea din Bucuresti

Cuprins

1. Ce este criptografia?

2. Motivatie

3. Principiile criptografiei moderne

Criptografie si Securitate 2/16 ,

Ce este criptografia?

cripto + graphe (scriere) = ”scriere secreta”

I scriere secreta cu ajutorul unui cod de semne conventionaleDEX (1998), Dictionar Enciclopedic (1993)

I the art or writing or solving codes, The Concise OxfordDictionary (2006)

I the scientific study of techniques for securing digitalinformation, transactions, and distributed computations,J.Katz, Y.Lindell, Introduction to Modern Cryptography(2008)

Criptografie si Securitate 3/16 ,

Cubul McCumber (1991)

Criptografie si Securitate 4/16 ,

Obiectivele criptografiei

Confidentialitate: pastrarea secretului informatiei, accesul lainformatia sensibila fiind disponibila doar persoanelor autorizate.

Integritate (a datelor): eliminarea posibilitatii de modificare(schimbare, inserare, stergere) neautorizata a informatiei.

Disponibilitate: permiterea entitatilor autorizate sa acceseze ıntimp util si fiabil informatia.

Autentificare: identifica o entitate sau atesta sursa datelor.

Non-repudiere: previne negarea unor evenimente anterioare.

Criptografie si Securitate 5/16 ,

Obiectivele criptografiei

Confidentialitate: pastrarea secretului informatiei, accesul lainformatia sensibila fiind disponibila doar persoanelor autorizate.

Integritate (a datelor): eliminarea posibilitatii de modificare(schimbare, inserare, stergere) neautorizata a informatiei.

Disponibilitate: permiterea entitatilor autorizate sa acceseze ıntimp util si fiabil informatia.

Autentificare: identifica o entitate sau atesta sursa datelor.

Non-repudiere: previne negarea unor evenimente anterioare.

Criptografie si Securitate 5/16 ,

Obiectivele criptografiei

Confidentialitate: pastrarea secretului informatiei, accesul lainformatia sensibila fiind disponibila doar persoanelor autorizate.

Integritate (a datelor): eliminarea posibilitatii de modificare(schimbare, inserare, stergere) neautorizata a informatiei.

Disponibilitate: permiterea entitatilor autorizate sa acceseze ıntimp util si fiabil informatia.

Autentificare: identifica o entitate sau atesta sursa datelor.

Non-repudiere: previne negarea unor evenimente anterioare.

Criptografie si Securitate 5/16 ,

Obiectivele criptografiei

Confidentialitate: pastrarea secretului informatiei, accesul lainformatia sensibila fiind disponibila doar persoanelor autorizate.

Integritate (a datelor): eliminarea posibilitatii de modificare(schimbare, inserare, stergere) neautorizata a informatiei.

Disponibilitate: permiterea entitatilor autorizate sa acceseze ıntimp util si fiabil informatia.

Autentificare: identifica o entitate sau atesta sursa datelor.

Non-repudiere: previne negarea unor evenimente anterioare.

Criptografie si Securitate 5/16 ,

Obiectivele criptografiei

Confidentialitate: pastrarea secretului informatiei, accesul lainformatia sensibila fiind disponibila doar persoanelor autorizate.

Integritate (a datelor): eliminarea posibilitatii de modificare(schimbare, inserare, stergere) neautorizata a informatiei.

Disponibilitate: permiterea entitatilor autorizate sa acceseze ıntimp util si fiabil informatia.

Autentificare: identifica o entitate sau atesta sursa datelor.

Non-repudiere: previne negarea unor evenimente anterioare.

Criptografie si Securitate 5/16 ,

Ce este criptografia?

Definitie

Criptografia este studiul tehnicilor matematice relationate cuaspecte ale securitatii informatiei precum confidentialitatea,integritatea datelor, autentificarea entitatilor sau a originii datelor.[HAC’96].

Criptografie si Securitate 6/16 ,

Utilizarea criptografiei

I comunicare securizata (criptata)

I criptarea fisierelor, a bazelor de date

I autentificarea utilizatorilor

I securizarea tranzactiilor bancare (e-cash)

I vot electronic

I ...

Criptografie si Securitate 7/16 ,

Criptarea simetrica (cu cheie privata)

Criptografie si Securitate 8/16 ,

Criptarea simetrica (cu cheie privata)

Criptografie si Securitate 9/16 ,

Criptarea simetrica (cu cheie privata)

Criptografie si Securitate 10/16 ,

Criptarea simetrica (cu cheie privata)

Definitie

Un sistem de criptare simetric definit peste (K,M, C), cu:

I K = spatiul cheilor

I M = spatiul textelor clare (mesaje)

I C = spatiul textelor criptate

este un dublet (Enc,Dec), unde:

1. Enc : K ×M→ C2. Dec : K × C →M

a.ı. ∀m ∈M, k ∈ K : Deck(Enck(m)) = m.

Criptografie si Securitate 11/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Principiile lui Kerckhoffs

A. Kerckhoffs (1835 - 1903): La Cryptographie Militaire ın Journaldes sciences militaires (ian.1883)

1. Sistemul trebuie sa fie practic, daca nu matematic, indescifrabil.

2. Principiul lui Kerckhoffs: Sistemul nu trebuie sa fie secret, poate sacada usor ın mainile adversarului (i.e. securitatea unui sistem decriptare nu consta decat ın mentinerea secreta a cheii).

3. Cheia trebuie sa fie comunicata si mentinuta fara a fi notata,schimbata sau modificata la cererea corespondentilor.

4. Sistemul trebuie sa fie compatibil cu comunicarea telegrafica.

5. Sistemul trebuie sa fie portabil si sa nu necesite mai mult de opersoana.

6. Avand ın vedere circumstantele ın care este utilizat, sistemul trebuiesa fie usor de utilizat, fara sa necesite aplicarea multor reguli.

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/index.html

Criptografie si Securitate 12/16 ,

Care principii raman valabile?

Criptografie si Securitate 13/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul ısi propune:

I familiarizarea cu conceptele de baza si principiile criptografiei

I cunoasterea primitivelor criptografice

I defininirea unor modele de securitate

I utilizarea corecta a primitivelor si sistemelor criptografice

I analizarea securitatii unor sisteme (gandeste ca un atacator!)

I studiul unor sisteme criptografice folosite in practica : AES,RSA, ...

Criptografie si Securitate 14/16 ,

Cursul NU ısi propune:

I conceperea unor sisteme sigure:

NU exista un sistem informational 100% sigur!

”...the mathematics is impeccable, the computers are vincible, the

networks are lousy, and the people are abysmal.”

(Bruce Schneier, Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World)

I spargerea sistemelor informationale (hacking)

I studiul malware (MALicious softWARE): virusi, troieni, ...

I studiul unor atacuri practice (side channel attacks)

Criptografie si Securitate 15/16 ,

Cursul NU ısi propune:

I conceperea unor sisteme sigure:

NU exista un sistem informational 100% sigur!

”...the mathematics is impeccable, the computers are vincible, the

networks are lousy, and the people are abysmal.”

(Bruce Schneier, Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World)

I spargerea sistemelor informationale (hacking)

I studiul malware (MALicious softWARE): virusi, troieni, ...

I studiul unor atacuri practice (side channel attacks)

Criptografie si Securitate 15/16 ,

Cursul NU ısi propune:

I conceperea unor sisteme sigure:

NU exista un sistem informational 100% sigur!

”...the mathematics is impeccable, the computers are vincible, the

networks are lousy, and the people are abysmal.”

(Bruce Schneier, Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World)

I spargerea sistemelor informationale (hacking)

I studiul malware (MALicious softWARE): virusi, troieni, ...

I studiul unor atacuri practice (side channel attacks)

Criptografie si Securitate 15/16 ,

Cursul NU ısi propune:

I conceperea unor sisteme sigure:

NU exista un sistem informational 100% sigur!

”...the mathematics is impeccable, the computers are vincible, the

networks are lousy, and the people are abysmal.”

(Bruce Schneier, Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World)

I spargerea sistemelor informationale (hacking)

I studiul malware (MALicious softWARE): virusi, troieni, ...

I studiul unor atacuri practice (side channel attacks)

Criptografie si Securitate 15/16 ,

Cursul NU ısi propune:

I conceperea unor sisteme sigure:

NU exista un sistem informational 100% sigur!

”...the mathematics is impeccable, the computers are vincible, the

networks are lousy, and the people are abysmal.”

(Bruce Schneier, Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World)

I spargerea sistemelor informationale (hacking)

I studiul malware (MALicious softWARE): virusi, troieni, ...

I studiul unor atacuri practice (side channel attacks)

Criptografie si Securitate 15/16 ,

Important de retinut!

I Terminologia (criptografie, criptanaliza, mesaj clar, mesajcriptat, criptare, decriptare, ...)

I Personajele (Alice, Bob, Oscar / Eve)

I Principiul lui Kerckhoffs

I Definitia sistemelor de criptare (simetrice)

Criptografie si Securitate 16/16 ,