Eprogram SIA
V anno
La sicurezza informatica
Sicurezza
Con la diffusione dei computer e della rete Internet, il problema della
sicurezza nei sistemi informatici è diventato fondamentale.
Le reti, per loro natura, non sono sicure: la grande quantità di
informazioni che transita in rete può essere intercettata e dati sensibili
usati per scopi illegali.
Per questi motivi, i sistemi attuali offrono sempre maggiori funzionalità
per garantire la sicurezza dei dati.
Dati al sicuro
Si deve garantire che i dati siano “sicuri” e “al sicuro”, il che significa
che devono essere:
• disponibili: le politiche di sicurezza devono garantire l’accesso ai dati
in qualunque momento;
• riservati: le politiche di sicurezza devono proteggere l’accesso alle
informazioni da parte di utenti non autorizzati;
• integri: le politiche di sicurezza devono proteggere i dati da modifiche
non autorizzate.
Prevenzione del problema
Molti problemi legati alla sicurezza possono essere prevenuti,
soprattutto quelli causati accidentalmente e non per scopi fraudolenti.
Alcune tecniche utilizzate riguardano:
• l’implementazione di politiche di backup dei dati in modo da poterli
ripristinare;
• l’attivazione di misure di prevenzione dei virus;
• l’uso di tecniche di fault-tolerance che consentono di offrire il servizio in
modo continuativo anche a fronte di eventuali guasti;
• l’implementazione di meccanismi di autenticazione e controllo degli
accessi.
Se i sistemi sono in rete è necessario proteggersi tramite firewall ed
effettuare un monitoraggio continuo per individuare eventuali attacchi.
Categorie di sicurezza
Per poter adottare delle misure adeguate di prevenzione è importante
stimare e valutare la probabilità del verificarsi di un pericolo, il costo
della sua prevenzione e il costo dei danni che potrebbe procurare.
Bisogna riuscire a formulare un piano che riduca tali costi e tali rischi.
È importante quindi classificare i tipi di rischi a cui i sistemi possono
essere soggetti e definire le misure da adottare.
Possiamo definire due categorie legate alla sicurezza:
• sicurezza fisica del sistema basata sul controllo dell’ambiente;
• sicurezza dei dati e dei programmi.
Sicurezza fisica
I primi tipi di rischio sono quelli accidentali, come per esempio eventi
non prevedibili come incendi, alluvioni, terremoti ecc.
Il rischio di incendio è sicuramente il più diffuso e quindi tutti gli ambienti
devono essere dotati di sistemi per la rilevazione degli incendi e di
sistemi antincendio.
Più complesso il problema delle manomissioni e dei sabotaggi. In
questo caso l’unico modo è controllare l’accesso alle aree.
I sistemi più diffusi sono quelli con porte dotate di badge.
Tra i più sicuri troviamo i sistemi con accesso tramite controllo delle
impronte digitali.
Sicurezza dati e programmi
Anche per quanto riguarda la sicurezza dei dati si può fare una
suddivisione tra danni accidentali e danni dolosi.
Tra i primi, oltre a quelli dovuti a problemi sugli ambienti, vi sono i danni
alle apparecchiature, con particolare riferimento ai dischi in cui sono
memorizzati dati e programmi. Tra questi il problema più frequente è la
cosiddetta “aratura” del disco.
Un altro problema frequente è la caduta di tensione della corrente
dovuta al malfunzionamento dell’alimentazione (fulmini, blackout).
Per evitare l’uso fraudolento dei dati bisogna invece provvedere a fornire
il sistema di protezioni all’accesso. Il metodo meno oneroso è quello di
dotare il sistema di una password.
Backup e restore dischi magnetici
I rischi di perdita dei dati sui dischi magnetici possono, in parte, essere
prevenuti attraverso una corretta manutenzione degli stessi.
Per risolvere questo problema sono nati sistemi appositi, che si
articolano in due componenti:
- La funzione di backup
- La funzione di restore
Backup e restore
L’operazione di backup permette di copiare il contenuto dei dischi
magnetici su supporti rimovibili (nastri magnetici, dischi ottici ecc.)
che possono essere archiviati in luogo sicuro.
Il restore è l’operazione inversa, quella cioè che permette di
ricostruire, se necessario, il contenuto dei dischi magnetici dai
supporti rimovibili preventivamente prodotti. I dati inseriti nel
sistema tra un backup e l’altro verranno però perduti.
Controllo degli accessi
La protezione contro gli accessi non autorizzati ai dati deve tenere
conto della diversificazione degli utenti interessati alle informazioni.
La telematica ha reso insufficiente la protezione garantita dalle barriere
fisiche adottate nei sistemi tradizionali.
Oltre a questi mezzi, è necessario prevedere delle barriere logiche,
cioè procedure di controllo dell’accesso ai dati e di identificazione
dell’utente, anche in remoto.
Password
La password è una parola d’ordine elettronica.
È una delle più semplici e diffuse barriere logiche. Purtroppo è anche un
sistema di controllo molto vulnerabile.
Come andrebbe creata una password:
• Usare almeno 8 caratteri.
• Usare lettere maiuscole, minuscole, cifre numeriche e segni di
interpunzione (?,!).
• Combinare a qualche numero o carattere speciale le lettere iniziali o
finali di una frase celebre o pensiero ricorrente: “Quel ramo del lago di
Como” può diventare 6QrDLdC3.
Sicurezza in rete
Gli sforzi maggiori per rendere le comunicazioni sicure vengono fatti
nell’ambito della criptografia per evitare che un messaggio intercettato
possa essere letto.
La criptografia è alla base dei meccanismi per:
• la firma digitale: garantisce l’attendibilità dei documenti e garantisce
che il documento non possa essere modificato da altri;
• i certificati digitali: sono dichiarazioni di un’autorità che garantisce
l’identità di una persona o di un sito web.
Scambio di certificati client/server
Per poter scambiare i certificati digitali per l’accertamento dell’identità
dei soggetti coinvolti nella comunicazione sono stati definiti dei
protocolli di protezione che consentono
di effettuare scambi di
informazioni in modo
protetto.
La figura mostra un
esempio di scambio di
certificati tra Client e
Server.
Steganografia
La steganografia è l’insieme delle tecniche che ha come scopo lo
scambio d’informazioni tra due (o più) interlocutori in modo da
nascondere la stessa esistenza della comunicazione.
Molte volte la steganografia viene confusa con la criptografia, che ha
come scopo principale quello di nascondere il contenuto di un
messaggio; la prima invece cerca di far sì che degli esterni non si
accorgano della presenza del messaggio e quindi dello scambio di esso
tra degli interlocutori che utilizzano una tecnica steganografica.
LA STEGANOGRAFIA È LA TECNICA CHE PERMETTE DI
NASCONDERE IL MESSAGGIO CHE SI VUOLE INVIARE.
Funzionamento Steganografia
Con lo sviluppo del mondo digitale la steganografia ha avuto un
maggior utilizzo.
La tecnica prevede che un “messaggio” che si vuole comunicare sia
inserito all’interno di un “contenitore” attraverso una “funzione”
steganografica.
Si otterrà così un “frammento stego” che conterrà l’informazione.
Il ricevente, utilizzando poi la funzione di estrazione corretta, otterrà il
messaggio dal frammento stego.
Per aumentare la sicurezza si è iniziato anche a utilizzare una chiave di
sicurezza privata di conoscenza sia del mittente sia del destinatario.
Tecniche steganografiche
Esistono innumerevoli tecniche steganografiche.
Se utilizziamo come criterio di classificazione il concetto di “contenitore”
abbiamo:
• steganografia iniettiva
• steganografia generativa
Se invece utilizziamo come sistema di classificazione quello dei metodi
adottati, si ottengono le seguenti classi:
• steganografia sostitutiva
• steganografia selettiva
• steganografia costruttiva
Steganografia iniettiva e generativa
Le tecniche steganografiche più diffuse sono quelle di tipo iniettivo, e
permettono di “iniettare” un messaggio segreto all’interno di un
contenitore già esistente modificando quest’ultimo in modo tale che
contenga il messaggio segreto e che risulti praticamente indistinguibile
dall’originale.
La tecnica generativa prevede invece che il contenitore venga
generato utilizzando il messaggio segreto stesso come strumento per
“pilotare” questo procedimento.
Steganografia sostitutiva
La steganografia sostitutiva è la più diffusa.
Ogni tipo di comunicazione trasmette segnali che sono sempre
accompagnati da qualche tipo di disturbo, manipolando questo rumore
si può inviare il messaggio segreto.
La tecnica base della steganografia sostitutiva consiste nel sostituire i bit
meno significativi dei file digitali con i bit che costituiscono il
messaggio segreto.
Questa tecnica ha successo poiché i LSB corrispondono ai valori meno
evidenti e importanti in un file digitale, essendo quelli più soggetti a
errore e quindi meno riconoscibili se alterati.
Esempio steganografia sostitutiva
Steganografia selettiva
La steganografia selettiva ha valore puramente teorico.
Per esempio, si fissi una semplice funzione Hash che vale 1 se il
contenitore contiene un numero dispari 1, e 0 se ne contiene un numero
pari. Nel caso in cui si voglia trasmettere come informazione un bit dal
valore 0 si cercherà un contenitore con numero pari di 1 e lo si invierà.
Il vantaggio di questo metodo è che i contenitori non vengono alterati,
però richiede un enorme dispendio di tempo per trovare un contenitore
adatto a ogni bit e permette l’invio di informazioni minime.
Steganografia costruttiva
La steganografia costruttiva è molto simile a quella sostitutiva.
L’unica differenza sta nel fatto che quando si cerca di modificare il
contenitore per inserirci l’informazione si tiene anche conto del modello
del rumore stesso, cercando di costruirne uno simile a quello esistente.
Il difetto di questo metodo risiede nel fatto che NON è facile costruire un
modello del rumore.
Criptografare messaggi e documenti
Con lo sviluppo del commercio elettronico, l’aumento dello scambio di
dati e la necessità di effettuare pagamenti in formato elettronico, il
problema della sicurezza nella circolazione delle informazioni in rete è
diventato di notevole importanza.
La soluzione è la criptografia; particolari tecniche che permettono di
trasformare il messaggio da trasmettere in un testo cifrato, leggibile solo
al reale destinatario.
Criptografia: algoritmo e chiave
Il processo di trasformazione del testo in chiaro in un testo cifrato viene
chiamato criptazione (crittazione), il processo inverso decriptazione (o
decifrazione). Entrambe i processi si basano su un codice particolare,
detto chiave.
Un sistema criptografico si compone di due elementi:
• L’algoritmo che è l’insieme dei
passi da seguire per modificare
il messaggio secondo regole
definite e una specifica chiave.
• La chiave che è una
sequenza di cifre (o caratteri).
Più la chiave è lunga e
complessa più è robusta.
Criptatura a chiave simmetrica
Il metodo più semplice di criptazione per sostituzione è quello a chiave
simmetrica perché utilizza una sola chiave tanto nella fase di codifica
quanto in quella di decodifica.
Questo modello di criptografia presenta alcuni notevoli inconvenienti:
• sia chi invia sia chi riceve conosce la chiave che diventa fissa e
individuabile a scapito della sicurezza;
• la chiave potrebbe cambiare a ogni messaggio;
• è necessario generare un numero elevato di chiavi quando il numero
dei possibili trasmettitori aumenta, come nel caso di Internet. Dato un
sistema di N utenti, sono necessarie N(N–1)/2.
Criptografia a chiave pubblica
La criptografia a chiave pubblica permette di comunicare senza dover
ricercare percorsi segreti per trasmettere le chiavi.
In questo tipo di criptografia a ogni utente vengono assegnate due
chiavi, diverse ma complementari: una chiave pubblica e una privata.
Ogni chiave mette in chiaro il messaggio che l’altra chiave ha codificato,
ma il processo non è reversibile: la chiave usata per criptare un
messaggio non può essere utilizzata per decriptarlo (ecco perché questo
sistema si chiama asimmetrico).
In questo modo, la chiave pubblica è disponibile all’interno di un
apposito archivio online, mentre la chiave privata è conservata solo dal
suo proprietario.
Come funziona la Criptografia a chiave pubblica
Per spedire un messaggio a un soggetto, è necessario procurarsi la sua
chiave pubblica e criptare il messaggio con essa; il destinatario potrà
decifrare il messaggio con la propria chiave privata.
In questo modo viene
meno il problema della
comunicazione della
chiave e il numero
delle chiavi necessarie
nel sistema diminuisce
notevolmente:
con N utenti,
basteranno 2*N chiavi.
Doppia criptazione
Per migliorare la sicurezza è possibile applicare un meccanismo di doppia
criptazione, che garantisce riservatezza e sicurezza del mittente.
Con questo sistema è anche possibile autenticare i propri messaggi
permettendo al destinatario di verificare l’identità del mittente.
Le chiavi sono intercambiabili, per cui se si cripta con la chiave A, si può
decriptare con la chiave B collegata, e viceversa.
Firma digitale
La firma digitale è l’equivalente elettronico di una tradizionale firma
autografa apposta su carta.
Viene associata stabilmente al documento elettronico sul quale è
apposta e lo arricchisce di informazioni che ne attestano con certezza:
- l’integrità,
- l’autenticità,
- la non ripudiabilità.
Consentendo al documento così sottoscritto di assumere la PIENA
EFFICACIA DAL PUNTO DI VISTA LEGALE.
Requisiti firma digitale
In base alla normativa italiana, la firma digitale può avere lo stesso
valore di quella autografa e quindi rendere legali i documenti se rispetta i
seguenti requisiti:
a) essere connessa in maniera unica al firmatario;
b) essere idonea a identificare il firmatario;
c) essere creata con mezzi sui quali il firmatario può conservare il
proprio controllo esclusivo;
d) essere collegata ai dati cui si riferisce in modo da consentire
l’identificazione di ogni successiva modifica di detti dati.
La firma digitale deve passare attraverso la validazione di un ente
certificatore esterno e deve rispondere a tutta una serie di certezze di
carattere tecnico e materiale.
Meccanismo asincrono
La sicurezza è garantita dall’uso del meccanismo crittografico
asincrono.
Per generare una firma digitale è necessario utilizzare una coppia di
chiavi asimmetriche fornite al titolare della firma.
La prima chiave, privata, è utilizzata la firma sul documento informatico.
La seconda chiave, pubblica, verifica l’autenticità della firma.
Certificato Digitale di Sottoscrizione
L’elemento di rilievo del sistema Firma è rappresentato dal Certificato
Digitale di Sottoscrizione che gli enti certificatori rilasciano.
Il Certificato di Sottoscrizione è un file generato seguendo precise
indicazioni e standard stabiliti per legge e al suo interno sono
conservate informazioni che riguardano:
- l’identità del titolare,
- la propria chiave pubblica comunicata,
- il periodo di validità del certificato stesso,
- i dati dell’ente certificatore.
PEC
La Posta Elettronica Certificata (PEC) è il sistema che consente di
inviare e-mail con valore legale equiparato a una raccomandata con
ricevuta di ritorno.
Benché il servizio PEC presenti forti similitudini con la tradizionale Posta
Elettronica, vi sono alcune caratteristiche aggiuntive, che danno agli
utenti la certezza dell’invio e della consegna (o della mancata consegna)
delle e-mail al destinatario.
Inoltre, il sistema di Posta Certificata, grazie ai protocolli di sicurezza
utilizzati, è in grado di garantire la certezza del contenuto rendendo
impossibili le modifiche al messaggio, sia per quanto riguarda i contenuti
che eventuali allegati.
Funzionamento della PEC
Funzionamento della PEC
Passo 1: Mittente PEC invia un messaggio a un altro utente certificato, il
messaggio viene raccolto dal gestore del proprio dominio certificato
2: il gestore mittente racchiude il messaggio in una busta di trasporto e vi applica
una firma elettronica in modo da garantirne provenienza e inalterabilità.
Successivamente il messaggio viene indirizzato al gestore PEC destinatario.
3: il gestore destinatario verificata la firma e provvede alla consegna al
ricevente.
4 e 5: il gestore PEC destinatario invia una Ricevuta di Avvenuta Consegna al
mittente, che può quindi essere certo che il suo messaggio è giunto a
destinazione.
Durante la trasmissione vengono
emesse altre ricevute che hanno
lo scopo di garantire e verificare il
corretto funzionamento del
sistema e di mantenere sempre
la transazione in uno stato
consistente.
Funzionalità dei gateway
Spesso i gateway non si limitano a fornire funzionalità di base di routing a livello
Network, ma integrano altri servizi collocati a livello Application.
Tra questi servizi, quelli fondamentali per garantire l’efficienza della rete e la sua
sicurezza sono:
- Proxy Server
- Firewall
- NAT (Network Address translation)
- DMZ (DeMilitarizes Zone)
Proxy Server
Un proxy è un programma che si interpone tra un client e un server facendo da
tramite.
Il client si collega al proxy, invece che al server, e gli invia la richiesta. Il proxy, a
sua volta, si collega al server a cui inoltra la richiesta del client. Infine il proxy,
ricevuta la risposta, la inoltra al client.
I proxy, nella maggior parte dei casi lavorano a livello Application.
Il loro compito principale è garantire la connettività e il caching ai client a loro
collegati ai fini dell’efficienza della rete.
La collocazione del (o dei) Proxy Server alla frontiera tra la rete privata
aziendale e la rete pubblica (Internet) consente le operazioni di filtraggio e in
particolare di mettere in atto servizi di firewall, NAT e DMZ.
Proxy Server e firewall
Il firewall è una linea indispensabile di difesa contro le intrusioni di rete
poiché agisce come sentinella alla porta di collegamento del computer
con una rete esterna come Internet.
Separa la LAN aziendale dalla WAN pubblica.
Il firewall filtra tutti i pacchetti entranti e uscenti, da e verso una rete
o un computer, secondo regole prestabilite che contribuiscono alla
sicurezza della rete stessa.
Distinzione firewall in base a stack TCP/IP
I firewall si possono distinguere sostanzialmente in tre categorie in base
al livello dello stack TCP/IP cui operano:
- Application Level Firewall
- Packet Filter Firewall
- Stateful Packet Inspection Firewall
Distinzione firewall in base alla collocazione
I firewall possono essere collocati diversamente in base alle
esigenze dell’azienda. Si possono individuare tre topologie prevalenti:
- Single Proxy Topology
- Multiple Proxy Vertically Topology
- Multiple Proxy Orizontally Topology
Single Proxy Topology
Multiple Proxy Vertically Topology
Multiple Proxy Orizontally Topology
Network Address Translation
NAT è una tecnica, attuata dal router, che lavora a livello Transport per sostituire
nell’intestazione di un pacchetto IP, un indirizzo, sorgente o destinazione, con un
altro indirizzo.
NAT viene usato per permettere a una rete locale, che usa una classe di indirizzi
privata, di accedere a Internet usando un solo indirizzo pubblico fornito dall’ISP.
Si tratta dunque di condividere Internet su una LAN usando un solo punto di
accesso (un solo IP pubblico).
Dal punto di vista della sicurezza un NAT offre buone garanzie, perché
nasconde gli host interni e non indirizza loro il traffico “generico” proveniente
dall’esterno.
NAT usa una tabella contenente la corrispondenza tra i socket interni ed esterni
in uso.
Tutte le comunicazioni provenienti dall’esterno che non sono state registrate
nella tabella vengono eliminate.
DeMilitarized Zone
Dividere la Rete in zone è una tecnica che aumenta notevolmente la
sicurezza.
Nei casi più semplici, le uniche due zone, LAN e WAN, sono attestate
sui due lati del firewall.
In molti casi si rende necessaria la creazione di una terza zona: la DMZ.
Si tratta di un’area in cui sia il traffico WAN che quello LAN sono
fortemente limitati e controllati.
Una DMZ, per esporre all’esterno i servizi di un’azienda, può essere
realizzata in due modi:
• vicolo cieco;
• zona cuscinetto.
DeMilitarized Zone, vicolo cieco
Il vicolo cieco è un segmento della LAN adibito a DMZ, di solito quello
che ospita i server.
Viene realizzato mediante un firewall con due porte, una verso la LAN e
una verso la DMZ, oltre naturalmente alla porta verso la WAN.
L’idea è quella di consentire l’accesso esterno e interno alla DMZ,
garantendo che, raggiunta la DMZ, non si possa accedere alla LAN; cioè
agli uffici.
Dunque un utente potrà accedere ai servizi che l’azienda rende
accessibili dall’esterno nella DMZ senza mettere in pericolo la sicurezza
dei dati presenti nella zona LAN.
DeMilitarized Zone, zona cuscinetto
La zona cuscinetto tra interno ed esterno viene creata aggiungendo
un secondo firewall:
- l’external firewall separa la rete pubblica dalla DMZ;
- l’internal firewall separa la DMZ dalla zona LAN vera e propria.
Questo garantisce una sicurezza ancora maggiore dei database presenti
in LAN. Chi dall’esterno approda alla DMZ dovrà superare un altro
firewall dedicato per attaccare i dati in LAN.
Laddove la sicurezza è vitale, la DMZ è stratificata, cioè sono presenti
più di due firewall.