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Graduação · Capítulo 17 · Português

Capítulo 17 — Conceitos de criptografia

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Capítulo 17 — Conceitos de criptografia

Mapa da aula

Aula 17 publicada. Mapa, exemplo, EX049.

flowchart TD
  N0["17.1 Hashes"]
  N1["17.2 Hashes fracos"]
  N2["17.3 Cifragem"]
  N3["17.4 Assinaturas"]
  N4["17.5 TLS"]
  N5["17.6 Hashes como identificadores"]
  N6["17.7 Gestão de chaves"]
  N7["Aleatoriedade"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> N6 --> N7
  N7 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX049"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["17.1 Hashes"]
  N1["17.2 Hashes fracos"]
  N2["17.3 Cifragem"]
  N3["17.4 Assinaturas"]
  N4["17.5 TLS"]
  N5["17.6 Hashes como identificadores"]
  N6["17.7 Gestão de chaves"]
  N7["Aleatoriedade"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> N6 --> N7 --> Q["EX049"]
[17.1 Hashes]
    |
    v
[17.2 Hashes fracos]
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    v
[17.3 Cifragem]
    |
    v
[17.4 Assinaturas]
    |
    v
[17.5 TLS]
    |
    v
[17.6 Hashes como identificadores]
    |
    v
[17.7 Gestão de chaves]
    |
    v
[Aleatoriedade]
    |
    v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX049]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) explicar conceitualmente hashes, cifragem e assinaturas; (2) aplicá-los à integridade das evidências; (3) explicar por que a cifragem afeta os exames; (4) reconhecer algoritmos fracos.

17.1 Hashes

Uma função de hash produz um resumo de tamanho fixo a partir de qualquer entrada. Bons hashes criptográficos tornam inviável encontrar duas entradas com o mesmo resumo ou reconstruir a entrada a partir do resumo. O SHA-256 é muito usado para evidências. No manuseio de evidências, a propriedade útil é que qualquer alteração na entrada, mesmo de um único bit, dá um resumo completamente diferente. Isso permite que um valor curto, anotado no registro de aquisição, represente um disco de centenas de gigabytes. Comparar o hash da cópia de trabalho com o valor registrado é como Leah mostra que a imagem não mudou.

17.2 Hashes fracos

O MD5 e o SHA-1 têm ataques de colisão práticos. Ainda podem detectar alterações acidentais, mas não se deve confiar só neles onde a manipulação deliberada é possível. Algumas ferramentas e registros de casos mais antigos usam MD5, então os peritos ainda o encontram. Registrar o SHA-256 junto com o MD5 mantém a compatibilidade e fornece um hash que resiste à manipulação deliberada. Para a imagem da ws-114, a equipe de Grace registra o SHA-256 como hash principal, o que corresponde à prática do curso e ao registro de aquisição que Leah revisou no exemplo resolvido do Capítulo 15.

17.3 Cifragem

A cifragem simétrica usa uma única chave; a cifragem de chave pública usa um par. Discos, mensagens e arquivos compactados cifrados são ilegíveis sem as chaves. Os peritos registram a cifragem e buscam um acesso legal, como as chaves de recuperação mantidas pela organização. Se a ws-114 usasse cifragem de disco completo, gerar a imagem do disco sem a chave daria dados ilegíveis. A chave de recuperação da universidade, mantida pela TI conforme a política, daria o acesso legal. O perito anota que a chave foi obtida, de quem e sob qual autoridade. Sem esses arranjos, a evidência cifrada pode simplesmente ficar fora de alcance.

17.4 Assinaturas

Uma assinatura digital mostra que um documento foi assinado com uma chave privada específica e não foi alterado depois. Laudos e manifestos assinados reforçam as afirmações de integridade. Num laudo pericial, assinar a versão final e o manifesto das evidências significa que qualquer alteração posterior pode ser detectada, e que o signatário é identificado pela chave usada. Isso ajuda quando um laudo passa por várias mãos antes de chegar aos leitores. A assinatura não mostra que o conteúdo está correto, apenas que ele não mudou desde que foi assinado.

17.5 TLS

O tráfego web é cifrado com TLS; as evidências de rede costumam mostrar as pontas da comunicação e os volumes, não o conteúdo. Na ws-114, o TLS escondeu o conteúdo da página falsa e os dados enviados. O proxy ainda registrou o host, o horário, o método e o tamanho de cada requisição, o suficiente para mostrar que algo foi enviado. Proxies de inspeção que decifram o tráfego mostrariam mais, mas levantam questões de privacidade e, por política, não são usados nos laboratórios estudantis de Harrowgate. Por isso, o laudo de Leah não faz nenhuma afirmação sobre o que foi digitado na página.

17.6 Hashes como identificadores

Hashes de arquivos sabidamente maliciosos identificam amostras específicas de malware; a alteração de um único byte dá um hash diferente, então variantes relacionadas escapam à correspondência exata. Uma correspondência do hash de update.dll com uma lista de inteligência de ameaças é uma forte evidência de que o arquivo é a amostra listada. A falta de correspondência, porém, não significa que o arquivo seja seguro; ele pode ser uma variante nova. Os peritos, portanto, combinam as verificações de hash com o comportamento e o contexto, como a run key e a árvore de processos, que não dependem dos bytes exatos.

17.7 Gestão de chaves

As chaves devem ser protegidas; uma chave de assinatura vazada compromete todas as assinaturas feitas com ela. Na equipe de Grace, a chave usada para assinar os laudos fica num repositório protegido, com acesso limitado a pessoas nomeadas da equipe. Se ela vazasse, um atacante poderia assinar um laudo forjado que pareceria autêntico. Trocar as chaves periodicamente e registrar qual chave assinou cada laudo permite revogar uma chave comprometida sem pôr em dúvida todos os documentos anteriores assinados com outras chaves. O registro também diz ao revisor qual chave pública usar ao conferir determinado laudo.

Aleatoriedade

Chaves e nonces precisam de números aleatórios imprevisíveis. Uma aleatoriedade fraca já quebrou sistemas reais. Para os estudantes, a lição é usar a fonte aleatória criptográfica do sistema operacional, e não geradores de uso geral, quando a segurança depende disso.

Exemplo resolvido

O SHA-256 de update.dll coincide com uma entrada de um feed de inteligência de ameaças assinado pelo escritório de segurança. Leah registra a correspondência, o nome do feed e a data, e observa que a correspondência identifica o arquivo como uma amostra já relatada, enquanto a falta de correspondência não teria mostrado que o arquivo era benigno.

Caso sintético. A correspondência no feed é inventada.

Erros e limites

A criptografia protege a integridade e a confidencialidade; ela não estabelece quem realizou as ações.

Exercícios

Síntese

A criptografia sustenta a integridade das evidências e limita o que pode ser lido; conheça suas forças e seus limites.

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