Capítulo 19 — Fundamentos de criptografia

Capítulo 19 — Fundamentos de criptografia

Mapa da aula

Aula 19 publicada. Mapa, exemplo, EX055.

flowchart TD
  N0["19.1 Cifração"]
  N1["19.2 Hashes"]
  N2["19.3 Assinaturas digitais"]
  N0 --> N1 --> N2
  N2 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX055"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["19.1 Cifração"]
  N1["19.2 Hashes"]
  N2["19.3 Assinaturas digitais"]
  N0 --> N1 --> N2 --> Q["EX055"]

[19.1 Cifração]
    |
    v
[19.2 Hashes]
    |
    v
[19.3 Assinaturas digitais]
    |
    v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX055]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) explicar a cifração simétrica e a de chave pública; (2) descrever os hashes e as assinaturas digitais; (3) reconhecer os erros criptográficos comuns.

19.1 Cifração

A cifração transforma dados legíveis numa forma ilegível usando uma chave. Aisha aprende que a cifração simétrica usa uma única chave compartilhada tanto para cifrar quanto para decifrar e é rápida, por isso protege os dados armazenados e o tráfego de rede. A cifração de chave pública usa um par: uma chave pública que qualquer pessoa pode usar para cifrar e uma chave privada, que só o dono tem, para decifrar. O Dr. Carrow explica que os sites usam as duas juntas: as chaves públicas para combinar uma chave compartilhada e depois a cifração simétrica, pela velocidade. Ela experimenta as duas no laboratório.

19.2 Hashes

Uma função de hash produz uma impressão digital de tamanho fixo dos dados. Mudar um único bit da entrada muda a impressão digital por completo, e é impraticável encontrar outra entrada com a mesma impressão digital. Aisha usa o módulo hashlib do Python para calcular as impressões digitais SHA-256 de arquivos sintéticos e confirma que uma pequena mudança produz um resultado diferente. Ela aprende que os hashes verificam a integridade, por exemplo, conferindo que um arquivo baixado é genuíno. Ela registra as duas impressões digitais no diário para mostrar a diferença e explica a ideia ao seu grupo de seminário com um exemplo impresso.

19.3 Assinaturas digitais

Uma assinatura digital usa uma chave privada para assinar os dados e a chave pública correspondente para verificá-los. Qualquer pessoa pode conferir a assinatura, mas só quem tem a chave poderia tê-la produzido. Aisha aprende que as atualizações de software são assinadas para que os computadores possam rejeitar versões adulteradas. Na Ashfield, os e-mails assinados poderiam ajudar os associados a reconhecer as mensagens genuínas. O Dr. Carrow observa que as assinaturas oferecem autenticidade e integridade, mas dependem de manter as chaves privadas em segurança. Ela confere que os computadores da Ashfield verificam as atualizações assinadas antes de instalá-las.

19.4 Erros comuns

Aisha estuda os erros comuns: inventar algoritmos novos, usar algoritmos ultrapassados, guardar as chaves ao lado dos dados cifrados e deixar de renovar os certificados. Ela descobre que os arquivos de backup da Ashfield são cifrados, mas que a chave está guardada na mesma pasta. Ela recomenda um armazenamento separado para as chaves. Ela aprende que a maioria das falhas criptográficas vem da forma como as chaves são tratadas e os sistemas configurados, e não da quebra da matemática. O gerente de TI transfere a chave para um repositório protegido separado na mesma semana. Aisha então confirma que uma restauração de teste ainda funciona com a chave recuperada do novo local.

Exemplo resolvido

Aisha compara a cifração simétrica e a de chave pública, calcula impressões digitais SHA-256, explica as atualizações assinadas e encontra as chaves dos backups guardadas ao lado dos backups.

Caso sintético. Os exemplos são sintéticos.

Erros e limites

Guardar as chaves ao lado dos dados cifrados anula a cifração.

Exercícios

• EX055 — Uso da cifração simétrica. Por que a cifração simétrica é usada para grandes volumes de dados? Rubrica: 3 = ela é rápida;; 2 = parcialmente correto;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.

• EX056 — Propriedade do hash. O que acontece quando um bit da entrada muda? Rubrica: 3 = a impressão digital muda por completo;; 2 = parcialmente correto;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.

• EX057 — Chave do backup. Onde a chave do backup estava guardada? Rubrica: 3 = na mesma pasta que os backups;; 2 = parcialmente correto;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.

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