Capítulo 4 — Criptografia e serviços de confiança: métodos centrais

Capítulo 4 — Criptografia e serviços de confiança: métodos centrais

Mapa da aula

Aula 04 publicada. Mapa, exemplo, EX016.

flowchart TD
  N0["4.1 Quatro blocos de construção"]
  N1["4.2 Certificados e cadeias"]
  N2["4.3 Ligando o método à necessidade"]
  N3["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3
  N3 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX016"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["4.1 Quatro blocos de construção"]
  N1["4.2 Certificados e cadeias"]
  N2["4.3 Ligando o método à necessidade"]
  N3["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> Q["EX016"]

[4.1 Quatro blocos de construção]
    |
    v
[4.2 Certificados e cadeias]
    |
    v
[4.3 Ligando o método à necessidade]
    |
    v
[Síntese]
    |
    v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX016]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) explicar cifração simétrica, hashing, MACs e assinaturas em termos práticos; (2) explicar certificados e cadeias; (3) escolher o método certo para uma necessidade do cliente.

4.1 Quatro blocos de construção

Marcus resume os blocos de construção. A cifração simétrica, como o AES no modo GCM da NIST SP 800-38D, usa uma chave para cifrar e decifrar e também detecta adulterações. Um hash, como o SHA-256 da FIPS 180-4, dá uma impressão digital de tamanho fixo dos dados que qualquer pessoa pode calcular. Um código de autenticação de mensagem, como o HMAC, exige uma chave compartilhada e prova que uma mensagem veio de alguém que a possui. Uma assinatura digital, como o Ed25519 da RFC 8032 ou o ECDSA da FIPS 186-5, usa uma chave privada para assinar e uma chave pública para verificar, então qualquer pessoa pode conferi-la sem ser capaz de assinar.

4.2 Certificados e cadeias

Um certificado, definido na RFC 5280, vincula um nome como book.bayside.example a uma chave pública e é assinado por uma autoridade certificadora. Os navegadores confiam num pequeno conjunto de autoridades raiz; as raízes assinam intermediárias, e as intermediárias assinam certificados de servidor. O navegador verifica a cadeia do certificado do servidor até uma raiz confiável, confere o nome e as datas de validade e só então prossegue. Dana aprende que a maioria dos problemas de certificados que ela verá não é matemática quebrada, mas questões operacionais: datas expiradas, intermediárias ausentes, nomes errados ou uma chave privada guardada onde gente demais pode lê-la.

4.3 Ligando o método à necessidade

Dana pratica com necessidades da Bayside. Proteger o formulário de agendamento em trânsito pede TLS. Detectar se um arquivo de exportação noturna foi corrompido pede um hash, com o valor esperado entregue separadamente. Provar que as notificações de pagamento vieram do processador pede um HMAC com um segredo compartilhado, ou uma assinatura se o processador publica uma chave pública. Permitir que os pacientes verifiquem um PDF de plano de tratamento assinado pede uma assinatura. Proteger um backup em repouso pede cifração autenticada, com a chave guardada separada do backup. Acertar essa correspondência é a habilidade central do profissional.

Exemplo resolvido

Dana preenche uma tabela com seis necessidades da Bayside, escolhendo TLS, hash, HMAC, assinatura ou cifração autenticada para cada uma e indicando quem guarda a chave.

Caso sintético. As necessidades e os nomes de host são sintéticos; as normas citadas são reais.

Erros e limites

Sistemas reais combinam métodos; o próprio TLS usa os quatro blocos. Um hash sem um valor de referência confiável não prova nada sobre adulteração.

Exercícios

• EX016 — MAC versus assinatura. Por que quem verifica um MAC pode forjar tags e quem verifica uma assinatura não pode? Rubrica: 3 = quem verifica assinaturas não pode forjar, porque tem apenas a chave pública; quem verifica MACs tem a mesma chave e poderia criar tags;; 2 = assimetria de chaves;; 1 = nenhuma diferença;; 0 = nenhuma.

• EX017 — Ordem da cadeia. Descreva a cadeia que um navegador verifica para o site de agendamento. Rubrica: 3 = certificado do servidor assinado pela intermediária, assinada por uma raiz confiável, mais nome e datas;; 2 = cadeia parcial;; 1 = nenhuma cadeia;; 0 = nenhuma.

• EX018 — Problemas típicos. Que tipo de problema de certificado Dana vai encontrar com mais frequência? Rubrica: 3 = operacionais: expiração, intermediárias ausentes, nomes errados, chaves expostas;; 2 = dois;; 1 = matemática quebrada;; 0 = nenhuma.

• EX019 — Método para backup. Que método protege um backup em repouso, e onde deve ficar a chave? Rubrica: 3 = cifração autenticada com a chave guardada separada do backup;; 2 = método;; 1 = hash;; 0 = nenhuma.

• EX020 — Plano de tratamento assinado. Que método permite aos pacientes verificar que um PDF de plano de tratamento veio da Bayside? Rubrica: 3 = assinatura digital verificada com uma chave pública;; 2 = assinatura;; 1 = cifração;; 0 = nenhuma.

Síntese

Escolher entre cifração, hashes, MACs, assinaturas e certificados conforme a necessidade é a habilidade criptográfica central do profissional.

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