Základy síťové bezpečnosti

Bezpečnost v počítačových sítích - bezpečná komunikační síť by měla nabíze následující služby:
AAA:
- Authentication (Autentizace - nepsát jinak)
- Authorization (Autorizace)
- Accounting (Účtování)
- zabezpečená komunikace:
  - Důvěrnost
  - Integrita
  - Nepopíratelnost
jiný pohled na bezpečný systém
- Dostupnost - pohotovost provedení služby
- Spolehlivost
- Zabezpečení
- Důvěrnost
- Udržovatelnost

Autentizace (Authentication)

ověření identity uživatele (původce zprávy)
- součástí je představení identity ověřováného subjektu
- zahrnuje prokázání identity jak vůči koncovému ystému, tak vůči komunikujícímu partnerovi
základní metody pro zjištění identity:
- podle toho, co uživatel zná - správná dvojice uživatelské jméno a heslo / PIN
- podle toho, co uživatel má - nějaký technický prostředek, který uživatel vlastní (USB dongle, smart card, privátní klíč, apod.)
- podle toho, co uživatel je - uživatel má vlastnosti, které lze prověřit (otisk prstu, snímek oční zornice, apod.)
- *podle toho, co uživatel umí - umí správně odpovědět na náhodně vygenerovaný kontrolní dotaz

oprávnění použít určitou službu nebo zdroj
- následuje po autentizaci
udělení oprávnění nebo odepření přístupu
- na základě seznamů pro řízení přístupu - definice pro vykonání určitéh operace ři pro přístup k prostředkům počítače

sledování využívání síťových služeb uživateli
informace mohou být využity pro správu, plánování, skutečné účtování nebo další účely

Nepopíratelnost odesílatele a Nepopíratelnost doručení slouží k tomu, aby příjemce (odesílatel) mohl prokázat protistraně odesílání (přijetí) zprávy a tím zabránil pozdějšímu popření této akce protistranou

nauka o metodách utajovaných smyslu zpráv převodem do podoby, která je čitelná jen se speciální znalostí (= klíčem)
základní mechanismy:
- kryptografie s využitím symetrických klíčů (symetrická kryptografie)
- kryptografie s využitím asymetrických klíčů (asymetrická kryptografie)

také kryptografie veřejným klíčem
k šifrování je použit jiný klíč než pro dešifrování
- oba klíče se dohromady nazývají pár klíčů (keypair)
- šifruje se pomocí veřejného klíče (public key), dešifruje pomocí soukromého klíče (private key)
  - zpráva zašifrovaná veřejným klíčem lze dešifrovat pouze pomocí příslušejícím soukromým klíčem
výhody:
- není potřeba nikam posílat šifrovací klíč => snížení rizika jeho vyzrazení / odposlechnutí
- veřejný klíč možno dát všem
nevýhody:
- rychlost => asymetrické šifry jsou vhodné pro krátké zprávy
např. RSA, DSA, atp.

Certifikát - informace, která váže identitu entity (uživatel, server, …) s jeho veřejným klíčem
4 základní informace obsažené v certifikátu:
- jméno vlastníka (držitele)
- hodnota veřejného klíče
- doba platnosti veřejného klíče
- podpis vydavatele certifikátu
certifikáty vydávají tzv. Certifikační autority
- organizace, kterým se důvěřuje
- vydané certifikáty mohou být dostupné na veřejném serveru (kdokoliv může o jeho kopii požádat)

Alice se autentizuje Bobovi zasláním hesla
heslo je šifrováno sdíleným symetrickým klíčem
- negarantuje čerstvost hesla
  - heslo mohlo být uloženo a nyní se jedná o pokus o opakovanou autentizace (možný útok)

Diffe-Hellman algoritmus
- společně sdílejí znalost dvou prvočísel G a N, která jsou volně šířená
- princip K = (G^x mod N)^y mod N = (G^y mod N)^x mod N = G^{xy} mod N

obrácený mechanismus kryptografie
- zpráva podepisována (= šifrována) soukromým klíčem odesílatele, ověřována (=dešifrována) veřejným klíčem odesílatele
2 základní mechanismy
- podpis celého dokumentu
- podpis otisku dokumentu (tzv. message digest, hash)
  - nejčastěji využívané
  - ze zprávy vypočten otisk (hash), který je podepsán (= šifrován soukromým klíčem odesílatele) a odeslán spolu s původním (nijak nešifrovaným) dokumentem
  - řeší problém dlouhých zpráv, pro které jsou asymetrické šifry nevhodné = otisk je vždy pevné (malé) délky

musí poskytovat dvě základní vlastnosti:
- jednosměrnost - jakmile je z dokumentu vytvořen otisk, nelze (žádným způsobem) z otisku získat původní dokument
- one-to-one - je velmi malá pravděpodobnost, že dvě různé zprávy budou mít stejný otisk
pro jakkoli dlouhý dokument má vždy pevnou délku

kolekce protokolů pro zajištění bezpečné komunikace na síťové vrstvě
- protokol Authentication Head (AH) - určen pro zajištění autentizace odesílatele a integrity zprávy
- protokol Encapsulating Security Payload (ESP) - určen pro zajištění autentizace odesílatele, integrity zprávy i důvěrnosti přenosu
operuje ve 2 módech
- Transportní mód - IPSec hlavička je vkládána mezi IP hlavičku a tělo zprávy
- Tunelovací mód - IPSec hlaviča je vkládána před původní IP hlavičku, následně je generována nová Ip hlavička
výhody: zabezpeční všech datových toků mezi dvěma komunikujícími uzly, není potřeba upravovat aplikace
nevýhody: žádné automatické prostředky pro správu kryptografických klíčů

Základní principy a protokoly
- síťové principy a protokoly
- princip redundance v designu sítě
Bezpečné a pružné směrování
- ochrana spojení a cest
- agregace spojení
- vícecestné směrování
Odolné překryvové sítě (RON)
Zabezpečené DNS