Firma elettronica Concetti e meccanismi cristiano.crevato@insiel.it.

Presentazione sul tema: "Firma elettronica Concetti e meccanismi cristiano.crevato@insiel.it."— Transcript della presentazione:

1 Firma elettronica Concetti e meccanismi

2 Il documento classico Crittografia e firma elettronica
Il supporto cartaceo Università degli studi di Udine Crittografia e firma elettronica Cristiano Crevato

3 Il documento informatico.
Il documento moderno Il documento informatico. “S’intende per documento informatico la rappresentazione informatica di atti, fatti o dati giuridicamente rilevanti.”

4 ? Il documento moderno Crittografia e firma elettronica
Università degli studi di Udine Crittografia e firma elettronica Cristiano Crevato

5 Firma elettronica Esigenze . La legge richiede di:
Poter firmare elettronicamente un documento Consentire la verifica della firma apposta da parte di terzi Mantenere la sicurezza del sistema

6 Crittografia classica?
Crittografia classica (simmetrica) N utenti (N-1)2 chiavi Rapporto uno a (N-1)

7 Crittografia classica?
m c1 c2 c3 c4 Cifrario a trasposizione Cifrario a rotazione

8 Data Encryption Standard
64 bit S0 D0 32 bit 32 bit Si=Di-1 Di=Si-1+f(Di-1,Ki) 32 bit 32 bit TF 64 bit

9 U L R F C Z D L L V A C L G N U G S A E A
Cifrario di Vigenère P A R I G I V A L B E N E U N A M E S S A F L A U T O F L A U T O F L A U T O F L A U L R F C Z D L L V A C L G N U G S A E A

10 Cifrario a trasposizione
P A R I G I V A L B E N E U N A M E S S A P A R I G I V A L B E N E U N A M E S S A P R G V L E E N M S A A I I A B N U A E S

11 Cifrario a trasposizione
Analisi statistica della lingua usata Complessità computazionale relativamente bassa Non garantisce l’identità del firmatario

12 Crittografia a chiave pubblica
Crittografia moderna? Crittografia a chiave pubblica N utenti N chiavi Rapporto uno a uno

13 Firma elettronica Uso delle chiavi PRIVATA
Vse7 edca 34q 23r # =)N90mjs “ &vr5% HHJ Contenuto di un generico documento informatico PUBBLICA

14 Funzione della Firma Elettronica
L’applicazione della Firma Elettronica ad un documento informatico permette di certificare l’integrità e la paternità del documento (certificazione)

15 Impiego della Firma elettronica
Per poter sostituire in tutto e per tutto i documenti cartacei negli atti ufficiali. Redigere atti ufficiali Distribuire atti ufficiali Archiviare atti ufficiali

16 Firma elettronica Art.15, comma 2, legge 15 marzo 1997, n.59
“gli atti, dati e documenti formati dalla pubblica amministrazione e dai privati con strumenti informatici o telematici, i contratti stipulati nelle medesime forme, nonché la loro archiviazione e trasmissione con strumenti informatici, sono validi e rilevanti a tutti gli effetti di legge”

17 Certificate Authority
Firma elettronica La firma elettronica, apposta rispettando le disposizioni tecniche, ha valore soltanto se la coppia di chiavi è dotata di certificato elettronico rilasciato da una terza parte garante, la Certificate Authority, che ne attesti la validità. Certificate Authority Utente A Utente B

18 Autorità per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione
Firma elettronica Autorità per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione Stabilisce regole e modalità di applicazione della firma elettronica. Certifica e conserva l’elenco dei soggetti autorizzati a svolgere l’attività di Certificate Authority.

19 Firma elettronica Cosa deve contenere un certificato:
(D.P.C.M. 8/2/1999, Art.11) a. Numero di serie del certificato b. Ragione e denominazione sociale del certificatore c. Codice identificativo del titolare presso il certificatore d. Nome cognome e data di nascita ovvero ragione e denominazione sociale del titolare e. Valore della chiave pubblica f. Algoritmi di generazione everifica utilizzati g. Inizio e fine del periodo di validità delle chiavi h. Algoritmo di sottoscrizione del certificato

20 Firma elettronica Adempimenti della CA:
(D.P.C.M. 8/2/1999, Art.22, comma 2) “Al momento della registrazione il certificatore deve verificare l’identità del richiedente. E’ data facoltà al certificatore di definire, pubblicandole nel manuale operativo, le modalità di identificazione degli utenti.”

21 Firma elettronica Aspetto di un certificato: (Base64 encoded X509)

22 Certificate Authority
Firma elettronica Certificate Authority 2. Bianchi controlla presso la CA il certificato e la chiave pubblica di Rossi. 1. Rossi manda una a Bianchi, firmando il contenuto con la sua chiave privata. intranet Rossi Bianchi Rossi 3. Bianchi verifica la firma di Rossi applicando alla la chiave pubblica di Rossi. CERTIFICAZIONE

23 Oltre la Firma elettronica
“Funzione” della Firma Elettronica Le chiavi utilizzate per applicare la Firma Elettronica ad un documento informatico possono essere usate per limitare l’accesso al contenuto del documento ad un gruppo ristretto di persone (confidenzialità) in tal caso viene meno la garanzia sulla paternità del documento

24 Firma elettronica Uso delle chiavi PUBBLICA PRIVATA PRIVATA
Vse7 edca 34q 23r # =)N90mjs “ &vr5% HHJ Contenuto di un generico documento informatico PUBBLICA

25 Certificate Authority
Firma elettronica Certificate Authority 1. Bianchi recupera dalla CA il certificato di Rossi contenente la chiave pubblica di Rossi. 3. Rossi recupera l’allegato usando la sua chiave privata. Bianchi Rossi 2. Bianchi spedisce a Rossi una con un documento allegato, cifrando tutto con la chiave pubblica di Rossi. CONFIDENZIALITA’

26 Il meccanismo di Firma Elettronica

27 Firma elettronica Meccanismo di Firma
Estrazione di un’impronta dal documento informatico mediante un algoritmo di Hash Cifratura dell’impronta mediante la chiave privata del sottoscrittore Il risultato costituisce la firma elettronica del documento

28 Testo originale del documento
Firma elettronica Impronta e algoritmo di Hash Usando un Algoritmo di Hash si estrae da un qualsiasi documento informatico una sequenza binaria lunga 160 bit. La natura dell’algoritmo garantisce che da due documenti distinti non sia possibile ottenere la medesima impronta e che dall’impronta non sia possibile ricostruire il documento che l’ha generata. Testo originale del documento T t o i al el d um t

29 Firma elettronica Generazione della Firma
L’impronta estratta dal documento informatico viene cifrata con la chiave privata del sottoscrittore, questo garantisce che l’impronta non possa essere alterata successivamente e identifica univocamente il sottoscrittore quale autore della medesima. Il risultato di questa operazione costituisce la Firma Elettronica. T t o i al el d um t shjbjad vczaxcv

30 Testo originale del documento
Firma elettronica Generazione del documento firmato Il documento ottenuto dalla fusione del testo originale e della Firma costituisce il documento firmato elettronicamente. Il suo contenuto è disponibile anche se non si ha la chiave pubblica del sottoscrittore. Questa non serve infatti per leggere il contenuto del documento ma soltanto per verificarne paternità ed integrità. Testo originale del documento shjbjad vczaxcv

31 Firma elettronica Meccanismo di Verifica
Separazione del documento firmato dalla firma elettronica apposta Estrazione di un’impronta dal documento mediante lo stesso algoritmo di Hash usato per firmarlo Decifrazione della firma digitale mediante la chiave pubblica del sottoscrittore Confronto delle due impronte

32 Testo originale del documento
Firma elettronica Verifica: estrazione e confronto delle impronte Testo originale del documento T t o i al el d um t Valida (Firma) shjbjad vczaxcv T t o i al el d um t

33 RSA e SHA-1 Nozioni di base

34 RSA e SHA-1 D.P.C.M. 8 febbraio 1999 Art. 2
Algoritmi di generazione e verifica delle firme digitali 1. Per la generazione e la verifica delle firme digitali possono essere utilizzati i seguenti algoritmi a. RSA (Rivest-Shamir-Adleman algorithm). b. DSA (Digital Signature Algorithm).

35 Aritmetiche circolari
1 2 3 4 5 3+3 3+2 3+4 3+1 3 3 + 4 = 1

36 classe di k = resto di k diviso n
RSA e SHA-1 Aritmetica modulo n Nell’aritmetica modulo n ho i simboli 0,1,2,3,4 ... n. Ogni numero intero k in base 10 viene rappresentato nell’aritmetica modulo n dalla classe di appartenenza. La classe di k è data dal resto della divisione di k per n classe di k = resto di k diviso n Un aritmetica modulo n con n numero primo costituisce un Campo di Galois Ci sono solo 6 numeri ossia: 0,1,2,3,4, e 5. Li mettiamo come etichette su 6 contenitori Un numero in base 10 dove va a finire in un’aritmetica modulo 6? In quale contenitore? Lo divido per 6 il resto mi indica il contenitore

37 Aritmetiche circolari
1 2 3 4 5 3x2 = 3x4 3x1 = 3x3 3 x 4 = 0 Legge di annullamento del prodotto

38 Numeri primi “molto grandi”
Teoria dei numeri simbolo di Jacobi Dato p numero dispari “grande” 100 interi tra 1 e p-1 ( ) @

39 RSA e SHA-1 L’algoritmo RSA si basa su funzioni unidirezionali
- Diretta semplice da calcolare - Inversa di difficile computazione

40 j(n) = n x (1-1/n1) x (1-1/n2) x ... x (1-1/nm)
Funzione di Eulero j(n) = n x (1-1/n1) x (1-1/n2) x ... x (1-1/nm) 6 = 2 x j(6) = 6 X (1 – ½) X (1- 1/3) = 2 4 e 5 primi con 6

41 Teorema di Eulero-Fermat
Dati u,v interi se MCD(u,v) = 1 allora j(u) v = 1 modulo u j(u) - 1 w = v modulo u allora wv = 1 modulo u

42 RSA - Generazione delle chiavi
RSA e SHA-1 RSA - Generazione delle chiavi Metodo: Esempio numerico: p e q primi   11 e 13 n = pq   143=1113 (n)=(p-1)(q-1)   (143)=10 12=120 x primo con (n)   Privata y con resto [(yx):(n)]=1   7 coppia (n,y)   (143,7) Pubblica

43 R S A - Cifratura e decifrazione
RSA e SHA-1 R S A - Cifratura e decifrazione Algoritmo: Esempio numerico: m messaggio da inviare: 79, 70, 70, 73, 67, 69 OFFICE = (codice ASCII) cifratura di m c = m y modulo n  (<<SYl = 40, 60, 60, 83, 89, 108 (codice ASCII) Alla luce di quanto visto il sistema è sicuro perchè l’estrazione di un logaritmo in un’aritmetica modulo n è troppo costoso in termini di tempo migliaia se non milioni di anni. Ovviamente in rapporto alla lunghezza delle chiavi. Lo standard DPCM dice 1024 bit, certi tool , vedi PGP, danno 2048 bit. In america é proibito PGP perchè non riescono a leggere la posta elettronica.  decifrazione di c m = c x modulo n 79, 70, 70, 73, 67, 69 OFFICE = (codice ASCII)

44 RSA e SHA-1 D.P.C.M. 8 febbraio 1999 Art. 2 Algoritmi di hash
1. La generazione dell’impronta si effettua impiegando una delle seguenti funzioni di hash, definite nella norma ISO/IEC :1998: a. Dedicated hash-Function 1, corrisp. alla funzione RIPEMD-160; b. Dedicated hash-Function 3, corrisp. alla funzione SHA-1;

45 RSA e SHA-1 L’algoritmo SHA-1 impiega funzioni logiche ed operazioni di elevamento a potenza. Applicato a sequenze binarie di lunghezza non superiore a 2^64 produce una sequenza binaria di lunghezza 160 Logica matematica nel confronto tra bit.

46 Le 80 funzioni logiche di SHA-1
RSA e SHA-1 Le 80 funzioni logiche di SHA-1 f(t,B,C,D) = (B AND C) OR ((NOT B) AND D) (0  t  19) f(t,B,C,D) = B XOR C XOR D (20  t  39) f(t,B,C,D) = (B AND C) OR (B AND D) OR (C AND D) (40  t  59) f(t,B,C,D) = B XOR C XOR C XOR D (60  t  79) dove B,C,D sono sequenze di 32 bit Analisi almeno della prima. T è il momento nell’esecuzione ciclica del calcolo B,C,D sono sequenze binarie estratte dal documento informatico secondo opportuni criteri

47 RSA e SHA-1 Le 80 costanti di SHA-1 K(t)=5A827999 ( 0  t  19)
K(t)=6ED9EBA (20  t  39) K(t)=8F1BBCDC (40  t  59) K(t)=CA62C1D6 (60  t  79) Costanti coinvolte

48 SHA-1 – Inizializzazione dell’impronta
RSA e SHA-1 SHA-1 – Inizializzazione dell’impronta L’impronta viene composta unendo 5 blocchi di 32 bit per un totale di 160 bit. I 5 blocchi vengono inizializzati con i valori: 1° blocco = = 2° blocco = EFCDAB89 = 3° blocco = 98BADCFE = 4° blocco = = 5° blocco = C3D2E1F0 = Blocchi fissi iniziali sui ai quali si somma il risultato dei vari calcoli e che daranno origine all’impronta

49 Scomposizione del documento
RSA e SHA-1 Scomposizione del documento Il documento informatico viene scomposto in blocchi di lunghezza 512 bit. Ogni blocco viene suddiviso in sottoblocchi di lunghezza 32 bit. Scomposizione del documento informatico dopo che è stato completato con zeri se necessario

50 RSA e SHA-1 Calcolo delle componenti dell’impronta
Ogni blocco di 512 bit viene processato nel seguente modo: 1) detti W(0) ... W(15) i sottoblocchi di lunghezza 32 bit per t=16 fino 79 si calcola: W(t)=S^1( W(t-3) XOR W(t-8) XOR W(t-14) XOR W(t-16) ) 2) fissati A=H0 B=H1 C=H2 D=H3 E=H4 per t da 0 a 79 si ripete la sequenza: TEMP=S^5(A)+f(t;B,C,D)+E+W(t)+K(t) E=D, D=C, C=S^30(B), B=A, A=TEMP H0=H0+A H1=H1+B H2=H2+C H3=H3+D H4=H4+E Calcolo in base binaria

51 RSA e SHA-1 Composizione dell’impronta
L’impronta viene composta unendo i 5 blocchi ottenuti precedentemente: Impronta = H0+H1+H2+H3+H4 Composizione dell’impronta. E’ SICURAMENTE UNICA.

52 Secure Socket Layer Caratteristiche principali

53 Secure Socket Layer Il protocollo SSL viene impiegato per salvaguardare la sicurezza e la segretezza dei dati scambiati durante una comunicazione. Il protocollo è composto da due moduli. Il primo é l’SSL Record Protocol che si aggancia sul protocollo di comunicazione utilizzato rendendo così disponibili le funzioni crittografiche. Il secondo, l’SSL Handshake Protocol, mantiene il sincronismo dell’algoritmo di cifratura e delle chiavi crittografiche utilizzate durante la comunicazione. Il client chiama Il server spedisce il certificato IL CLIENT GLI MANDA LA SUA SEQUENZA USANDO IL CERTIFICATO Il server gli manda la propria sequenza usando la quella del client Entrambi sono in grado di generare la medesima chiave di sessione

54 Generazione della chiave simmetrica di sessione
Secure Socket Layer Generazione della chiave simmetrica di sessione Durante le fasi di attivazione dei protocolli SSL Record Protocol e SSL Handshake Protocol il Client ed il Server si scambiano in maniera sicura (certificato del Server) delle sequenze binarie generate in maniera casuale. Sulla base di queste sequenze il Client ed il Server generano la medesima chiave di sessione che viene utilizzata sia in fase di cifratura che in fase di decifrazione. Il sistema di cifra di SSL si basa su algoritmi a chiave simmetrica. Tale sistema di cifra presenta il vantaggio di essere molto più veloce di un sistema crittografico a chiavi asimmetriche (firma elettronica) a discapito però della sua robustezza e durata nel tempo.

55 Secure Socket Layer Http

56 SSL Handshake Protocol
Secure Socket Layer Https ? SSL Record Protocol SSL Handshake Protocol

57 Netscape

58 Netscape Nel client di posta Netscape è integrata la gestione della firma delle e della cifratura del contenuto. La gestione dei certificati è semplice ed è disponibile cliccando sul bottone Security.

59 Netscape Il gestore dei certificati permette di gestire in modo semplice i certificati disponibili distinguendo tra i propri, quelli di altre persone con le quali si comunica e quelli delle principali CA mondiali.

60 Netscape Cliccando sul pulsante Visualizza è possibile vedere i dati contenuti nel certificato relativi al titolare ed alla CA che ha emesso il certificato.

61 Netscape E’ possibile usare uno dei propri certificati per firmare una e usare il certificato del destinatario per cifrare il contenuto della impostando le opzioni sulla barra menù del compositore di messaggi.

62 Netscape Usando il tasto Security è possibile verificare in fase di composizione della se la firma e la cifratura sono disponibili o se i certificati posseduti non sono validi. In questo esempio si può firmare ma non si può cifrare.

63 Netscape Quando si riceve una firmata e/o cifrata compare accanto al testo il pulsante con la corrispondente dicitura.

64 Netscape Cliccando sul pulsante Cifrata e Firmata è possibile vedere i dati relativi ai certificati utilizzati nelle due operazioni.

65 Outlook

66 Outlook Nel client di posta Outlook è integrata la gestione della firma delle e della cifratura del contenuto semplicemente cliccando sul bottone Options.

67 Outlook E’ possibile usare uno dei propri certificati per firmare una e usare il certificato del destinatario per cifrare il contenuto della impostando le opzioni sulla barra menù del compositore di messaggi.

68 Outlook E’ possibile verificare il certificato usato dal mittente usando il pulsante con la coccarda in alto a destra.

69 Outlook Quando la posta è protetta da cifratura viene oscurata anche nella finestra di preview.

70 Outlook Nel client di posta Outlook la gestione dei certificati e del comportamento del client di posta si possono personalizzare cliccando sulla voce Options del menù Tools.

71 Outlook Cliccando su Change Settings si accede alla gestione dei certificati. Cliccando su Choose è possibile selezionare il certificato da utilizzare.

72 Internet Explorer

73 Come attivare SSL su Internet Explorer:

74 Internet Explorer I messaggi di avviso: Entrata in un sito sicuro:
Uscita da un sito sicuro:

75 Internet Explorer Come leggere il certificato del sito
sicuro che stiamo visitando:

76 Considerazioni e domande
Conclusione Considerazioni e domande