Sicurezza/2006-2007

Sicurezza, anno 2006/2007

Sicurezza è un corso complementare per la laurea in comunicazione digitale e altri corsi di laurea.

Docenti

Danilo Bruschi e-mail: <bruschi [at] dico [dot] unimi [it]>

Orari delle lezioni

Lunedì	Mercoledì
15:30-17:30 Aula Alfa	16:30-18:30 Aula Sigma

Le lezioni del lunedì tratteranno la parte teorica del corso e saranno tenute dal prof. Bruschi,mentre le lezioni del mercoledi` tratteranno la parte pratica del corso e saranno tenute dai dott. Paleari, Marrone e Lanzi.

Indirizzi email docenti

• Prof. Bruschi <bruschi [at] dico [dot] unimi [dot] it>
• Dott. Lanzi <andrew [at] security [dot] dico [dot] unimi [dot] it>
• Dott. Paleari <roberto [at] security [dot] dico [dot] unimi [dot] it>
• Dott. Marrone <davide [at] security [dot] dico [dot] unimi [dot] it>

Sito del corso

Se andate qui trovate il programma del corso,le modalità d'esame e quant'altro di necessario.

Materiale didattico

• Libro fondamentale:
  • Titolo: "Computer Security"
  • Autore: D.Gollmann
  • Casa editrice: J.Wiley
  • Lingua: solo inglese
  • prezzo: sui 45/50€

• libro che forse verrà utilizzato:
  • Titolo: "Networking Security essentials"
  • Autori: Wiley, Stalling
  • Casa Editrice: Prentice Hall
  • Prezzo: n/a

Verranno presentate slides alle lezioni di teoria del lunedì, ma probabilmente NON verranno messe a disposizione sul sito.

Modalità d'esame

Si raccomandano come prerequisiti l'aver frequentato il corso di Reti di calcolatori e Sistemi Operativi,e di poter lavorare su Linux,in quanto la pratica verterà su questo sistema operativo. L'esame consiste di due prove da svolgere:

• TEORIA: compito scritto a domande, ci si iscrive tramite sifa
• PRATICA: orale se ci sono meno di venti persone, altrimenti esercizi in laboratorio; ci si iscrive al termine della prova di teoria, o tramite email

É OBBLIGATORIO DARE L'ESAME DI PRATICA AL PRIMO APPELLO DISPONIBILE DOPO LA TEORIA; solitamente la parte di pratica si fa 10gg dopo la teoria. Tuttavia *pare* che il prof intenda permetterci di fare la prova pratica anche all'appello successivo.

SE NON SI PASSA LA PRATICA, BISOGNA RIFARE LA TEORIA.

Diario del corso

Lezione del 02-10-06 (teoria)

• definizioni di
  1. sistema operativo sicuro
  2. bug
  3. exploit

• descrizione dei primissimi atti di hacking riusciti di rilevanza mondiale, ad opera di:
  1. Hess
  2. Robert Morris
  3. Vladimir Levin

---

Lezione del 09-10-06 (teoria)

Lezione incentrata sulla crittografia, spiegazione di essa e della distinzione fra chiavi simmetriche ed asimmetriche.

• Principali protocolli crittografici simmetrici:
  1. AES
  2. DES
  3. IDEA

• Problema del key exchange.
• Algoritmo Diffie-Hellman.
• Tipologia di attacco: man in the middle.

---

Lezione del 11-10-06 (laboratorio)

• accesso alla propria macchina virtuale
• gestione della rete all'interno della macchina virtuale utilizzando le modalità:
  1. NAT: da usare quando e' necessario "uscire" su Internet; l'ip viene assegnato automaticamente e per ottenerlo basta usare il comando dhclient <interfacccia> (es. eth0)
  2. BRIDGE: da utilizzare per collegarsi ad un altra macchina virtuale del laboratorio, per svolgere alcuni degli esercizi che verranno assegnati (non e' possibile uscire su Internet); l'ip dev'essere impostato manualmente, tramite ifconfig <interfacccia> <ip> netmask <netmask>

---

Lezione del 16-10-06 (teoria)

Spiegazione della crittografia a chiave asimmetrica (coppia di chiavi pubblica/privata), chiarite le definizioni di:

• chiave pubblica.
• chiave privata.

Protocolli usati per la crittografia a chiave asimmetrica:

• 1. Diffie-Hellman.
  2. RSA.

L'RSA funziona a partire da due numeri primi di almeno 300 cifre.

• Problemi correlati:
  1. necessità di trovare un algoritmo che verifichi se un numero é primo.
  2. La fattorizzazione rende possibile rompere RSA (nell'arco di qualche secolo, con i mezzi attuali).

• Necessità imprescindibili:
  1. Confidenzialità.
  2. Integrità.
  3. Autenticazione.

• definizioni, spiegazioni, motivazioni dell'ordine di applicazione di:
  1. message digest o checksum.
  2. keyed hash.
  3. firma digitale.

Pro/contro crittografia asimmetrica:

• + Gestione chiavi semplice.
• - Diffusione delicata della chiave pubblica.
• -- Protocolli inefficienti come tempo di esecuzione.

---

Lezione del 18-10-06 (laboratorio)

Lezione teorica tenuta in laboratorio, avente come argomento la gestioni dei permessi su Linux; questa é la slide usata per la spiegazione. Le istruzioni da compiere per accedere ed utilizzare la propria macchina virtuale sono state riportate qui.

Gli argomenti affrontati sono:

• Permessi d'accesso per file e cartelle.
  1. r: lettura.
  2. w: scrittura.
  3. x: esecuzione.

• Modalità d'accesso.
  • File:
    1. SGID.
    2. SUID.
  • Cartelle:
    1. Sticky.
    2. GID.
  • umask.

• Attributi.
  • chattr serve a impostare i seguenti attributi, preceduti da un + o un -.
    1. A
    2. a
    3. c
    4. i
    5. s
    6. u
    7. S
  • lsattr:
    1. -R
    2. -a
    3. -d

• Comandi utilizzati nella gestione dei permessi:
  1. chown
  2. chgrp
  3. chmod

• Schema di autenticazione: utente/password.
  • Si basa su due file:
    1. passwd
    2. shadow
  • Algoritmi utilizzati per la cifratura:
    1. DES modificato.
    2. funzione hash (MD5).

• Tool di cracking: John the Ripper.
  • Modalità operative:
    1. Worldlistmode. es: # john -wordfile:password -rules passwordcheck
    2. Single Crack mode. es: # john -single passwordcheck
    3. Incremental mode. es: # john -incremental:alpha passwordcheck
    4. External mode. es: # john -wordfile:common-4 -external:Filter_Alpha password_check

---

Lezione del 23-10-06 (teoria)

• applicazione della crittografia mista.

• spiegazione e necessità dell'Autorità di Certificazione, e annessi certificati.

• definizioni di:
  1. criptoanalisi
  2. robustezza
  3. attacchi di forza bruta, consentono di rompere:
     • AC4: rotto in otto giorni nel '95 con 120 workstastions
     • DES: necessari due anni, già rotto dall'NSA nel '78

• lunghezza idonea in bit di una coppia di chiavi pubblica-privata:

privata	pubblica
56bit	384bit
64bit	512bit
80bit	768bit
112bit	1792bit
128bit	2304bit

• lunghezze da associare alle chiavi a seconda della lunghezza del periodo per cui devono essere usate:

durata segreto	lunghezza minima chiave privata
decine di minuti	56bit
giorni	64bit
decade	112bit
40 anni	128bit

Capitolo 3 del libro

• entità (principal) che accedono a un pc:
  1. utenti.
  2. gruppi.
  3. altri computer.

• identità: attributo che identifica univocamente un principal all'interno di un pc.

• rappresentazioni di identità:
  1. casuale.
  2. scelta dagli utenti.
  3. gerarchica.

• riconoscimento utente:
  1. ciò che hai.
  2. ciò che sai.
  3. ciò che sei.

• debolezze del sistema di identificazione ed autenticazione, username//password:
  1. intercettazione possibile.
  2. recuperare la password dal file delle password.
  3. password guessing.
     1. ricerca esaustiva.
     2. ricerca mirata.
     3. dictionary check.

---

Lezione del 25-10-06 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, avente come argomento l'ACL;questa é la slide usata per la spiegazione.

Successivamente sono stati assegnati degli esercizi da svolgere, il cui testo é disponibile qui.

---

Lezione del 30-10-06 (teoria)

• Single sign_on
• one time password

• metodi autenticazione:
  1. ciò che hai
     • vengono utilizzati i token
  2. ciò che sei
     • si utilizzano schemi biometrici, es:
       1. voce.
       2. scansione iride.
       3. viso.
       4. impronte digitali, il cui riconoscimento avviene così:
          1. enrollment.
          2. memorizzazione templates.
          3. comparazione fra il template in uso e quello conservato nel db.
          4. enrollment.
          • viene conservato il template di più dita.

• autenticazione via password, non vi e possibilità d'errore
• autenticazione biometrica, non é precisa al 100%, su usa per due scopi
  1. identificazione.
  2. verifica.

• • failure rate, dà luogo a:
    1. falsi positivi.
    2. falsi negativi.
  • equal error rate

• attacchi alla biometria:
  1. falsaggio biometria.
  2. modifiche alle interazioni tra dispositivo e sistema.

• autenticazione basata sulla località.

---

• soggetti/principal: entità attive, es: utenti, processi.
• oggetti: entità passive, es: file risorse.
• operazioni d'accesso: accesso a memoria.

• a un primo livello si usano:
  1. observe.
  2. alter.

• BELL-LAPADULA definiscono quattro diritti d'accesso:
  1. execute.
  2. read.
  3. append -> blind write.
  4. write.

• multics.

	observe	alter
execute
append		X
read	X
write	X	X

	data segments
execute	R
read write	E R
read	W
write	A

	dir segments
status	R
search	E
status modify	W
append	A

unix, operazioni su file
execute	file
read	file
write	fire

unix, operazioni su dir
execute	cerca file
read	lista file
write	crea/rinomina file

---

Lezione del 06-11-06 (teoria)

• politiche di sicurezza.
  1. users.
  2. roles.
  3. procedures.
  4. data types.
  5. objects.

• matrice degli accessi.
  1. righe = capability.
  2. colonne = ACLS.

• anelli di protezione, le cui importanze possibili sono:
  1. operating system kernel: 0
  2. operating system: 1
  3. utilities: 2
  4. user processes: 3

• etichetta/label:
  1. se é dominata da altre etichette é detta system low.
  2. se domina altre etichette é detta system high.
  • MLS: multi level security.

• caratterizzazioni delle politiche:
  1. ai documenti vengono asegnati livelli di sicurezza.
  2. gli utenti sono caratterizati da clearance.

• da garantire per definire l'os sicuro:
  1. no read up.
  2. no read down.

---

Lezione del 08-11-06 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, avente come argomento le tecniche di criptaggio simmetriche/asimmetriche ;questa é la slide usata per la spiegazione.

Successivamente sono stati assegnati degli esercizi da svolgere, il cui testo é disponibile qui.

---

Lezione del 13-11-06 (teoria)

• Trusted Computing Base (TCB).
• Reference monitor.
• Security kernel.

• Meccanismi per proteggere l'os da modifiche non autorizzate:
  1. separazione fisica.
  2. bit di stato.
  3. controlled invocation -> supervisor call.

• protezione della memoria, implica:
  1. rilocazione.
  2. protezione.

• tagged architecture.

---

Lezione del 15-11-06 (laboratorio)

Lezione essenzialmente teorica, avente come argomento la "costruzione" di una vpn;questa é la slide usata per la spiegazione.

---

Lezione del 20-11-06 (teoria)

• Caratteristiche sistemi unix e windows:
  • multiutente
  • multitasking, multithreading
  • time sharing, soft real-time.

• Principali meccanismi di protezione:
  • processi di identificazione/autenticazione
  • controllo degli accessi
  • audit/monitoring

Identificazione in unix

• Soggetti in ambito unix sono:
  1. utenti
     • identificati da:
       1. nome
       2. UID
       3. associazione fra nome e UID é in /etc/passwd
  2. gruppi:
     • un utente può appartenere a più gruppi
     • il gruppo primario é memorizzato in /etc/passwd
     • l'elenco dei gruppi é in /etc/group
  3. processi

• root.
  1. può:
     • accedere a tutto
     • modificare il sistema operativo
     • diventare qualunque utente
  2. non può:
     • risalire al contenuto in chiaro di password o file cifrati.

Identificazione in Windows Xp

• due modalità di gestione:
  1. stand-alone
  2. dominio
     • un server funge da domain controller
     • gli admin del dominio gestiscono tutte le risorse del dominio

• principal:
  • dotati di:
    1. nome
    2. identificatore SID
  • si dividono in:
    1. local user
    2. aliases
    3. domain user
    4. gruppi
    5. macchine (host)

• LSA

• SID format (S-R-I-SA-SA-SA-N):
  • S: security identifier
  • R: revision number
  • I: identify authority
  • SA: sub authority
  • N: identificatore unico

• registry

Logon su sistemi unix:

• criptaggio della password di login:
  1. viene applicato l'algoritmo DES a un messaggio di 64 zeri, usando come chiave la password
  2. Il tutto viene eseguito per 25 volte
  3. é possibile usare un SALT a partire dalla data.

• Sequenza di login:
  1. usando la password inserita al login prompt, viene calcolato il crypt(3)
  2. il risultato viene comparato con la voce corrispondente in /etc/passwd.
  3. se i due termini di paragone collimano, viene eseguito il login.

Logon su sistemi windows xp:

• le macchine sono principal e hanno la password
• possono essere usati dispositivi come le smart card
• mediante crtl+alt+canc viene stabilito il trusted path fra tastiera e servizio di login

• Quando un principal si collega al sistema:
  1. il processo di logon raccoglie le credenziali e le invia ad LSA
  2. LSA (lsass.exe) verifica le credenziali
  3. Logon (winlogon.exe) avvia una shell (explorer.exe) in una nuova sezione di lavoro appartenente al principal
  4. la shell genera i processi successivi nella sessione definitiva

Attacchi contro le password:

• Trojan al logon
• eaves dropping, shoulder sufrgin, post-it snapshot
• social engineering
• keyboard-logging, TTY tapping
• brute forcing
• dictionary attacks

Contromisure:

• /etc/shadow contiene le password cifrate, accessibile solo da root
• Utilizzo di MD5 al posto di DES

---

Lezione del 22-11-06 (laboratorio)

Lezione pratica, in cui sono stati svolti esercizi concernenti la costruzione di vpn questi sono gli esercizi.

---

Lezione del 27-11-06 (teoria)

Unix Access Control

• Soggetti:
  1. processi
  2. UID/GID
     1. real UID/GID
     2. effective UID/GID

• Oggetti
• Owner
• Sticky bit.

Access control in Windows Xp

• contenuti token:
  1. user SID, group SID, alias SID
  2. previlegi
  3. owner SID, group SID, DACL

• 27 tipi diversi di oggetti
• DACL
• ACE

• Access rights:
  1. standard permissions:
     1. detect
     2. read_controlo
     3. write_dac
     4. write_owner
     5. synchronize
  2. specific permissions:
     1. generic_read
     2. generic_write
     3. generic_xxecute
     4. generic_all

• inheritance
• inheritange flags:
  1. inherited_only_ace
  2. no_propagate_inherit
  3. object_inherit_ace
  4. container_inherit_ace
  5. inherited_object_type

Finora sono stati svolti i primi sette capitoli del libro di testo adottato.

---

Lezione del 29-11-06 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, in cui é stato spiegato l'utilizzo di tcpdump questa é la slide usata x la spiegazione.

Successivamente sono stati assegnati degli esercizi da svolgere, ovvero questi.

---

Lezione del 04-12-06 (teoria)

modalità di attacchi locali:

1. environment attacks
2. input argument attacks
3. symlink attacks
4. race condition attacks
5. file descriptor attacks
6. core-file attacks
7. format strings attacks
8. overflow

• buffer overlow

---

Lezione del 06-12-06 (laboratorio)

Lezione pratica, in cui sono stati svolti esercizi concernenti tcpdump,questi sono gli esercizi.

---

Lezione del 11-12-06 (teoria)

• Format bug

Virus (malcode):

1. computer virus
2. trojan horse
3. macro
4. hoax
5. worm

i malcode possono propagarsi anche tramite:

1. applet
2. activex
3. html

teniche per infettare host:

1. overwriting virus
2. parasitic virus
3. appending virus
4. prepending virus

virus famosi analizzati a lezione:

1. melissa
2. iloveyou
3. codered
4. slammer

problemi legati all'individuazione di virus da parte di antivirus:

1. falsi positivi
2. falsi negativi

meccanismi di autodifesa dei virus:

1. polimorfismo
2. entry point changer
3. stealth
4. armor

---

Lezione del 13-12-06 (laboratorio)

La lezione di laboratorio del 13/12 è sospesa causa sciopero mezzi pubblici.

---

Lezione del 18-12-06 (teoria)

• Teoria di base relativa ad Internet Protocol (ip).

• Attacchi su lan:

1. tecniche:
   1. sniffing
   2. spoofing / hijacking, blind spoofing
   3. attacchi a protocolli arp/rarp
2. obiettivi:
   1. impersonare un host
   2. denial of service
   3. accesso a dati sensibili

• Attacchi ad arp
• se la rete é switched si usa:
  1. mac flooding
  2. mac duplicating/cloning

• icmp e icmp redirect

---

Lezione del 20-12-06 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, in cui é stato spiegato l'utilizzo di openssh, questa é la slide usata x la spiegazione.

Successivamente sono stati assegnati degli esercizi da svolgere, ovvero questi.

---

Lezione del 08-01-07 (teoria)

Protezioni crittografiche x la rete

Adozione di sistemi crittografici su reti insicure (tcp/ip)

- Aggiunta del MAC (Message Authentication Code) al messaggio trasmesso per verificarne l'integrità. 
  
- Aspetti politici dell'uso della crittografia, il trattato di Wassennar sull'esportazione dei protocolli crittografici

- Aspetti tecnologici sulla scelta dei protocolli crittografici (Simmetrici o asimmetrici)

- Livelli di gestione della crittografia nello stack TCP/IP
  - Livello applicazione (Kerberos, PGP, S/MIME, Set, ...)
  - Livello trasporto (SSL/TLS)
  - Livello rete (IPSec)

- SSL/TLS
  - Handshake SSL 1.0
  - Attacco con Man in The Middle su SSL 1.0 e relativa soluzione

Lezione del 10-01-07 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, in cui é stato spiegato l'utilizzo di openssh, questa é la slide usata x la spiegazione.

Successivamente sono stati assegnati degli esercizi da svolgere, ovvero questi.

---

Lezione del 15-01-07 (teoria)

• Obiettivi di IPSEC:
  1. riservatezza e integrità dei dati
  2. autenticazione

• relativi componenti:
  1. authentication header (AH) fornisce:
     1. connectionless integrity
     2. data origin authentication
     3. anti replay
  2. encapsulation security payload (ESP) fornisce:
     1. opzionalmente tutti i servizi di AH
     2. confidentiality
     3. limitated flow confidentiality

• protocolli ESP per cifratura:
  1. DES-CBC
  2. triplo DES
  3. IDEA
  4. RC5
  5. blowfish
  6. triplo IDEA

• transport mode
• tunnel mode

• traffico outbound IPSEC, decide di:
  1. eliminare pacchetto
  2. applicare /AH/ESP
  3. aggirare IPSEC
• strumenti usati per traffico inbound:
  1. security association
  2. protocolli key exchange

• security policies
  • relativi selettori:
    1. DST_IP_ADDR
    2. SRC_IP_ADDR
    3. USERNAME
    4. TRANS_PROTO
    5. SRC_PORT
    6. DST_PORT

• security association
• key management
• ISAKMP

• metodi di autenticazione IKE:
  1. pre shared key
  2. crittografia a chiave pubblica
  3. firma digitale

---

Lezione del 17-01-07 (laboratorio)

Prima parte della lezione teorica, in cui é stato spiegato l'utilizzo di netfilter, questa é la slide usata x la spiegazione.

---

Lezione del 22-01-07 (teoria)

• Firewall
  1. tutto il traffico in entrata ed in uscita deve passarvici
  2. solo traffico autorizzato può entrare/uscire
  3. deve essere il più possibile immune ad attacchi rispetto ad un host normale (per esempio, un qualunque pc con un firewall software)

• Filtri:
  1. servizi
  2. direzione
  3. user control
  4. behavior control

• Tipi di firewall:
  1. packet filtering
     • vantaggi:
       1. semplice
       2. trasparente ad utenti
       3. opera ad alta velocità
     • svantaggi:
       1. difficoltà di configurazione
       2. meccanismi di autenticazione
  2. application_level gateway (detto anche proxy server)
     • vantaggi:
       1. controlli più sofisticati
       2. operazioni di logging più mirate
     • svantaggi:
       1. più lento
  3. circuit_level gateway

• bastion host
• screened subnet firewall
• delimitarized zone (DMZ)

• IDS (intrusion detection system)
  1. anomaly detection
  2. misuse detecetion