Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Διακυβέρνησης ΠΜΣ520 Ασφάλεια Υπολογιστικών Συστημάτων Ασφάλεια σε Αυτοφυή Δίκτυα Υπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Τι είναι Δίκτυα χωρίς κεντρική διαχείριση Δεν υπάρχουν σταθμοί βάσης, δίκτυο ραχοκοκαλιάς ή διακομιστές (βλ. P2P). Δεν υπάρχουν διαχειριστές δικτύου (αυτο-διαχειριζόμενα, αυτο-ρυθμιζόμενα και αυτο-θεραπευόμενα) Δίκτυα πολλαπλών σταθμών (multihop) Κινητοί κόμβοι που χρησιμοποιούν το ασύρματο μέσο για επικοινωνία Συνεχώς και απροσδόκητα μεταβαλλόμενη τοπολογία δικτύου μετακίνηση κόμβων εντός του δικτύου κόμβοι εισέρχονται και εξέρχονται του δικτύου

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Εφαρμογές: Το χτες, το σήμερα και το αύριο ALOHA: Κατανεμημένη διαχείριση πρόσβασης σε κανάλια 1973 – PRnet (DARPA): δίκτυο πολλαπλών σταθμών στο οποίο οι κόμβοι συνεργάζονταν μεταξύ τους έτσι ώστε ένα μήνυμα να φτάσει στον προορισμό του Στρατιωτικές ανάγκες: Πεδίο μάχης Επιχειρήσεις διάσωσης Δίκτυα αισθητήρων (sensor networks) Δίκτυα προσωπικών συσκευών (π.χ. σε συνέδρια, συναντήσεις, κλπ.) Bluetooth Δίκτυα αυτοκινήτων

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Είδη – Ονομασίες IETF: Mobile Ad hoc NETwork (MANET) ( Personal Area Network (PAN) Connected Ad Hoc Network (CAN) e.g., Independent Basic Service Set (IBSS) Autonomous Ad Hoc Network e.g., Extended Service Set (ESS) Χαρακτηριστικά συσκευών: Προσωπικές-φορητές συσκευές (φορητοί υπολογιστές, υπολογιστές τσέπης (PDAs), αισθητήρες) Περιορισμένη επεξεργαστική ισχύς, μνήμη και αυτονομία Κινητικότητα

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Παραδείγματα

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Ευπάθειες Νέα δεδομένα για την αντιμετώπιση των κλασικών προβλημάτων της ασφάλειας (αυθεντικοποίηση, ανταλλαγή κλειδιών, κλπ.) : Δεν υπάρχει κάποια μορφή κεντρικής αρχής Πρόσβαση σε online διακομιστές ή άλλα δίκτυα γενικότερα Εξαιρετικά δυναμικό περιβάλλον (κινητικότητα, Περιορισμένος χρόνος ζωής δικτύου Περιορισμένες ικανότητες των κόμβων (επεξεργαστική ισχύς, μνήμη, αυτονομία, δυνατότητα επικοινωνίας) Οι κόμβοι μπορεί να αιχμαλωτισθούν, κλαπούν, κλπ.

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Απειλές Απομίμηση (spoofing) Άρνηση εξυπηρέτησης (DoS) Νέες μορφές απειλής: Ωτακουστές (Eavesdroppers) Άρνηση εξυπηρέτησης κόμβων (π.χ. κατανάλωση ενέργειας) Συμπεριφορά ανάλογη του προβλήματος των Βυζαντινών Στρατηγών Ιδιοτέλεια (selfishness) – άρνηση συνεργασίας Καταβόθρες (sinkholes)

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Ασφαλής Δρομολόγηση Επιθέσεις: Παρακώλυση δρομολόγησης Διάδοση λανθασμένων πληροφοριών δρομολόγησης Βρόγχοι δρομολόγησης «Μαύρες» και «γκρι» τρύπες Εξάντληση πόρων Προτεινόμενες λύσεις: SEAD: συναρτήσεις σύνοψης Ariadne: αυθεντικοποίηση μηνυμάτων δρομολόγησης με χρήση διαμοιραζόμενων μυστικών ή ψηφιακών υπογραφών ARAN: ψηφιακά πιστοποιητικά SAODV: ψηφιακές υπογραφές και συναρτήσεις σύνοψης

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Απαιτήσεις Ασφάλειας Οι απαιτήσεις σχετικές με: αυθεντικότητα, εμπιστευτικότητα, ακεραιότητα, διαθεσιμότητα και μη αποποίηση είναι γνωστές. Το βασικό πρόβλημα είναι η εμπιστοσύνη

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Εμπιστοσύνη Κεντρική έμπιστη οντότητα π.χ. CA δεν είναι πάντα διαθέσιμη κατάτμηση δικτύου (clustering) Διανομή κλειδιών πριν το σχηματισμό του δικτύου Φαινόμενο νεοσσών (Νεοσσοί ανάστασης) Μοντέλα υπόληψης

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Διαχείριση Κλειδιών Διαμοιρασμός εμπιστοσύνης Διαμοιραζόμενα Συστήματα Διαχείρισης Κλειδιών PGP Κρυπτογραφία Κατωφλίου Κρυπτογραφία Κατωφλίου: (n, t+1) n κόμβοι μοιράζονται την ικανότητα πραγματοποίησης μιας κρυπτογραφικής λειτουργίας (π.χ. ψηφιακή υπογραφή) t+1 κόμβοι μπορούν να συνεργαστούν για να πραγματοποιήσουν τη λειτουργία αυτή Είναι αδύνατο για t κόμβους να κάνουν κάτι τέτοιο

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Παράδειγμα: Υπογραφή Πιστοποιητικών n κόμβοι μπορούν να υπογράφουν πιστοποιητικά Η συγκεκριμένη υπηρεσία μπορεί να ανεχτεί μέχρι t κακόβουλους κόμβους Το ιδιωτικό κλειδί k μοιράζεται σε n μέρη (κόμβους) Κάθε κόμβος υπογράφει ένα μέρος της υπογραφής με το κλειδί που διαθέτει Όταν μαζευτούν t+1 μέρη, η ψηφιακή υπογραφή έχει ολοκληρωθεί

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Μοντέλα Υπόληψης Αποφυγή κακόβουλων και ιδιοτελών κόμβων Συνήθη στάδια: Παρακολούθηση κόμβων Απόφαση για τη υπόληψή τους Διαμοιρασμός της απόφασης αυτής Επίπεδα φήμης CONFIDANT: Κάθε κόμβος παρακολουθεί την κακή συμπεριφορά των γειτόνων Στέλνει μηνύματα ALARM στους γείτονές του. Αν βρεθεί κακόβουλος κόμβος, σταματάει η προώθηση πακέτων προς αυτόν Αν κατηγορήθηκε άδικα ή μετανόησε επανεντάσσεται στο δίκτυο CORE: Οι κόμβοι ανταλλάσσουν παρατηρήσεις υπόληψης Έμφαση στους ιδιοτελείς κόμβους

ΠΜΣ520 - Ασφάλεια Υπολογιστικών ΣυστημάτωνΥπ. Δρ. Κωνσταντίνος Παπαπαναγιώτου Σύνοψη Οι προτάσεις για την ασφάλεια στα αυτοφυή δίκτυα πρέπει να γίνονται με βάση τις εξής παραμέτρους: Μικρή επεξεργαστική ισχύς και αυτονομία κόμβων Άσκοπη χρησιμοποίηση δικτυακών πόρων Ιδιωτικότητα θέσης Αλλαγές στην τοπολογία Εμπιστοσύνη