Amenazas deliberadas a la seguridad de la información

Se entiende por amenaza una condición del entorno del sistema de información (persona, máquina, suceso o idea) que, dada una oportunidad, podría dar lugar a que se produjese una violación de la seguridad (confidencialidad, integridad, disponibilidad o uso legítimo). La política de seguridad y el análisis de riesgos habrán identificado las amenazas que han de ser contrarrestadas, dependiendo del diseñador del sistema de seguridad especificar los servicios y mecanismos de seguridad necesarios.
Las amenazas a la seguridad en una red pueden caracterizarse modelando el sistema como un flujo de información desde una fuente, como por ejemplo un fichero o una región de la memoria principal, a un destino, como por ejemplo otro fichero o un usuario. Un ataque no es más que la realización de una amenaza.
Las cuatro categorías generales de amenazas o ataques son las siguientes:

· Interrupción: un recurso del sistema es destruido o se vuelve no disponible. Este es un ataque contra la disponibilidad. Ejemplos de este ataque son la destrucción de un elemento hardware, como un disco duro, cortar una línea de comunicación o deshabilitar el sistema de gestión de ficheros.

· Intercepción: una entidad no autorizada consigue acceso a un recurso. Este es un ataque contra la confidencialidad. La entidad no autorizada podría ser una persona, un programa o un ordenador. Ejemplos de este ataque son pinchar una línea para hacerse con datos que circulen por la red y la copia ilícita de ficheros o programas (intercepción de datos), o bien la lectura de las cabeceras de paquetes para desvelar la identidad de uno o más de los usuarios implicados en la comunicación observada ilegalmente (intercepción de identidad).

· Modificación: una entidad no autorizada no sólo consigue acceder a un recurso, sino que es capaz de manipularlo. Este es un ataque contra la integridad. Ejemplos de este ataque son el cambio de valores en un archivo de datos, alterar un programa para que funcione de forma diferente y modificar el contenido de mensajes que están siendo transferidos por la red.

· Fabricación: una entidad no autorizada inserta objetos falsificados en el sistema. Este es un ataque contra la autenticidad. Ejemplos de este ataque son la inserción de mensajes espurios en una red o añadir registros a un archivo.
Estos ataques se pueden asimismo clasificar de forma útil en términos de ataques pasivos y ataques activos.

1.Ataques pasivos
En los ataques pasivos el atacante no altera la comunicación, sino que únicamente la escucha o monitoriza, para obtener información que está siendo transmitida. Sus objetivos son la intercepción de datos y el análisis de tráfico, una técnica más sutil para obtener información de la comunicación, que puede consistir en:
· Obtención del origen y destinatario de la comunicación, leyendo las cabeceras de los paquetes monitorizados.
· Control del volumen de tráfico intercambiado entre las entidades monitorizadas, obteniendo así información acerca de actividad o inactividad inusuales.
· Control de las horas habituales de intercambio de datos entre las entidades de la comunicación, para extraer información acerca de los períodos de actividad.
Los ataques pasivos son muy difíciles de detectar, ya que no provocan ninguna alteración de los datos. Sin embargo, es posible evitar su éxito mediante el cifrado de la información y otros mecanismos que se verán más adelante.

2.Ataques activos
Estos ataques implican algún tipo de modificación del flujo de datos transmitido o la creación de un falso flujo de datos, pudiendo subdividirse en cuatro categorías:

· Suplantación de identidad: el intruso se hace pasar por una entidad diferente. Normalmente incluye alguna de las otras formas de ataque activo. Por ejemplo, secuencias de autenticación pueden ser capturadas y repetidas, permitiendo a una entidad no autorizada acceder a una serie de recursos privilegiados suplantando a la entidad que posee esos privilegios, como al robar la contraseña de acceso a una cuenta.

· Reactuación: uno o varios mensajes legítimos son capturados y repetidos para producir un efecto no deseado, como por ejemplo ingresar dinero repetidas veces en una cuenta dada.

· Modificación de mensajes: una porción del mensaje legítimo es alterada, o los mensajes son retardados o reordenados, para producir un efecto no autorizado. Por ejemplo, el mensaje "Ingresa un millón de pesetas en la cuenta A" podría ser modificado para decir "Ingresa un millón de pesetas en la cuenta B".

· Degradación fraudulenta del servicio: impide o inhibe el uso normal o la gestión de recursos informáticos y de comunicaciones. Por ejemplo, el intruso podría suprimir todos los mensajes dirigidos a una determinada entidad o se podría interrumpir el servicio de una red inundándola con mensajes espurios. Entre estos ataques se encuentran los de denegación de servicio, consistentes en paralizar temporalmente el servicio de un servidor de correo, Web, FTP, etc.

Servicios de seguridad

Para hacer frente a las amenazas a la seguridad del sistema se definen una serie de servicios para proteger los sistemas de proceso de datos y de transferencia de información de una organización. Estos servicios hacen uso de uno o varios mecanismos de seguridad. Una clasificación útil de los servicios de seguridad es la siguiente:

· Confidencialidad: requiere que la información sea accesible únicamente por las entidades autorizadas. La confidencialidad de datos se aplica a todos los datos intercambiados por las entidades autorizadas o tal vez a sólo porciones o segmentos seleccionados de los datos, por ejemplo mediante cifrado. La confidencialidad de flujo de tráfico protege la identidad del origen y destino(s) del mensaje, por ejemplo enviando los datos confidenciales a muchos destinos además del verdadero, así como el volumen y el momento de tráfico intercambiado, por ejemplo produciendo una cantidad de tráfico constante al añadir tráfico espurio al significativo, de forma que sean indistinguibles para un intruso. La desventaja de estos métodos es que incrementan drásticamente el volumen de tráfico intercambiado, repercutiendo negativamente en la disponibilidad del ancho de banda bajo demanda.

· Autenticación: requiere una identificación correcta del origen del mensaje, asegurando que la entidad no es falsa. Se distinguen dos tipos: de entidad, que asegura la identidad de las entidades participantes en la comunicación, mediante biométrica (huellas dactilares, identificación de iris, etc.), tarjetas de banda magnética, contraseñas, o procedimientos similares; y de origen de información, que asegura que una unidad de información proviene de cierta entidad, siendo la firma digital el mecanismo más extendido. Si le interesa, puede leer el curso de control de acceso en Internet mediante técnicas básicas.

· Integridad: requiere que la información sólo pueda ser modificada por las entidades autorizadas. La modificación incluye escritura, cambio, borrado, creación y reactuación de los mensajes transmitidos. La integridad de datos asegura que los datos recibidos no han sido modificados de ninguna manera, por ejemplo mediante un hash criptográfico con firma, mientras que la integridad de secuencia de datos asegura que la secuencia de los bloques o unidades de datos recibidas no ha sido alterada y que no hay unidades repetidas o perdidas, por ejemplo mediante time-stamps.

· No repudio: ofrece protección a un usuario frente a que otro usuario niegue posteriormente que en realidad se realizó cierta comunicación. Esta protección se efectúa por medio de una colección de evidencias irrefutables que permitirán la resolución de cualquier disputa. El no repudio de origen protege al receptor de que el emisor niegue haber enviado el mensaje, mientras que el no repudio de recepción protege al emisor de que el receptor niegue haber recibido el mensaje. Las firmas digitales constituyen el mecanismo más empleado para este fin.

· Control de acceso: requiere que el acceso a los recursos (información, capacidad de cálculo, nodos de comunicaciones, entidades físicas, etc.) sea controlado y limitado por el sistema destino, mediante el uso de contraseñas o llaves hardware, por ejemplo, protegiéndolos frente a usos no autorizados o manipulación.

· Disponibilidad: requiere que los recursos del sistema informático estén disponibles a las entidades autorizadas cuando los necesiten.

Mecanismos de seguridad

No existe un único mecanismo capaz de proveer todos los servicios anteriormente citados, pero la mayoría de ellos hacen uso de técnicas criptográficas basadas en el cifrado de la información. Los más importantes son los siguientes:

· Intercambio de autenticación: corrobora que una entidad, ya sea origen o destino de la información, es la deseada, por ejemplo, A envía un número aleatorio cifrado con la clave pública de B, B lo descifra con su clave privada y se lo reenvía a A, demostrando así que es quien pretende ser. Por supuesto, hay que ser cuidadoso a la hora de diseñar estos protocolos, ya que existen ataques para desbaratarlos.

· Cifrado: garantiza que la información no es inteligible para individuos, entidades o procesos no autorizados (confidencialidad). Consiste en transformar un texto en claro mediante un proceso de cifrado en un texto cifrado, gracias a una información secreta o clave de cifrado. Cuando se emplea la misma clave en las operaciones de cifrado y descifrado, se dice que el criptosistema es simétrico. Estos sistemas son mucho más rápidos que los de clave pública, resultando apropiados para funciones de cifrado de grandes volúmenes de datos. Se pueden dividir en dos categorías: cifradores de bloque, que cifran los datos en bloques de tamaño fijo (típicamente bloques de 64 bits), y cifradores en flujo, que trabajan sobre flujos continuos de bits. Cuando se utiliza una pareja de claves para separar los procesos de cifrado y descifrado, se dice que el criptosistema es asimétrico o de clave pública. Una clave, la privada, se mantiene secreta, mientras que la segunda clave, la pública, puede ser conocida por todos. De forma general, las claves públicas se utilizan para cifrar y las privadas, para descifrar. El sistema tiene la propiedad de que a partir del conocimiento de la clave pública no es posible determinar la clave privada. Los criptosistemas de clave pública, aunque más lentos que los simétricos, resultan adecuados para las funciones de autenticación, distribución de claves y firmas digitales.

· Integridad de datos: este mecanismo implica el cifrado de una cadena comprimida de datos a transmitir, llamada generalmente valor de comprobación de integridad (Integrity Check Value o ICV). Este mensaje se envía al receptor junto con los datos ordinarios. El receptor repite la compresión y el cifrado posterior de los datos y compara el resultado obtenido con el que le llega, para verificar que los datos no han sido modificados.

· Firma digital: este mecanismo implica el cifrado, por medio de la clave secreta del emisor, de una cadena comprimida de datos que se va a transferir. La firma digital se envía junto con los datos ordinarios. Este mensaje se procesa en el receptor, para verificar su integridad. Juega un papel esencial en el servicio de no repudio.

· Control de acceso: esfuerzo para que sólo aquellos usuarios autorizados accedan a los recursos del sistema o a la red, como por ejemplo mediante las contraseñas de acceso.

· Tráfico de relleno: consiste en enviar tráfico espurio junto con los datos válidos para que el atacante no sepa si se está enviando información, ni qué cantidad de datos útiles se está transmitiendo.

· Control de encaminamiento: permite enviar determinada información por determinadas zonas consideradas clasificadas. Asimismo posibilita solicitar otras rutas, en caso que se detecten persistentes violaciones de integridad en una ruta determinada.

· Unicidad: consiste en añadir a los datos un número de secuencia, la fecha y hora, un número aleatorio, o alguna combinación de los anteriores, que se incluyen en la firma digital o integridad de datos. De esta forma se evitan amenazas como la reactuación o resecuenciación de mensajes.
Los mecanismos básicos pueden agruparse de varias formas para proporcionar los servicios previamente mencionados. Conviene resaltar que los mecanismos poseen tres componentes principales:

· Una información secreta, como claves y contraseñas, conocidas por las entidades autorizadas.
· Un conjunto de algoritmos, para llevar a cabo el cifrado, descifrado, hash y generación de números aleatorios.
· Un conjunto de procedimientos, que definen cómo se usarán los algoritmos, quién envía qué a quién y cuándo.

Asimismo es importante notar que los sistemas de seguridad requieren una gestión de seguridad. La gestión comprende dos campos bien amplios:

· Seguridad en la generación, localización y distribución de la información secreta, de modo que sólo pueda ser accedida por aquellas entidades autorizadas.
· La política de los servicios y mecanismos de seguridad para detectar infracciones de seguridad y emprender acciones correctivas.

Gestión de claves

Abarca la generación, distribución, almacenamiento, tiempo de vida, destrucción y aplicación de las claves de acuerdo con una política de seguridad.

Generación de claves
La seguridad de un algoritmo descansa en la clave. Un criptosistema que haga uso de claves criptográficamente débiles será él mismo débil. Algunos aspectos a considerar que se presentan a la hora de la elección de las claves son:

Espacio de claves reducido
Cuando existen restricciones en el número de bits de la clave, o bien en la clase de bytes permitidos (caracteres ASCII, caracteres alfanuméricos, imprimibles, etc.), los ataques de fuerza bruta con hardware especializado o proceso en paralelo pueden desbaratar en un tiempo razonable estos sistemas.

Elección pobre de la clave
Cuando los usuarios eligen sus claves, la elección suele ser muy pobre en general (por ejemplo, el propio nombre o el de la mujer), haciéndolas muy débiles para un ataque de fuerza bruta que primero pruebe las claves más obvias (ataque de diccionario).

Claves aleatorias
Claves buenas son las cadenas de bits aleatorios generadas por medio de algún proceso automático (como una fuente aleatoria fiable o un generador pseudo-aleatorio criptográficamente seguro), de forma que si la clave consta de 64 bits, las 264 claves posibles sean igualmente probables. En el caso de los criptosistemas de clave pública, el proceso se complica, ya que a menudo las claves deben verificar ciertas propiedades matemáticas (ser primos dos veces seguros, residuos cuadráticos, etc.).

Frases de paso
Esta solución al problema de la generación de contraseñas seguras (y fáciles de recordar) por parte del usuario consiste en utilizar una frase suficientemente larga que posteriormente es convertida en una clave aleatoria por medio de un algoritmo (key-crunching).

Distribución de claves
Sin duda alguna, el problema central de todo sistema de gestión de claves lo constituyen los procedimientos de distribución de éstas. Esta distribución debe efectuarse previamente a la comunicación. Los requisitos específicos en cuanto a seguridad de esta distribución dependerán de para qué y cómo van a ser utilizadas las claves. Así pues, será necesario garantizar la identidad de su origen, su integridad y, en el caso de claves secretas, su confidencialidad.
Las consideraciones más importantes para un sistema de gestión de claves son el tipo de ataques que lo amenazan y la arquitectura del sistema. Normalmente, es necesario que la distribución de claves se lleve a cabo sobre la misma red de comunicación donde se está transmitiendo la información a proteger. Esta distribución es automática y la transferencia suele iniciarse con la petición de clave por parte de una entidad a un Centro de Distribución de Claves (intercambio centralizado) o a la otra entidad involucrada en la comunicación (intercambio directo). La alternativa es una distribución manual (mediante el empleo de correos seguros, por ejemplo), independiente del canal de comunicación. Esta última alternativa implica un alto coste económico y un tiempo relativamente largo para llevarse a cabo, lo que la hace descartable en la mayoría de las situaciones. La distribución segura de claves sobre canal inseguro requiere protección criptográfica y, por tanto, la presencia de otras claves, conformando una jerarquía de claves. En cierto punto se requerirá protección no criptográfica de algunas claves (llamadas maestras), usadas para intercambiar con los usuarios de forma segura las claves que usarán en su(s) futura(s) comunicación(es). Entre las técnicas y ejemplos no criptográficos podemos citar seguridad física y confianza.
La distribución de claves se lleva siempre a cabo mediante protocolos, es decir, secuencias de pasos de comunicación (transferencia de mensajes) y pasos de computación. Muchas de las propiedades de estos protocolos dependen de la estructura de los mensajes intercambiados y no de los algoritmos criptográficos subyacentes. Por ello, las debilidades de estos protocolos provienen normalmente de errores cometidos en los niveles más altos del diseño.
Las claves criptográficas temporales usadas durante la comunicación, llamadas claves de sesión, deben ser generadas de forma aleatoria. Para protegerlas será necesaria seguridad física o cifrado mediante claves maestras, mientras que para evitar que sean modificadas deberá utilizarse seguridad física o autenticación. La autenticación hace uso de parámetros como time-stamps y contadores para protegerse también contra la reactuación con antiguas claves.

Almacenamiento de claves
En sistemas con un solo usuario, la solución más sencilla pasa por ser su retención en la memoria del usuario. Una solución más sofisticada y que desde luego funcionará mejor para claves largas, consiste en almacenarlas en una tarjeta de banda magnética, en una llave de plástico con un chip ROM (ROM key) o en una tarjeta inteligente, de manera que el usuario no tenga más que insertar el dispositivo empleado en alguna ranura a tal efecto para introducir su clave.
Otra manera de almacenar claves difíciles de recordar es en forma encriptada mediante una clave fácil de recordar, como por ejemplo almacenar en disco la clave privada RSA cifrada mediante una clave DES.

Tiempo de vida de claves
Una clave nunca debería usarse por tiempo indefinido. Debe tener una fecha de caducidad, por las siguientes razones:
· Cuanto más tiempo se usa una clave, aumenta la probabilidad de que se comprometa (la pérdida de una clave por medios no criptoanalíticos se denomina compromiso).
· Cuanto más tiempo se usa una clave, mayor será el daño si la clave se compromete, ya que toda la información protegida con esa clave queda al descubierto.
· Cuanto más tiempo se usa una clave, mayor será la tentación de alguien para intentar desbaratarla.
· En general es más fácil realizar criptoanálisis con mucho texto cifrado con la misma clave.
Para protocolos orientados a conexión, una elección obvia es usar la misma clave de sesión durante la duración de la comunicación, siendo descartada al finalizar la comunicación y nunca reutilizada. Si la conexión lógica posee una vida muy larga, sería prudente en este caso cambiar la clave de sesión periódicamente, por ejemplo cada vez que el número de secuencia de la PDU completa un ciclo.
Para protocolos no orientados a conexión, no existe un inicio o fin de sesión explícitos. Por lo tanto, no resulta tan obvio con qué frecuencia debería cambiarse la clave. Con el fin de no recargar la información de control ni retrasar la transacción, una estrategia válida sería usar una clave de sesión durante un cierto período o para un cierto número de transacciones.
Las claves maestras no necesitan ser reemplazadas tan frecuentemente, ya que se usan ocasionalmente para el intercambio de claves. En cualquier caso, no hay que olvidar que si una clave maestra se compromete, la pérdida potencial es enorme, de hecho, todas las comunicaciones cifradas con claves intercambiadas con esa clave maestra.
En el caso del cifrado de grandes ficheros de datos, una solución económica y segura, mejor que andar descifrando y volviendo a cifrar los ficheros con una nueva clave todos los días, sería cifrar cada fichero con una única clave y después cifrar todas las claves con una clave maestra, que deberá ser almacenada en un lugar de alta seguridad, ya que su pérdida o compromiso echaría a perder la confidencialidad de todos los ficheros.

Destrucción de claves
Las claves caducadas deben ser destruidas con la mayor seguridad, de modo que no caigan en manos de un adversario, puesto que con ellas podría leer los mensajes antiguos. En el caso de haber sido escritas en papel, éste deberá ser debidamente destruido; si habían sido grabadas en una EEPROM, deberá sobreescribirse múltiples veces, y si se encontraba en EPROM, PROM o tarjeta de banda magnética, deberán ser hechas añicos (muy pequeñitos, a poder ser). En función del dispositivo empleado, deberá buscarse la forma de que se vuelvan irrecuperables.

volver al principio de la página