Crittografia

• Cosa è la crittografia?
• Cosa sono gli algoritmi simmetrici?
• Cosa sono gli algoritmi asimmetrici?
• Cosa è una chiave privata?
• Cosa è una chiave pubblica?
• Quali sono le caratteristiche dell'algoritmo RSA?
• Quali sono le caratteristiche dell'algoritmo DSA?
• Quali sono le differenze fra algoritmi simmetrici e asimmetrici?
• Che cosa è un attacco?

Crittografia

Cosa è la crittografia?

La scienza delle scritture segrete si chiama Crittologia e si divide in due grandi branche la Crittografia, cioè l'arte di scrivere messaggi che siano segreti e quindi indecifrabili e la Crittanalisi che è viceversa l'arte di decrittare i messaggi segreti.
II modello di base che normalmente si considera quando si parla di crittografia è il seguente: Alice (mittente) vuole comunicare con Bob (destinatario) utilizzando un canale di comunicazione insicuro per spedire i suoi messaggi. Chiunque sia in grado di ascoltare la comunicazione che avviene lungo questo canale, può carpire i messaggi che Alice e Bob si stanno scambiando. Se Alice e Bob si scambiano informazioni segrete è opportuno che essi adottino un qualche metodo di cifratura o di codifica (algoritmo) che permetta a Alice di spedire i messaggi a Bob non in chiaro, ma cifrati opportunamente (crittogramma), cosicché il loro contenuto risulti del tutto oscuro ad un ipotetico impostore X (crittoanalista) che si è posto in ascolto su quel canale. D’altra parte il crittogramma non deve risultare oscuro a Bob, il quale all’atto della sua ricezione deve essere in grado di risalire facilmente al messaggio in chiaro originale così da poterlo leggere (decifrazione o decodifica). Ruolo quindi fondamentale è quello del metodo con cui si realizza il crittogramma: esso è di solito funzione di una certa chiave k, che viene usata da Alice per la codifica. Dal lato ricezione Bob riceve il messaggio cifrato e lo trasforma in chiaro tramite la sua chiave di decodifica. Più tale funzione è complessa, più sarà difficile per l’impostore riuscire a decrittare il messaggio codificato.
Gli algoritmi sono suddivisibili in due classi: simmetrica e asimmetrica.

Cosa sono gli algoritmi simmetrici?

Quando di parla di sistemi crittografici a chiave privata o simmetrici ci si riferisce ad uno "scenario" in cui Alice e Bob devono scambiarsi informazioni segrete su un canale insicuro: il sistema è a chiave privata in quanto sia Alice che Bob usano la stessa chiave (segreta) per stabilire una comunicazione "riservata". Alice la usa per crittare il messaggio da spedire e Bob la usa per decifrare il messaggio ricevuto. La simmetria del sistema, infine, è relativa alle fasi di cifratura/decifratura del messaggio: esse devono avvenire in maniera simmetrica, nel senso che le operazioni di codifica (messaggio-in-chiaro->messaggio-cifrato) e decodifica (messaggio-cifrato->messaggio-in-chiaro) vengono effettuate in modo simmetrico.
Lo scambio della chiave assume un aspetto di fondamentale importanza affinché il sistema funzioni correttamente.
Gli algoritmi simmetrici più diffusi sono il DES, Triplo DES, IDEA e RC5.

Cosa sono gli algoritmi asimmetrici?

Questa classe comprende tutti gli algoritmi che fanno uso di due chiavi distinte, una pubblica e una privata. La chiave privata è mantenuta segreta mentre la chiave pubblica non è segreta ma come dice lo stesso nome è resa pubblica. Siccome questi sistemi utilizzano due chiavi distinte vengono anche detti asimmetrici. La chiave pubblica e quella privata sono collegate matematicamente ma risulta "computazionalmente difficile" derivare la chiave privata da quella pubblica.
Vi sono due modi con cui utilizzare i sistemi crittografici asimmetrici (o a chiave pubblica) a seconda se la chiave pubblica è utilizzata per criptare (trasmissione dati riservati) o per decifrare (firma digitale).
Gli algoritmi simmetrici più diffusi sono l’RSA e il DSA.

Cosa è una chiave privata?

La chiave privata è l’elemento della coppia di chiavi asimmetriche, destinato ad essere conosciuto soltanto dal soggetto titolare, mediante il quale si appone la firma digitale sul documento informatico o si decifra il documento informatico in precedenza cifrato mediante la corrispondente chiave pubblica.

Cosa è una chiave pubblica?

La chiave pubblica è l'elemento della coppia di chiavi asimmetriche destinato ad essere reso pubblico, con il quale si verifica la firma digitale apposta sul documento informatico dal titolare delle chiavi asimmetriche o si cifrano i documenti informatici da trasmettere al titolare delle predette chiavi.

Quali sono le caratteristiche dell'algoritmo RSA?

Attualmente RSA (Rivest, Shamir, Adelman) è l’algoritmo asimmetrico più utilizzato. Può essere utilizzato sia per criptare un messaggio, sia per la firma elettronica che per lo scambio di chiavi. La lunghezza delle chiavi è variabile fra 512 e 2048. Chiavi più lunghe aumentano la sicurezza dell’algoritmo ma ne diminuiscono la velocità. La difficoltà di forzare RSA dipende dalla fattorizzazione di un numero intero molto grande.

Quali sono le caratteristiche dell'algoritmo DSA?

DSA (Digital Signature Algorithm) è un algoritmo che viene utilizzato prettamente per firmare messaggi e non può essere utilizzato per criptare. La sicurezza di questo algoritmo dipende dalla difficoltà di calcolare logaritmi discreti.

Quali sono le differenze fra algoritmi simmetrici e asimmetrici?

Nell’ambito degli algoritmi simmetrici si ha che la chiave di cifratura e decifrazione è la stessa ed è nota ad entrambi i partner che la devono mantenere segreta. Con i sistemi asimmetrici la chiave di cifratura è completamente diversa da quella di decifrazione. La chiave di cifratura è nota a tutti mentre quella di decifrazione è mantenuta segreta.
Quindi il vantaggio della crittografia a chiave pubblica è che non soffre del problema legato allo scambio segreto delle chiavi, proprio dei cifrari simmetrici. Dall’altra parte però questi sistemi sono circa mille volte più lenti dei cifrari simmetrici in hardware, e cento volte più lenti degli stessi in software.

Che cosa è un attacco?

L’obiettivo di un attacco è quello di forzare il sistema. Il proposito dell’impostore che si inserisce nel canale tra Alice e Bob può essere il più vario possibile. Egli può limitarsi ad "ascoltare" il messaggio che transita, oppure potrebbe voler solo disturbare la loro comunicazione intervenendo sul canale modificando arbitrariamente il testo cifrato (così che Bob sia impossibilitato a risalire al messaggio in chiaro), o infine potrebbe voler modificare il contenuto del testo in chiaro in modo opportuno agendo sul testo cifrato e quindi facendo sì che Bob riceva messaggi che Alice non ha spedito. In generale si distingue un comportamento passivo, se l’impostore si limita ad ascoltare la comunicazione oppure attivo se egli agisce sul canale disturbando la comunicazione o peggio modificando i messaggi.