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seguridad demostrable

La seguridad demostrable se refiere a cualquier tipo o nivel de seguridad informática que pueda probarse. Su uso varía según el campo de aplicación. Por lo general, esto se refi...

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La seguridad demostrable se refiere a cualquier tipo o nivel de seguridad informática que pueda probarse. Su uso varía según el campo de aplicación.

Por lo general, esto se refiere a demostraciones matemáticas , comunes en criptografía . En dichas demostraciones, las capacidades del atacante se definen mediante un modelo adversario (también conocido como modelo del atacante): el objetivo es demostrar que el atacante debe resolver el problema complejo subyacente para vulnerar la seguridad del sistema modelado. Estas demostraciones no suelen considerar ataques de canal lateral ni otros ataques específicos de la implementación, ya que normalmente es imposible modelarlos sin implementar el sistema (y, por lo tanto, la demostración solo se aplica a dicha implementación).

Fuera del ámbito de la criptografía, el término se suele utilizar junto con la codificación segura y la seguridad desde el diseño , ya que ambas se basan en pruebas para demostrar la seguridad de un enfoque particular. Al igual que en el contexto criptográfico, esto implica un modelo del atacante y un modelo del sistema. Por ejemplo, se puede verificar que el código coincida con la funcionalidad prevista, descrita por un modelo: esto se puede hacer mediante comprobación estática . Estas técnicas se utilizan a veces para evaluar productos (véase Criterios Comunes ): la seguridad en este caso depende no solo de la corrección del modelo del atacante, sino también del modelo del código.

Finalmente, el término «seguridad demostrable» a veces lo utilizan los vendedores de software de seguridad que intentan comercializar productos como cortafuegos , antivirus y sistemas de detección de intrusiones . Dado que estos productos no suelen estar sujetos a escrutinio, muchos investigadores de seguridad consideran que este tipo de afirmación es un engaño .

En criptografía

En criptografía , un sistema tiene seguridad demostrable si sus requisitos de seguridad pueden enunciarse formalmente en un modelo adversario , en contraposición a heurísticamente, con supuestos claros de que el adversario tiene acceso al sistema y suficientes recursos computacionales. La prueba de seguridad (denominada "reducción") consiste en que estos requisitos de seguridad se cumplen siempre que se satisfagan los supuestos sobre el acceso del adversario al sistema y se cumplan ciertos supuestos claramente establecidos sobre la dificultad de determinadas tareas computacionales . Un ejemplo temprano de tales requisitos y prueba fue proporcionado por Goldwasser y Micali para la seguridad semántica y la construcción basada en el problema de la resiliencia cuadrática . Algunas pruebas de seguridad se encuentran en modelos teóricos dados, como el modelo de oráculo aleatorio , donde las funciones hash criptográficas reales se representan mediante una idealización.

Existen varias líneas de investigación en seguridad demostrable. Una consiste en establecer la definición "correcta" de seguridad para una tarea dada y comprendida intuitivamente. Otra consiste en proponer construcciones y demostraciones basadas en supuestos generales, en la medida de lo posible, como por ejemplo la existencia de una función unidireccional . Un problema abierto importante es establecer tales demostraciones basadas en P ≠ NP , ya que no se sabe que la existencia de funciones unidireccionales se derive de la conjetura P ≠ NP .

Controversias

Varios investigadores han encontrado falacias matemáticas en pruebas que se habían utilizado para hacer afirmaciones sobre la seguridad de protocolos importantes. En la siguiente lista parcial de dichos investigadores, sus nombres van seguidos primero de una referencia al artículo original con la supuesta prueba y luego de una referencia al artículo en el que los investigadores informaron sobre las fallas: V. Shoup; [ 1 ] [ 2 ] AJ Menezes; [ 3 ] [ 4 ] A. Jha y M. Nandi; [ 5 ] [ 6 ] D. Galindo; [ 7 ] [ 8 ] T. Iwata, K. Ohashi y K. Minematsu; [ 9 ] [ 10 ] M. Nandi; [ 11 ] [ 12 ] J.-S. Coron y D. Naccache; [ 13 ] [ 14 ] D. Chakraborty, V. Hernández-Jiménez y P. Sarkar; [ 15 ] [ 16 ] P. Gaži y U. Maurer; [ 17 ] [ 18 ] SA Kakvi y E. Kiltz; [ 19 ] [ 20 ] y T. Holenstein, R. Künzler y S. Tessaro. [ 21 ] [ 22 ]

Koblitz y Menezes han escrito que los resultados de seguridad demostrables para protocolos criptográficos importantes suelen tener falacias en las pruebas; a menudo se interpretan de forma engañosa, ofreciendo falsas garantías; normalmente se basan en supuestos fuertes que pueden resultar falsos; se fundamentan en modelos de seguridad poco realistas; y sirven para distraer la atención de los investigadores de la necesidad de realizar pruebas y análisis "tradicionales" (no matemáticos). Su serie de artículos que respaldan estas afirmaciones [ 23 ] [ 24 ] ha sido controvertida en la comunidad. Entre los investigadores que han rechazado el punto de vista de Koblitz-Menezes se encuentra Oded Goldreich , un destacado teórico y autor de Foundations of Cryptography [ 25 ] . Escribió una refutación de su primer artículo, "Another look at 'provable security'" [ 26 ] , que tituló "On post-modern cryptography". Goldreich escribió: «...  señalamos algunas de las fallas filosóficas fundamentales que subyacen al mencionado artículo y algunas de sus ideas erróneas con respecto a la investigación teórica en criptografía en el último cuarto de siglo». [ 27 ] : 1 En su ensayo, Goldreich argumentó que la metodología de análisis riguroso de la seguridad demostrable es la única compatible con la ciencia, y que Koblitz y Menezes son «reaccionarios (es decir, hacen el juego a los oponentes del progreso)». [ 27 ] : 2

En 2007, Koblitz publicó «La relación tensa entre las matemáticas y la criptografía» [ 28 ] , que contenía algunas afirmaciones controvertidas sobre la seguridad demostrable y otros temas. Los investigadores Oded Goldreich, Boaz Barak, Jonathan Katz , Hugo Krawczyk y Avi Wigderson escribieron cartas en respuesta al artículo de Koblitz, que se publicaron en los números de noviembre de 2007 y enero de 2008 de la revista. [ 29 ] [ 30 ] Katz, coautor de un libro de texto de criptografía muy respetado, [ 31 ] calificó el artículo de Koblitz de «esnobismo en su máxima expresión»; [ 29 ] : 1455 y Wigderson, miembro permanente del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, acusó a Koblitz de «calumnia». [ 30 ] : 7

Ivan Damgård escribió posteriormente un documento de posición en ICALP 2007 sobre los problemas técnicos, [ 32 ] y Scott Aaronson lo recomendó como un buen análisis en profundidad. [ 33 ] Brian Snow , exdirector técnico de la Dirección de Seguridad de la Información de la Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU ., recomendó el artículo de Koblitz-Menezes «El valiente nuevo mundo de las suposiciones audaces en criptografía» [ 34 ] a la audiencia del Panel de Criptógrafos de la Conferencia RSA 2010. [ 35 ]

Seguridad demostrable orientada a la práctica

La seguridad demostrable clásica se centra principalmente en estudiar la relación entre objetos definidos asintóticamente . En cambio, la seguridad demostrable orientada a la práctica se ocupa de objetos concretos de la práctica criptográfica, como funciones hash, cifrados de bloques y protocolos, tal como se implementan y utilizan. [ 36 ] La seguridad demostrable orientada a la práctica utiliza la seguridad concreta para analizar construcciones prácticas con tamaños de clave fijos. "Seguridad exacta" o " seguridad concreta " es el nombre que se da a las reducciones de seguridad demostrable donde se cuantifica la seguridad calculando límites precisos en el esfuerzo computacional, en lugar de un límite asintótico que se garantiza que se cumple para valores "suficientemente grandes" del parámetro de seguridad .

Referencias

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