The Internet: Encryption & Public Keys

INTERNET - CRITTOGRAFIA E CHIAVI PUBBLICHE

Ciao, sono Mia Gil-Epner,

mi sto specializzando in Informatica

all'Università di Berkley

e lavoro per il Dipartimento della Difesa,

di cui cerco di tenere al sicuro i dati.

Internet è un sistema aperto e pubblico,

tutti noi inviamo e riceviamo dati

attraverso linee condivise.

Ma nonostante sia un sistema aperto

continuiamo a scambiarci un sacco di dati personali

come: numeri di carte di credito,

dati bancari, password e email.

Quindi, come tenere segreti tutti questi dati personali?

Dati di ogni tipo possono esser resi segreti

attraverso un processo noto come "cifratura":

il rimescolamento del messaggio

per nascondere il testo originale.

Invece la "decifratura" è il processo

con cui viene ricomposto il messaggio

per renderlo leggibile.

Si tratta di una semplice idea

e le persone la mettono in atto da secoli.

Uno dei primi e più noti metodi di cifratura

fu il Cifrario di Cesare

nome dovuto a Giulio Cesare

un generale romano che cifrava i suoi ordini militari

per esser sicuro che,

se anche un messaggio fosse stato intercettato dai nemici,

questi non sarebbero riusciti a leggerlo.

Il Cifrario di Cesare è un algoritmo

che sostituisce ogni lettera nel messaggio originale

con una lettera che sta un certo numero di posizioni
al di sotto nell'alfabeto.

Visto che il numero di posizioni è noto

solo al mittente e al destinatario,

è considerato la "chiave".

Questa permette al destinatario

di decifrare il messaggio segreto.

Ad esempio, se il messaggio originale è "HELLO",

allora, usando l'algoritmo del Cifrario di Cesare

con chiave 5,

il messaggio cifrato sarà questo...

Per decifrare il messaggio,

il ricevente dovrebbe semplicemente usare la chiave

per invertire il processo.

Ma c'è però un grande problema con il Cifrario di Cesare,

chiunque può facilmente rompere o violare

il messaggio cifrato

provando ogni chiave possibile.

E nell'alfabeto inglese ci sono solo 26 lettere,

il che significa che dovreste fare provare

al massimo 26 chiavi

per decifrare il messaggio.

Ora, provare 26 chiavi possibili

non è molto difficile,

servirebbe circa un'ora.

Quindi, complichiamo le cose.

Invece di sfasare ogni lettera

dello stesso numero di posizioni,

sfasiamo ogni lettera di un numero
di posizioni diverso.

In questo esempio, una chiave a 10 cifre

stabilisce di quante posizioni verrà sfasata ogni lettera

per cifrare un messaggio più lungo.

Indovinare questa chiave sarebbe davvero difficile.

Con la cifratura a 10 cifre,

avremmo 10 miliardi di possibili soluzioni.

Ovviamente questo va ben oltre

ciò che un qualunque essere umano potrebbe risolvere,

gli servirebbero molti secoli.

Ma oggi, un computer di fascia media,

impiegherebbe pochi secondi

per provare tutti i 10 miliardi di possibilità.

Quindi, nel mondo contemporaneo,

in cui i cattivi sono armati di computer

anziché di matite,

come si possono cifrare i messaggi

con un grado di sicurezza tale

che sia "troppo difficile" violarli?

"Troppo difficile"

significa che ci sarebbero troppe possibilità da calcolare

in una ragionevole quantità di tempo.

Oggi le comunicazioni sicure vengono cifrate

utilizzando chiavi a 256 bit.

Ciò significa che il computer di un cattivo

che intercettasse il messaggio

dovrebbe provare questo enorme numero
di possibilità alternative

prima di scoprire la chiave e violare il messaggio.

Anche se si possedessero 100 mila super computer

e ognuno fosse in grado di provare

1 milione di miliardi di chiavi al secondo, servirebbero

miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di anni

per provare tutte le possibili alternative,

solo per violare un singolo messaggio

protetto con la crittografia a 256 bit.

Sappiamo che i chip dei computer

vanno a velocità doppia e dimezzano la loro dimensione

circa ogni anno.

Se continuerà questo ritmo di progresso esponenziale,

problemi oggi irrisolvibili

diventeranno risolvibili tra poche centinaia di anni

e 256 bit non saranno più sufficienti per stare al sicuro.

E in effetti, in passato,

abbiamo già dovuto aumentare la lunghezza
della chiave standard

per tenere il passo con la velocità dei computer.

La buona notizia è che usare una chiave più lunga

non rende solo un po' più complessa la cifratura,

fa bensì aumentare esponenzialmente

il numero di possibilità che servirebbero per violare

un messagio cifrato.

Quando il mittente e il destinatario

condividono la stessa chiave

per cifrare e decifrare il messaggio,

si parla di CRITTOGRAFIA SIMMETRICA.

Con la crittografia simmetrica,

come il Cifrario di Cesare,

la chiave segreta deve essere concordata in anticipo

da due persone in privato.

Questo può andar bene per le persone

ma Internet è aperta e pubblica,

quindi è impossibile per due computer

"incontrarsi" in privato,

per accordarsi su una chiave segreta.

Invece i computer utilizzano

chiavi di cifratura asimmetriche:

una chiave pubblica

che può essere condivisa con chiunque

e una chiave privata che non va condivisa.

La chiave pubblica serve per cifrare i dati

e chiunque può usarla per creare un messaggio segreto,

ma il messaggio può esser solamente decifrato

da un computer che conosca la chiave privata.

Il funzionamento si basa su principi matematici

che non approfondiremo qui.

Pensatela così:

immaginate di avere una cassetta postale personale

dove chiunque può depositare delle lettere,

ma ha bisogno di una chiave per farlo.

Potete fare molte copie della chiave di deposito

e inviarne una ai vostri amici

o anche renderla accessibile pubblicamente.

I vostri amici o anche degli estranei

possono usare la chiave pubblica

per accedere al vostro spazio di deposito

e lasciare un messaggio,

ma solo voi potete aprire la cassetta postale

con la vostra chiave privata

per accedere a tutti i messaggi segreti che avete ricevuto.

E potrete inviare messaggi sicuri

in risposta ai vostri amici

usando la chiave pubblica di deposito

delle loro cassette postali.

In questo modo le persone possono scambiare messaggi sicuri

senza mai aver bisogno di accordarsi su una chiave privata.

La crittografia a chiave pubblica

è la base di tutti i sistemi di messaggistica sicura
su Internet,

compresi i protocolli di sicurezza SSL e TLS

che garantiscono la nostra sicurezza

quando navighiamo sul web.

I computer odierni la sfruttano

ogni volta che vedi il lucchetto

o la scritta "https" nella barra degli indirizzi
del browser,

ciò significa che il computer

sta usando la crittografia a chiave pubblica

per rendere sicuro lo scambio di dati

con il sito web visitato.

Maggiore è il numero di persone che usa Internet,

maggiore sarà il numero di dati personali trasmessi

e la necessità di mantenere sicuri quei dati

sarà ancora maggiore

e, via via che i computer diventano più veloci,

dovremo sviluppare nuovi metodi

per rendere la cifratura "troppo difficile" da violare
da parte dei nuovi computer.

In questo consiste il mio lavoro

e si evolve continuamente.