Resumo de artigo: “Paradigmas de Segurança em Sistemas de Informação”
Autor: Victor Figueiredo | Publicado: 2012-04-27T04:55:00-03:00

Resumo do
artigo “Paradigmas de Segurança em Sistemas de Informação” Desenvolvido pelos
estudantes do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas Diogo
Ditzel Kropiwiec e Paulo Lício de Geus.


Download do&nbsp;Artigo "Paradigmas de Segurança em Sistemas de Informação", disponível em:&nbsp;http://www.mediafire.com/view/9lv65q91rt0a8u1/04%20paradigmas%20de%20segurança%20em%20sistemas%20operacionais.pdfDownload do Resumo do Artigo, disponível em:

&nbsp;http://www.mediafire.com/download.php?1nsnj9n1le4mdee


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Os estudantes da
Universidade Estadual de Campinas Diogo Ditzel Kropiwiec e Paulo Lício de Geus
elaboraram um estudo sobre os Paradigmas de Segurança da Informação, visto o
crescimento no numero de incidentes ocorridos nesse contexto, ou seja, o avanço
dos hackers diante de falhas de segurança nos Sistemas Operacionais.


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Inicialmente, os
sistemas operacionais foram desenvolvidos com uma preocupação não tão especial
em se tratando de segurança. No entanto, a expansão computacional,
principalmente em razão do advento da computação em rede resultou em uma grande
nuvem de informações, muitas vezes de muito valor, o que rapidamente passou a
ser alvo de hackers e criminosos. 



Os sistemas operacionais de uso mais
comum, ou uso corrente como eles definem, estão enquadrados em derivados do
Unix, Windows, e MacOS, os quais são classificados como sistemas operacionais
de terceira geração [Tanenbaum and Woodhul, 1997][1].
Por isso, tais sistemas apresentam uma estrutura e paradigmas básicos de
segurança, nos quais se é detalhadamente analisado e discutido as
características, falhas e maneiras de solucioná-las. São abordados conceitos de
direitos de acesso de um usuário (ou grupo de usuários) a um recurso (arquivo,
periférico, memória, etc.), baseado no conceito de permissões de acesso em
anéis.


O primeiro paradigma de segurança presente
nesses sistemas de terceira geração apresentado consiste do usuário como
limitador de segurança. Cada usuário compõe o seu próprio domínio, que se trata
de um conjunto de permissões de leitura, escrita e execução, que o mesmo
associa para arquivos e aplicações. Como fica a critério e responsabilidade de
cada usuário compor o seu domínio conforme necessidades, aplicativos e arquivos
pertinentes, é muito comum que essa configuração seja tratada de forma errônea,
seja por desconhecimento, descuido ou descaso. Isso causa algumas
vulnerabilidades nos sistemas, que podem comprometê-los de forma drástica. A
primeira delas pode ocorrer, se um dos domínios estiver comprometido, e caso,
outros domínios permitirem, esse pode acessar indevidamente arquivos de outros
domínios e assim por diante. Outro ponto relevante complementado pelos
estudantes está na execução de aplicações. Por serem executadas por um
determinado usuário, as aplicações consequentemente podem ter contato indevido
com o domínio do mesmo, caso o software esteja configurado por algum invasor
para isso.


O segundo paradigma apontado consiste na
concentração e isolamento dos direitos privilegiados do computador. Nesses
sistemas operacionais, esses direitos são atribuídos a um usuário denominado
super-usuário ou administrador, e possibilita a ele acesso a todos os recursos
da máquina e operações privilegiadas. É importante perceber, que algumas
operações privilegiadas são necessárias para execução de algumas aplicações. Já
que geralmente são executados por outros usuários, que não o administrador, o
núcleo desses sistemas operacionais possuem um interface bem definida para
filtrar essas tarefas privilegiadas permitindo o acesso apenas a subconjunto do
domínio principal, impedindo assim que seja causada alguma falha de operação do
sistema operacional, seja acidentalmente ou intencionalmente. Nesse contexto,
surge um problema bastante sério a ser discutido. Conforme observado por
Kropiwiec e Geus, algumas aplicações necessitam de acesso privilegiado a alguma
operação não suportada pela API, e acabam tendo acesso irrestrito ao domínio do
super-usuário. Caso esse aplicativo seja mal intencionado, ele pode comprometer
todo o sistema, já que tem acesso irrestrito a todos os recursos pela definição
do primeiro paradigma. Segundo eles, isso ocorre principalmente pela falta de
granularidade dos sistemas operacionais, ou seja, todos os privilégios são
centralizados e isolados em um único domínio, o do super-usuário,
impossibilitando a aplicação ter acesso apenas a um subconjunto mínimo de
operações necessárias que possuam menos importância para a confiabilidade e
segurança do sistema.


O terceiro paradigma exposto, e também
como o mais seguro entre os três está na cifragem das informações. Compõem
técnicas de cifragem aplicadas tanto a rede como quanto ao armazenamento de dados
em disco rígido. Com base em chaves de criptografia, o usuário tem a garantia
de que mesmo que outros usuários tenham acesso a informação ou dado, esta será
ilegível para o invasor, por não dispor da chave de criptografia apropriada.
Apesar de o terceiro paradigma ser considerado como o mais seguro, os
estudantes apontam a possibilidade dos invasores terem acesso às chaves
criptografadas necessárias através do domínio do super-usuário, e ainda
complementam que mesmo que não consigam ler os arquivos, eles podem ser
apagados apenas com acesso ao domínio do usuário proprietário.


A partir de todos esses problemas citados,
os estudantes da Universidade Estadual de Campinas defendem a tese de existir
uma grande necessidade de desenvolvimento e implantação de novos paradigmas de
segurança para sistemas operacionais, que possam sustentar um desenvolvimento
computacional seguro, sem depender exclusivamente das aplicações.


Em se tratando de novos paradigmas de
segurança, os estudantes classificaram três que julgaram ser mais relevantes e
solucionadores: o controle de acesso mandatório, o principio do privilégio
mínimo, e, proteção dos mecanismos da API do sistema operacional. O principio
de controle de acesso mandatório (MAC) consiste em um conjunto de politicas de segurança
que limitam as permissões que usuário dispõe sobre arquivos e aplicações, o que
surge assim, a necessidade de um administrador de politicas de segurança,
distinto e isolado do administrador do sistema operacional, solucionando a
falha apresentada pelo segundo paradigma dos sistemas operacionais de terceira
geração. Com base em [Ferraiolo and Kuhn, 1992][2],
os estudantes definem o principio de privilegio mínimo como sendo a ideia de
que as operações de cada usuário e aplicação sejam classificadas somente
conforme o necessário para executar suas tarefas, a fim de impedir acessos
privilegiados, por aplicações ou usuários comuns, contornando assim os
problemas apresentados pelos primeiro, segundo e terceiro paradigmas de
segurança apresentados. Por último, mecanismos da API devem ser protegidos pelo
próprio sistema operacional, contra ataques de spoofing, contorno (bypassing) e
interferência (tampering). Para que isso ocorra, precisa ser garantido que os
mecanismos como canais de comunicação, mecanismos de criptografia, controle de
acesso, acesso aos dispositivos de entrada e saída, entre outros não tenham seu
comportamento alterado seja por qualquer aplicação ou qualquer outra
vulnerabilidade do sistema, o que reduz em muito a chance de invasões indesejadas.


No estudo, são citados como exemplos de
sistemas operacionais que já adotam os novos paradigmas de segurança, o
micro-kernel, o Fluke, o Exokernel, o L4, o Flask, e o DTOS. A grande maioria
já se baseia em um gerenciador de politicas&nbsp;
e restritor de segurança. No entanto, esses sistemas não compõem o
quadro de sistemas operacionais utilizados nas grandes organizações e empresas,
tampouco para uso pessoal. Segundo o artigo, é possível perceber que os
computadores mais comuns utilizados são em grande escala, se não em quase sua
totalidade, baseados em sistemas compostos pelos paradigmas antigos de
segurança. Por isso, apesar dos estudantes apontarem a grande importância em se
implantar sistemas com novos paradigmas de segurança nas empresas, organizações,
e até para uso pessoal, eles dizem ser muito difícil substituir todos os
sistemas, pois gera a necessidade de adaptação não só de novos sistemas e
desenvolvimento de novas aplicações como também de treinamento de pessoas, e
isso tudo geraria um custo inviável para o negócio empresarial de qualquer
empresa. Outra sugestão, segundo eles, é a reestruturação dos sistemas já
existentes para se adequarem aos novos paradigmas, no entanto, também gera
vários problemas de incompatibilidade, não só de software, mas de hardware
também.


Finalmente, os estudantes Diogo Ditzel
Kropiwiec e Paulo Lício de Geus, explicam que os sistemas operacionais
amplamente distribuídos e utilizados hoje em dia, são provenientes de uma
geração onde os riscos eram bem menores e isolados, logo não dispõem de
segurança necessária para o atual quadro computacional que devido à expansão da
computação em rede, os ambientes ficam muito mais vulneráveis a ataques e
invasões do que antigamente. Por isso ao concluírem, defendem a necessidade de
focar a atenção em novos paradigmas de segurança, como aprimoramento de
técnicas de programação segura, topologias de redes, firewalls, além do
desenvolvimento e estudo das politicas de segurança de sistemas operacionais
futuros, a fim de que a própria filosofia, arquitetura e estrutura dos mesmos
dificultem ou até impossibilitem ataques que hoje em dia são comuns.






[1] Tanenbaum,
A. S. and Woodhull, A. S. (1997). Operating systems: Design and
Implementation.

Prentice Hall, New Jersey - USA, 2nd edition.



[2] Ferraiolo,
D. and Kuhn, R. (1992). Role-based access control. In Poceedings of The 15th

National Computer Security Conference.