La protezione dei dati è uno dei problemi più sentiti e ricorrenti degli ultimi anni: che si tratti di informazioni private di utenti, o dell’azienda per cui lavoriamo, il problema è sempre lo stesso.

Come proteggere questi dati da eventuali malintenzionati che vorrebbero - e potrebbero(!!) - riuscire a entrarne in possesso ?

Prima di arrivare alla soluzione di questo problema però, è doveroso suddividere la casistica in almeno due rami. Nel mondo del web i dati possono essere “ottenuti” in due momenti differenti: 1) mentre transitano sulla rete sotto forma di pacchetti, oppure 2) successivamente al loro immagazzinamento (es. database o file) all’interno di uno o più server.

In questo articolo esploreremo il secondo caso, e verrà proposta una possibile soluzione: come proteggere quei dati che parsimoniosamente abbiamo accumulato “in casa”?.

Mettere i dati in cassaforte

In caso di dati immagazzinati, ad esempio, all’interno di un database; è certamente più difficile raggiungere il nostro tesoro, in quanto già al “sicuro” all’interno di un ambiente protetto, del quale ci fidiamo maggiormente rispetto alla volatilità della rete. Tuttavia è meglio non sentirsi troppo sicuri: più i nostri dati saranno preziosi, più eventuali interessati saranno stimolati a ricercare ogni via per ottenerli. Una qualsiasi falla, sia hardware che software, per quanto limitata nel tempo potrebbe esporre le nostre ricchezze ad attacchi di vario genere, permettendo a chiunque (o quasi) di ottenerle.

Una possibile ed efficace tecnica di protezione in questi casi è rendere inutili o illeggibili i dati per coloro che li hanno ottenuti in maniera illegittima, attraverso il loro immagazzinamento in forma cifrata.

Quella che proporrò di seguito è una possibile soluzione al problema di come immagazzinare e cifrare questi dati, in modo da ottenere un livello di sicurezza adeguato e mantenere una buona elasticità, tanto da permettere differenti implementazioni e da coprire quanti più possibili casi d’uso.

La soluzione stessa prevede che la prima parte della problematica esposta (protezione dei dati durante il transito) sia risolta, e si baserà sull’uso combinato di due tipologie differenti di algoritmi di cifratura.

Algoritmi Crittografici Simmetrici e Asimmetrici

Con algoritmi crittografici si intendono tutti quei processi e procedure finalizzati ad ottenere un dato “offuscato” in modo da non essere comprensibile/intelligibile da persone non autorizzate a leggerlo.

Algoritmi Simmetrici

Questa tipologia di algoritmi si basa sull’uso di chiavi di cifratura dette simmetriche che permettono di cifrare e decifrare dati utilizzando la medesima chiave crittografica. Un esempio è AES (Advanced Encryption Standard), evoluzione dell’algoritmo Rijndael le cui caratteristiche si possono riassumere in un buon livello di sicurezza ed un’ottima velocità, sia che venga implementato via hardware che software.

Algoritmi Asimmetrici

Gli algoritmi asimmetrici si distinguono dai precedenti per l’utilizzo di due chiavi crittografiche distinte, dette pubblica e privata, per effettuare le operazioni di cifratura e decifratura. Il nome deriva dal metodo con il quale le due chiavi devono essere utilizzate. La chiave pubblica viene liberamente scambiata, mentre la chiave privata rimane a conoscenza solo di coloro che devono poter leggere i dati o i messaggi scambiati. La particolarità che caratterizza queste chiavi è l’impossibilità di ricavare, ad esempio, la chiave privata essendo in possesso della chiave pubblica. A meno di particolari exploit dell’algoritmo, l’unico metodo per ottenere tale chiave è il brute force sui dati stessi. In questo caso l’esempio per eccellenza è RSA, uno standard di fatto nella sicurezza riguardante la trasmissione di dati: è infatti largamente utilizzato per cifrare le comunicazioni che avvengono tra client e server.

La soluzione combinando RSA e AES

Ora che abbiamo ripassato le basi tecnologiche, possiamo pensare a come implementare una soluzione.

Immaginiamo di avere una piattaforma che permetta ai vari utenti di collegarsi con le proprie credenziali e di effettuare svariate operazioni, tra cui immagazzinare i propri documenti privati (foto, documenti, password, contratti, etc.) che necessitano di un più alto livello di sicurezza, e magari di poter condividere tra loro questi dati in un futuro prossimo.

Partendo da queste semplici condizioni, e predisponendo il tutto alla futura “condivisibilità” dei documenti, una possibile soluzione è la seguente:

• utilizzeremo AES per cifrare i singoli documenti;
• per permettere la condivisione, utilizzeremo una tabella (di scambio) del nostro database; al suo interno verranno tracciati il proprietario del documento e gli utenti che potranno accedervi;
• ogni singolo utente avrà il suo portachiavi, contenente le chiavi RSA che fungeranno da “lucchetto” per la chiave del singolo documento;
• sarà necessario offuscare anche la chiave privata di ogni utente, in modo da permetterne l’accesso solo al proprietario;

Gestire gli utenti

Alla creazione di un nuovo utente sarà nostra premura generare una nuova coppia di chiavi RSA, che andrà legata all’utente. Prima di memorizzare queste chiavi nel database (assieme alle credenziali dell’utente o in un’altra tabella), sarà necessario offuscare la chiave privata. È buona prassi, in questi casi, far scegliere una masterkey all’utente, da utilizzare per cifrare a sua volta la chiave privata con algoritmo simmetrico. La masterkey scelta sarà importantissima in quanto andrà richiesta ogni qual volta dovremo decifrare i nostri dati (purtroppo la user experience è sacrificata a favore di un livello di sicurezza nettamente maggiore). N.B. È assolutamente sconsigliato memorizzare la masterkey (in qualsiasi forma) sul server: l’attaccante potrebbe facilmente accedervi e tentare di forzarla sbloccando di conseguenza tutte le altre chiavi.

Cifrare il documento

Ogni volta in cui un utente caricherà un file o inserirà un testo da proteggere, sarà necessario generare una nuova chiave simmetrica univoca. Useremo la chiave per cifrare il documento utilizzando AES e lo memorizzeremo all’interno della nostra base dati.

Associare il file all’utente

Come ultimo passo dovremo associare i dati cifrati all’utente che li sta memorizzando. È il momento di utilizzare la “tabella di scambio”. Inseriremo un record contenente i riferimenti all’utente e al file, insieme alla chiave univoca legata a quest’ultimo. La chiave verrà però prima cifrata utilizzando la chiave pubblica dell’utente.

Abbiamo ottenuto un sistema simile a quello visualizzato di seguito:

Condividere!

Ogni volta in cui un utente proprietario di un documento (o che ha ottenuto il diritto di leggerlo) vorrà condividerlo con un secondo utente sarà sufficiente operare come segue:

• richiedere la masterkey dell’utente;
• decifrare la chiave privata dello stesso utente utilizzando la chiave appena ottenuta;
• decifrare la chiave legata al documento (recuperata dalla tabella di scambio);
• effettuare una copia del record di scambio, sostituendo l’utente con quello di destinazione e cifrando nuovamente la chiave di scambio con quella pubblica del destinatario;

E ora?

Ora che abbiamo ultimato (almeno teoricamente) il nostro sistema di protezione dei dati siamo definitivamente al sicuro? Assolutamente no! Tralasciando il buon esercizio tecnico svolto fin ora, dobbiamo ricordarci che abbiamo affidato buona parte della sicurezza del nostro sistema all’utente. Il punto debole infatti risiede nella masterkey che resta nelle mani dei nostri utenti: se questi ultimi dovessero condividerla, o perderla, sarebbe impossibile garantire la sicurezza o il recupero dei dati immagazzinati. Inoltre una chiave - che è scelta dell’utente - troppo semplice sarebbe facilmente aggirabile tramite brute force o altre tecniche.

In conclusione, tengo ad esortarvi a rispettare tutte le regole generali riguardanti la composizione delle password, impendendo agli utenti di sceglierne una troppo semplice.