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A magia do controle do fluxo de informações: como proteger seus dados secretos?
Na era digital, indivíduos e empresas enfrentam riscos crescentes de vazamento de dados. No contexto da teoria da informação, o fluxo de informações se refere ao processo de transferência de dados de uma variável x para outra variável y. Nenhum sistema deseja vazar informações confidenciais, o que não só envolve a privacidade pessoal, mas também pode causar perdas significativas para a empresa.
Existem muitas maneiras de limitar a divulgação de informações, como listas de controle de acesso, firewalls e tecnologia de criptografia. Entretanto, embora esses métodos limitem a divulgação de informações até certo ponto, eles não podem garantir que as informações não serão vazadas.
À medida que a tecnologia avança, os métodos de garantir a segurança dos dados também mudam muito. Por exemplo, listas de controle de acesso podem impedir o acesso não autorizado a arquivos, mas não podem controlar o que acontece com os dados quando eles estão em uso. Da mesma forma, embora a tecnologia de criptografia possa transmitir informações de forma privada em um canal inseguro, a confidencialidade dos dados será ameaçada quando eles forem descriptografados. Portanto, torna-se particularmente importante entender o controle do fluxo de informações.
Streams explícitos e mensagens paralelas
Os fluxos de informação podem ser divididos em duas categorias: fluxos explícitos e fluxos de desvio. Fluxo explícito é quando um segredo é explicitamente vazado para uma variável publicamente observável, por exemplo:
var l, h; l := h;
Por outro lado, os fluxos laterais exploram certas características, como tempo de execução ou consumo de energia, para vazar informações. Por exemplo, em uma condição, se h for verdadeiro, algum trabalho demorado será executado, o que permite que um invasor infira h com base no tempo gasto pelo programa . O valor de .
O fluxo de informações implícitas também faz parte do fluxo de desvio. Enquanto o fluxo de controle de um programa é baseado em dados privados, variáveis públicas podem implicar algumas informações secretas.
Política de não interferência
Não interferência é uma política que enfatiza que um invasor não deve ser capaz de distinguir entre dois cálculos com base em sua saída se eles diferirem apenas em suas entradas secretas. No entanto, essa política é muito restritiva para ser aplicada em procedimentos reais.
Por exemplo, um programa de verificação de senhas pode precisar revelar algumas informações secretas quando necessário: ou seja, se a senha inserida está correta. Isso permite que um invasor obtenha informações úteis mesmo quando o programa rejeita a senha, por exemplo, a senha tentada não era válida.
Mecanismo de controle de fluxo de informações
Os mecanismos de controle de fluxo de informações são projetados para impor políticas de fluxo de informações. Para atingir esse objetivo, vários métodos foram propostos para implementar estratégias de fluxo de informações. Os mecanismos de tempo de execução podem rotular dados no nível do sistema operacional e da linguagem de programação, enquanto a análise estática do programa garante que o fluxo de informações no programa siga as políticas correspondentes.
No entanto, as técnicas de análise dinâmica não podem observar todos os caminhos de execução e, portanto, não podem garantir robustez e precisão. Para garantir que não interfiram na aplicação de políticas, essas técnicas geralmente exigem o encerramento de execuções que possam vazar informações confidenciais ou ignorar atualizações que possam vazar informações.
Sistema de tipo seguro
Um sistema de tipos seguros adiciona um elemento importante às linguagens de programação, permitindo que cada expressão carregue um rótulo de segurança além de ter um tipo (como booleano ou inteiro). O benefício de fazer isso é que, por meio da verificação de tipo, se o programa passar na verificação, ele poderá garantir que a política de fluxo seja seguida, evitando assim o fluxo impróprio de informações.
Por exemplo, se uma variável for marcada como um tipo de alta segurança, ela não deverá alterar uma variável de um tipo de baixa segurança, protegendo assim informações confidenciais de vazamentos.
Processamento de desclassificação
Em aplicações do mundo real, o rigor da política de não interferência a torna impraticável. Portanto, muitos esquemas para permitir a divulgação de informações foram propostos para atingir o objetivo de divulgação controlada. Esses esquemas também são conhecidos como desclassificação de informações. Uma desclassificação robusta deve garantir que um invasor ativo não possa manipular o sistema para obter acesso a segredos além do que um invasor passivo sabe.
ResumoO controle do fluxo de informações está se tornando cada vez mais importante na programação moderna e na proteção de dados. No entanto, como garantir efetivamente a segurança de dados em aplicações práticas continua sendo um desafio que precisa ser enfrentado. Você está preparado para lidar com essas ameaças potenciais?
