Uso de firmas digitales en MEA de EVA R-GRID?

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1 Uso de firmas digitales en MEA de EVA R-GRID? Daniel Burbano Gustavo Andrés Jiménez Lesmes Resumen El presente artículo establece la necesidad de integrar firmas digitales en el funcionamiento e interacción de los MEA, Módulos Enseñanza Aprendizaje con el equipo de un usuario afiliado al sistema EVA R-GRID, Entorno Virtual de Aprendizaje Remoto sobre Grid. Palabras Clave: firmas digitales, MEA, EVA R-Grid. Abstract The present article establishes the necessity to integrate digital signatures in the operation and interaction of ELM them, Education Learning Modules with the PC of a user affiliated with the system EVA R-GRID, Virtual Surroundings of Remote Learning on Grid. Keywords: Digital signatures, MEA, EVA R-Grid.

2 60 Universidad El Bosque - Facultad de Ingeniería de Sistemas I. INTRODUCCIÓN El proyecto EVA R-Grid (Entorno Virtual de Aprendizaje sobre Grid) proyecto en actual desarrollo por ingenieros de la Universidad El Bosque, pretende fusionar las principales ventajas de los sistemas distribuidos con procesos de enseñanza-aprendizaje específicos. Ventajas derivadas de la unificación de recursos de memoria, almacenamiento, procesado, de diversas máquinas pertenecientes a una red con el fin de ser usados para la solución de una tarea específica. Es decir que todas las máquinas participan en la solución de la tarea. La finalidad de este proyecto es constituir un sistema confiable y robusto que permita a los usuarios aprender los principales aspectos (conceptos, instalación, configuración) de aplicaciones informáticas de carácter libre (software libre), posibilitando realizar prácticas en equipos remotos en tiempo real, usando para esto las ventajas que le representa estar construido bajo una estructura de sistemas distribuidos. Este sistema EVA R-Grid esta constituido por una serie de módulos y equipos como se muestra en la figura 1. las tareas que estos módulos solicitan a los nodos de trabajo Linux, además de esto, también tienen que consolidar las respuestas que reciben de los nodos Linux y generar una sola respuesta global. Nodos de trabajo Linux: Son los encargados de dar solución a las tareas proveídas por los servidores cluster. Estos componentes tienen una relación bastante estrecha entre si y se mantienen en comunicación constante, intercambiando datos vitales para el correcto funcionamiento del sistema. Es importante aclarar que el alto flujo de información implica implementar un sistema de seguridad para proteger los datos. La comunicación en del sistema en su estructura interna esta protegida por SSH, protocolo de interconexión de redes de manera segura. Sin embargo desde el sistema hacia el equipo del usuario final la información tiene otro tipo de tratamiento, es aquí donde se debe establecer si es necesario usar firmas digitales para la interacción entre el equipo del usuario y EVA R-Grid. II. MEA (Modulo Enseñanza Aprendizaje) Clientes Servidor Web Servidor módulos MEA Servidores Cluster Nodos de trabajo Linux Los MEAs se encargan de guiar al estudiante paso a paso en el aprendizaje de una aplicación informática (conceptos, instalación, configuración), han sido diseñados para que de forma interactiva el usuario realice prácticas de los conocimientos que está adquiriendo. En la Figura 2 se puede ver los componentes gráficos principales del módulo. 1. Sección Guión: Aquí aparece la información que el usuario aprenderá y seguirá para realizar las prácticas. Requerimientos Navegador Web IE Firefiox Administrador de usuarios y del sistema Administrador de usuarios y del sistema 2. Sección Comandos: El usuario ingresa los comandos que se le indican mediante en la sección de guión. Exterior Sistema Figura 1.Arquitectura de EVA R-Grid Entre sus componentes se encuentran: Módulos administrativos tanto de usuarios como de sistema: los cuales se encargan de la gestión de accesos, permisos y perfiles de aprendizaje. Módulos Enseñanza Aprendizaje (MEA): Estos proveen el conocimiento y las herramientas para que los usuarios realicen el proceso de obtener el conocimiento y aplicarlo de forma remota sobre los distintos equipos del EVA R- Grid. Servidores Cluster: sobre estos recaen las peticiones realizadas por los MEAs y son los encargados de repartir Figura 2. Componentes gráficos de MEA

3 Revista de Tecnología - Journal of Technology Volumen 6, No. 2, Julio - Diciembre Sección de resultados: Aquí se muestran los resultados asegurar la identidad de la información por medio de obtenidos después de ejecutar los comandos. firmas no es la excepción. La interacción del usuario con las tres secciones genera el aprendizaje y las prácticas. Es de destacar, que estas se realizan en tiempo real en un computador componente de EVA R-Grid. Una de las principales características de los MEAs, es que son accedidos de forma remota por parte de un usuario, es decir, que el usuario puede entrar a la aplicación desde cualquier equipo del mundo y trabajar con el como si lo estuviera haciendo de forma local. El MEA interactúa de manera global con el usuario de la siguiente manera: El usuario ingresa la dirección para acceder al MEA en su navegador y realiza la petición de acceso. Se verifican los permisos del usuario, este accede al módulo y empieza a usarlo, ingresando los comandos que se le indican. El MEA se comunica con los servidores cluster de EVA R- Grid solicitándoles la ejecución de una tarea. Estos responden y el módulo muestra la respuesta a el usuario final. El trabajar de manera remota hace necesario que los módulos tengan que acceder a máquinas distantes y privadas, desde la máquina de uso personal y público pertenecientes a los usuarios afiliados al sistema EVA R- Grid, esta intercomunicación entre máquinas de distintas características comerciales requiere de un intercambio de mensajes elevado como se pudo ver en la descripción global del funcionamiento, esta comunicación podría comprometer la estabilidad e integridad de información residente en alguna de las máquinas y por ende, pérdidas en dinero o datos para la organización. Por esta razón se ha dotado a cada uno de los módulos de una librería que permite realizar conexiones mediante SSH, que es un protocolo de interconexión de redes de manera segura. Esta librería ofrece un mínimo de seguridad en la interacción equipo externo y EVA R-Grid a través del MEA. III. FIRMAS DIGITALES Cuando se da el visto bueno sobre un documento o se quiere asociar la identidad de lo escrito o contenido dentro de este, generalmente se firma, esto garantiza la veracidad del documento. Y como cada actividad que se realiza en la vida real siempre se trata de hacer una abstracción de esta y usarla en los sistemas, tratar de Qué es una firma digital? una firma digital es una abstracción matemática de una firma real y pretende asociar la identidad de una persona u organización a un documento o a una aplicación.[1] Cómo funciona una firma digital? Las firmas digitales se basan en el método de autenticación mediante llaves públicas, este método usa dos llaves una pública y una privada. Utilizando la llave privada (solo la conoce el que firma) para el cifrado de un mensaje se obtiene el mensajebfirmado digitalmente, aplicándole la llave pública (la conocen todos aquellos que están autorizados para leer el mensaje) para descifrarlo se obtiene el mensaje original. Si el mensaje es alterado de alguna forma la llave fallará al descifrarlo y por lo tanto se da cuenta que el mensaje ha sido modificado. Proceso: Por razones de eficiencia lo que se firma digitalmente no es todo el mensaje, sino un resumen obtenido del mismo denominado hash. Un mensaje realiza el siguiente recorrido entre emisor y receptor: Emisor Envía un mensaje. Calcula un resumen o hash del mensaje original. Firma este resumen del mensaje con su clave privada y envía el resumen firmado junto con el mensaje original. Receptor Recibe el mensaje cifrado al igual que el mensaje original Calcula de manera separada el resumen o hash del mensaje recibido.[2] Utiliza la clave pública del emisor para descifrar el resumen firmado del mensaje que recibió, y compara el resultado con el resumen que el mismo ha generado. Si ambos mensajes son iguales queda comprobado que el mensaje no ha sufrido alteración alguna. Teniendo en cuenta que la clave pública del emisor fue usada para descifrar el mensaje, queda comprobada la entidad del emisor. Existen tres tipos de firmas digitales siendo la avanzada la más usada hoy día. Simples: incluyen un método específico para identificar a quien firma. Avanzada: permite identificar a quien firma el documento

4 62 Universidad El Bosque - Facultad de Ingeniería de Sistemas y además garantizar la integridad del mismo, empleando técnicas de llaves públicas.[3] Reconocida: es una firma avanzada ejecutada con un dispositivo seguro de creación de firma y amparada bajo un certificado reconocido.[4] En que casos se usa? Las firmas digitales se han vuelto de uso cotidiano, y las usa cualquier empresa u persona que quiere garantizar que tanto la información como la identidad de quien la provee es la correcta. Además de ello, una aplicación firmada digitalmente compromete al autor del software o del documento a cumplir lo pactado dentro de estos y a resolver cualquier falla que se pueda generar debido al uso de los mismos. Cualquier actividad que incluya intercambio de información debería usar este método. IV. QUÉ USA EL MEA PARA INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN? Como se mencionó con anterioridad el MEA se comunica constantemente con otros equipos, por esta razón ha sido necesario añadir un módulo que se encargue de las comunicaciones. Esta labor recae sobre una librería creada para java que implementa el protocolo de comunicación SSH. SSH es una aplicación que se encarga de brindar acceso remoto a las PCs de una red para controlarla como si estuviera físicamente delante de ella, solo provee acceso en modo consola; es decir, sin usar el modo gráfico, solo mediante la ejecución de comandos.[5] JSCH: Es el nombre de la librería encargada de comunicar vía SSH a el MEA con los usuarios y los demás equipo de EVA R-Grid. Ha sido integrada dentro del MEA para garantizar la consistencia de los datos que se intercambian entre máquinas, fue necesario crear funciones que usarán las clases propias de esta librería con el objetivo de realizar la conexión e intercambio de información de forma segura. Durante la conexión la librería realiza la autenticación de la máquina a la cual se está conectando, los métodos disponibles son: Keyboard Interactive autenticación: Quizás la más conocida de todas, en donde el usuario provee una clave que le ha sido asignada por el administrador, de esta manera se garantiza que se trata de la persona correcta. Sin embargo, esta práctica es un poco vulnerable dado que existen varios métodos de obtener la clave del usuario. Autenticación mediante Public Key: Este método usa una combinación de claves públicas y privadas para determinar la originalidad del usuario. Estas claves interactúan de una manera particular; un texto que ha sido cifrado utilizando la clave pública, únicamente puede ser descifrado usando la clave privada e inversamente, un texto cifrado usando la clave privada puede descifrarse mediante la clave pública. Cuando el servidor recibe una clave descifrada correctamente por un usuario lo cataloga como válido. En este caso la autenticación se hace mediante la llave de host del PC del cliente; a pesar de ser más rápido es un tanto más inseguro.[6] V. CONCLUSIONES Se ha descrito cada una de las características del MEA, firmas digitales y de JSCH. Es claro que el MEA tiene la necesidad de comunicarse con equipos de distintas índole comercial por esta razón ha de asegurar que la comunicación sea lo más segura posible, es por eso que se ha integrado dentro del módulo una librería encargada de realizar la conexión de manera segura para lo cual se usa el protocolo SSH, que garantiza que la información que se envía sea la correcta y que las identidades de las personas o empresas tanto la que envía como la que recibe son las indicadas. Esta es justamente la función de una firma digital. Las firmas digitales son muy importantes para establecer tanto la procedencia como la integridad de los datos que son enviados a nuestro computador. La ejecución del MEA se hace directamente desde el servidor, esta no implica la instalación, solo el envió de mensajes hacia el equipo del cliente. Esta información no necesita ser autenticada mediante una firma digital ya que el proceso de autenticación del remitente de información (el servidor) fue realizado por la librería incluida dentro del MEA, mediante el método de autenticación por llave pública. Es por esta razón que el incluir dentro de los MEA firmas digitales constituye una práctica un tanto redundante, además los tiempos de respuesta se verían afectados. Si se hace uso de cualquier otro método de autenticación para conectarse al MEA aun se podría prescindir del método de firmas digitales dado que de todas formas se estaría verificando las identidades del emisor y el receptor. Si se usa otro modo de comunicación que no realice este tipo de comprobación es necesario implementar las firmas digitales. VI. REFERENCIAS [1] Firmas digitales Ilustradas.

5 Revista de Tecnología - Journal of Technology Volumen 6, No. 2, Julio - Diciembre propietario de la pagina: bulma.net. Consultado el 20 de mayo de [2] Digital Signatures Ilustrated, J. Orlin Grabbe. Laissez Faire City Times, Vol 2, No 21, Julio 12, 1998.En línea en [3] Firmas digitales. propietario de la pagina Wikipedi.org, consultado 5 mayo de 2007 [4] Firmas digitales. rma_electronica.mspx?gclid=coci59- QjYwCFRtCUAodC0PL4A, propietario De la página Microsoft, consultado 5 mayo de 2007 [5] Securing UNIX Server with Secure Shell (ssh), _ESRI_2000/.Propietario de la página: Phil Hurvitz. Consultado el 3 de marzo de [6] J2SSH Maverick, propietario de la página: sshtools. Consultado el 5 de abril de 2007 Artículo de Reporte de Caso. Los Autores Daniel Alberto Burbano Sefair Docente de la Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad El Bosque. Ingeniero Electrónico, MCpE Ingeniería Eléctrica y Computadoras. Miembro del Equipo de Investigación en Software Libre. Coordinador línea Grid computing. Gustavo Andrés Jiménez Lesmes Ingeniero de Sistemas de la Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad El Bosque, Bogotá, Colombia.

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