Enunciado 2 Descifrar claves cifradas con crypt

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1 Enunciado 2 Descifrar claves cifradas con crypt INDICE 1 Definición del problema Solución secuencial Tabla de tiempos Para saber más Listado de programas cifrado.h cifrar.c descifrar.c...6 Descifrar claves cifradas con crypt 0

2 1 Definición del problema Los sistemas tipo UNIX utilizan la función crypt para cifrar la clave de acceso de un usuario al sistema. Esta función se define como: char *crypt(const char *key, const char *salt); Su efecto es devolver un puntero a la clave cifrada correspondiente a la clave indicada por key, utilizando la variante salt (una cadena de dos caracteres del alfabeto [a-za-z0-9./], que permite un total de 4096 valores distintos). La clave cifrada consta de trece caracteres imprimibles, siendo los dos primeros los mismos que la variante salt utilizada al cifrar. Puede obtenerse una definición completa de esta función con el comando man de UNIX. A continuación se muestra el resultado de crypt aplicado a tres claves distintas: crypt ( abrir, aa ) => aahuvtmrcqhaw crypt ( ajaja, aa ) => aacv68p63epr6 crypt ( clave, aa ) => aa80jyxyfbfpi En versiones antiguas de sistemas tipo UNIX, estas claves cifradas se guardaban como un campo más dentro de cada línea del fichero /etc/passwd que, además, tiene permisos de lectura para todos. Si la clave de root fuese clave, la primera línea del fichero /etc/passwd tendría un aspecto similar a: root: aa80jyxyfbfpi:0:0:root:/root:/bin/bash Encontrar ahora la clave de root, puede consistir en probar a cifrar claves ( abracadabra, , etc.) hasta dar con una que resulte darnos como clave cifrada aa80jyxyfbfpi. Los sistemas UNIX actuales evitan ya este potencial coladero para la seguridad mediante el uso de lo que se conoce como Shadow password. Aquí, sin embargo, supondremos conocidas unas cuantas claves cifradas y se tratará de encontrar las claves que las originaron. 2 Solución secuencial Para poder resolver el problema en un tiempo razonable, se limitará el espacio de búsqueda fijando como parámetro el tamaño del alfabeto de claves y forzando que todas las claves tengan la misma longitud (parámetros típicos serán alfabeto de 26 letras [a..z] y claves de 4 caracteres). Además, se considerará siempre salt = aa. Con estos parámetros, las posibles claves serían desde aaaa hasta zzzz, y la solución mediante fuerza bruta (probando con todas las claves posibles) puede expresarse como: Desde clavecruda = aaaa hasta zzzz Si crypt (clavecruda, aa ) = claveencriptada Informar de que la clave buscada es clavecruda Descifrar claves cifradas con crypt 1

3 Para facilitar la escritura del programa secuencial que descifre claves, así como la versión paralela que habrá que implementar, se suministra un módulo cifrado.h que: Determina los parámetros del alfabeto de claves. Permite saber cuántas claves totales son posibles, obtener cualquiera de ellas según su orden lexicográfico (la cero correspondiente a aaa a y la última a zzz z ), así como la siguiente clave a otra dada. También nos dará el resultado de cifrar una clave. Facilita leer claves (tanto crudas como cifradas) almacenadas en un fichero de texto. Todos estos aspectos se concretan en la definición siguiente: #define NUM_LETRAS 26 // Rango de letras de la clave cruda, // empezando por la 'a' minuscula #define LONG_CLAVE_CRUDA 4 // Longitudes sin tener en cuenta #define LONG_CLAVE_CIFRADA 13 // el caracter terminador de string int numclavesposibles(void); void clavecrudaiesima (int i, char *laclave); void siguienteclavecruda (char *laclave); void cifrar (char *laclave, char *laclavecifrada); int abrir (char *ficheroclaves); int leerclavecruda (char *laclave); int leerclavecifrada (char *laclave); Apoyándonos en cifrado.h, se ha escrito el programa cifrar.c que, a partir de un fichero que contiene un conjunto de claves en crudo, nos imprime por la salida estándar las claves cifradas correspondientes. Así, se han generado tres ficheros de claves crudas y sus correspondientes ficheros de claves cifradas, cuyo contenido es el siguiente: crudas4 cifradas4 crudas5a cifradas5a crudas5b Cifradas5b aaaa gala hola musa nada puma tiza tomo vaso zzzz aarqbnb6ma0my aalxg9cclsnie aavuagikck3se aaxtmvzrqjgyg aacz9rbx8qj5o aa/.5hkynyftc aao2rq54rjq8. aa39yzznz/tfo aaaowtaid3/oa aazmmyv6wt7dg aaaaa galas hojas musas nadas pumas tizas tomos vasos zzzzz aa3dmvtssfzcg aarufzu.xyu4w aassyh70ejer6 aasjbur3erirq aaruw80qpwbaq aagnctcqtdsza aafienlnggy7c aazokal4vjuza aaqwbsfdwycju aamsmb0re2pp6 bozal dedal fatuo gluma irani jaula mutuo tarta vagon zzzzz aawnxqowg4wk2 aasi7kzeggloi aaui1lxhjqw/2 aarnnfocw7cuq aaxssgsrwsdz2 aa.iy8dixl79q aaipmrbmefvlk aagus4pk0arq2 aa5omwfaf4c4e aamsmb0re2pp6 Descifrar claves cifradas con crypt 2

4 El programa descifrar.c recibe como parámetro un fichero de claves cifradas, intenta descifrarlas e informa del tiempo que le cuesta localizar cada clave así como del total de tiempo invertido en localizarlas todas (Ver sección siguiente). 3 Tabla de tiempos Los datos que figuran en la tabla siguiente se han obtenido ejecutando el programa descifrar.c en un equipo con Intel Core 2 Quad a 2,2 GHz con 4M de caché por cada dos núcleos y 4GB de memoria. cifradas4 cifradas5a cifradas5b Claves Tiempos Claves Tiempos Claves Tiempos aaaa 0:000 aaaaa 0:000 bozal 3:586 gala 0:544 galas 13:654 dedal 7:170 hola 0:663 hojas 17:137 fatuo 11:417 musa 1:122 musas 29:042 gluma 14:648 nada 1:141 nadas 29:516 irani 19:644 puma 1:385 pumas 35:829 jaula 20:501 tiza 1:697 tizas 43:9 mutuo 29:053 tomo 1:715 tomos 44:393 tarta 43:196 vaso 1:844 vasos 47:734 vagon 47:703 zzza 2:281 zzzzz 59:029 zzzzz 59:036 T. total 12: : :957 4 Para saber más Aquí, en la sección de contraseña, puede comprobarse que, pese a los esfuerzos por evitar que puedan verse las claves cifradas de los usuarios, hay un interés continuo por conseguir saltarse todas las barreras. 5 Listado de programas El conjunto de ficheros de apoyo que se suministran son los siguientes: Makefile: Para obtener los ejecutables de forma cómoda. cifrado.h: Definición del módulo de apoyo para codificar y decodificar. cifrado.c: Implementación del módulo de apoyo para codificar y decodificar. cifrar.c: Programa que genera claves codificadas. descifrar.c: Programa secuencial que decodifica un fichero de claves codificadas. A continuación se listan los ficheros que se consideran relevantes. En cualquier caso, se dispone de todos ellos en soporte informático. Descifrar claves cifradas con crypt 3

5 5.1 cifrado.h // PCM. Arquitecturas Avanzadas Curso 16/17 ETSISI 07/03/17 // // cifrado.h: Modulo que encapsula las cuestiones relativas al // cifrado de claves. #define NUM_LETRAS 26 // Rango de letras de la clave cruda, // empezando por la 'a' minuscula #define LONG_CLAVE_CRUDA 4 // Longitudes sin tener en cuenta #define LONG_CLAVE_CIFRADA 13 // el caracter terminador de string // Devuelve el numero de claves posibles dado un alfabeto de tamanio // NUM_LETRAS y claves de longitud LONG_CLAVE_CRUDA. int numclavesposibles(void); // Devuelve la clave "i"esima segun el orden lexicografico que // considera la clave 0 la que es todo aes. void clavecrudaiesima (int i, char *laclave); // Actualiza laclave para que sea la siguiente segun el orden // lexicografico. void siguienteclavecruda (char *laclave); // Cifra "laclave" indicada, copiando la clave cifrada en la zona // de usuario apuntada por "laclavecifrada". Se utiliza "crypt" con // salt = "aa". void cifrar (char *laclave, char *laclavecifrada); // Abre el fichero de claves indicado, devolviendo cuantas claves // contiene, o cero en caso de no haber podido abrirlo. int abrir (char *ficheroclaves); // Lee una clave del fichero de claves previamente abierto, // comprobando que el tamanio de la misma es el adecuado y que todas // sus letras estan dentro del alfabeto de claves. Si hay error // devuelve un -1 y sino un 0 y el valor de la clave leida. int leerclavecruda (char *laclave); // Lee una clave cifrada del fichero de claves previamente abierto, // comprobando que el tamanio de la misma es el adecuado y que sus // dos primeras letras son "aa", ya que se trabaja siempre con // (salt = "aa"). int leerclavecifrada (char *laclave); Descifrar claves cifradas con crypt 4

6 5.2 cifrar.c // PCM. Arquitecturas Avanzadas Curso 16/17 ETSISI 07/02/17 // // cifrar.c: Programa secuencial para cifrar claves. #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include "cifrado.h" int main(int argc, char *argv[]) { int i, numclaves; char clave [LONG_CLAVE_CRUDA+1]; char cifrada [LONG_CLAVE_CIFRADA+1]; if (argc!= 2) { printf ("Uso: cifrar ficherodeclaves\n"); numclaves = abrir (argv[1]); for (i=0; i<numclaves; i++) if (leerclavecruda (clave) == 0) { cifrar (clave, cifrada); printf ("%s\n", cifrada); else printf ("La clave no es correcta\n"); Descifrar claves cifradas con crypt 5

7 5.3 descifrar.c // PCM. Arquitecturas Avanzadas Curso 16/17 07/02/17 // // descifrar.c: Programa secuencial para descifrar claves. #include <assert.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/time.h> #include <unistd.h> #include "cifrado.h" void descifrar (void) { int i, totalclaves; char clave [LONG_CLAVE_CRUDA+1]; char cifradaactual [LONG_CLAVE_CIFRADA+1]; char cifradabuscada [LONG_CLAVE_CIFRADA+1]; struct timeval t0, tf, t; if (leerclavecifrada (cifradabuscada)!= 0) { printf ("La clave no es correcta\n"); return; assert (gettimeofday (&t0, NULL) == 0); totalclaves = numclavesposibles(); clavecrudaiesima (0, clave); for (i=0; i<totalclaves; i++) { cifrar (clave, cifradaactual); if (strcmp (cifradaactual, cifradabuscada) == 0) { assert (gettimeofday (&tf, NULL) == 0); timersub (&tf, &t0, &t); printf ("%s ", clave); printf ("Tiempo = %ld:%ld (seg:mseg)\n", t.tv_sec, t.tv_usec/00); return; siguienteclavecruda (clave); printf ("No encontrada\n"); int main(int argc, char *argv[]) { int numclaves, i; struct timeval t0, tf, t; if (argc!= 2) { printf ("Uso: descifrar ficherodeclaves\n"); numclaves = abrir (argv[1]); assert (gettimeofday (&t0, NULL) == 0); for (i=0; i<numclaves; i++) descifrar(); assert (gettimeofday (&tf, NULL) == 0); timersub (&tf, &t0, &t); printf ("Tiempo total = %ld:%ld (seg:mseg)\n", t.tv_sec, t.tv_usec/00); Descifrar claves cifradas con crypt 6