Orientador: Ricardo Dahab

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação

Resumo: O projeto de soluções criptográficas seguras a partir de uma perspectiva puramente teórica não é suficiente para garantir seu sucesso em cenários realistas. Diversas vezes, as premissas sob as quais estas soluções são propostas não poderiam estar mais longe das necessidades do mundo real. Um...

Resumo: O projeto de soluções criptográficas seguras a partir de uma perspectiva puramente teórica não é suficiente para garantir seu sucesso em cenários realistas. Diversas vezes, as premissas sob as quais estas soluções são propostas não poderiam estar mais longe das necessidades do mundo real. Um aspecto frequentemente esquecido, que pode influenciar em como a solução se sai ao ser integrada, é a forma como o usuário final interage com ela (i.e., fatores humanos). Neste trabalho, estudamos este problema através da análise de dois cenários de aplicação bem conhecidos da pesquisa em Segurança da Informação: O comércio eletrônico de itens digitais e Internet banking. Protocolos de trocas justas tem sido amplamente estudados, mas continuam não sendo implementados na maioria das transações de comércio eletrônico disponíveis. Para diversos tipos de itens digitais (e-goods), o modelo de negócios atual para comércio eletrônico falha em garantir justiça aos clientes. A validação de itens é um passo crítico em trocas justas, e recebeu pouca atenção dos pesquisadores. Nós acreditamos que estes problemas devam ser abordados de forma integrada, para que os protocolos de trocas justas possam ser efetivamente implementados no mercado. De forma geral, acreditamos também que isso seja um reflexo de paradigmas de projeto orientado a sistemas para soluções de segurança, que são centrados em dados em vez de usuários, o que resulta em métodos e técnicas que frequentemente desconsideram os requisitos de usuários. Contextualizamos como, ao subestimar as sutilezas do problema da validação de itens, o modelo atual para compra e venda de itens digitais falha em garantir sucesso, na perspectiva dos compradores, para as transações ¿ sendo, portanto, injusto por definição. Também introduzimos o conceito de Degradação Reversível, um método que inerentemente inclui o passo de validação de itens em transações de compra e venda com a finalidade de mitigar os problemas apresentados. Como prova-de-conceito, produzimos uma implementação de Degradação Reversível baseada em códigos corretores de erros sistemáticos (SECCs), destinada a conteúdo multimídia. Este método é também o subproduto de uma tentativa de incluir os requisitos do usuário no processo de construção de métodos criptográficos, uma abordagem que, em seguida, evoluímos para o denominado projeto de protocolos orientado a itens. De uma perspectiva semelhante, também propomos um método inovador para a autenticação de usuários e de transações para cenários de Internet Banking. O método proposto, baseado em Criptografia Visual, leva em conta tanto requisitos técnicos quanto de usuário, e cabe como um componente seguro ¿ e intuitivo ¿ para cenários práticos de autenticação de transações

Abstract: Designing secure cryptographic solutions from a purely theoretical perspective is not enough to guarantee their success in a realistic scenario. Many times, the assumptions under which these solutions are designed could not be further from real-world necessities. One particular,...

Abstract: Designing secure cryptographic solutions from a purely theoretical perspective is not enough to guarantee their success in a realistic scenario. Many times, the assumptions under which these solutions are designed could not be further from real-world necessities. One particular, often-overlooked aspect that may impact how the solution performs after deployment is how the final user interacts with it (i.e., human factors). In this work, we take a deeper look into this issue by analyzing two well known application scenarios from Information Security research: The electronic commerce of digital items and Internet banking. Fair exchange protocols have been widely studied, but are still not implemented on most e-commerce transactions available. For several types of digital items (e-goods), the current e-commerce business model fails to provide fairness to customers. A critical step in fair exchange is item validation, which still lacks proper attention from researchers. We believe this issue should be addressed in a comprehensive and integrated fashion before fair exchange protocols can be effectively deployed in the marketplace. More generally, we also believe this to be the consequence of ongoing system-oriented security solution design paradigms that are data-centered, as opposed to user-centered, thus leading to methods and techniques that often disregard users¿ requirements. We contextualize how, by overlooking the subtleties of the item validation problem, the current model for buying and selling digital items fails to provide guarantees of a successful transaction outcome to customers, thus being unfair by design. We also introduce the concept of Reversible Degradation, a method for enhancing buy-sell transactions concerning digital items that inherently includes the item validation step in the purchase protocol in order to tackle the discussed problems. As a proof-of-concept, we produce a deliverable instantiation of Reversible Degradation based on systematic error correction codes (SECCs), suitable for multimedia content. This method is also the byproduct of an attempt to include users¿ requirements into the cryptographic method construction process, an approach that we further develop into a so-called item-aware protocol design. From a similar perspective, we also propose a novel method for user and transaction authentication for Internet Banking scenarios. The proposed method, which uses Visual Cryptography, takes both technical and user requirements into account, and is suitable as a secure ¿ yet intuitive ¿ component for practical transaction authentication scenarios