Segurança da Informação - Disciplinas On-line

Segurança da
Informação
Professor conteudista: Luiz Antonio de Lima
Sumário
Segurança da Informação
Unidade I
1 SISTEMAS OPERACIONAIS E A SEGURANÇA ...........................................................................................1
1.1 Conceitos básicos ....................................................................................................................................4
1.2 Evolução dos sistemas operacionais..............................................................................................11
1.2.1 Computadores da primeira geração................................................................................................ 12
1.2.2 Computadores da segunda geração ............................................................................................... 14
1.2.3 Computadores da terceira geração ................................................................................................. 16
1.2.4 Computadores da quarta geração ................................................................................................... 17
1.3 Estrutura e funções dos sistemas operacionais ....................................................................... 20
1.4 Gerenciamento de processos........................................................................................................... 22
1.5 Gerência de memória ......................................................................................................................... 24
1.6. Gerência de dispositivos ................................................................................................................... 29
1.7 Sistemas de arquivos .......................................................................................................................... 31
1.8 Sistema operacional distribuído..................................................................................................... 34
1.9 A segurança dos sistemas operacionais ...................................................................................... 35
Unidade II
2 FUNDAMENTOS DE SEGURANÇA COMPUTACIONAL ........................................................................ 37
2.1 Propriedade............................................................................................................................................. 38
2.2 Políticas e violações............................................................................................................................. 40
2.3 Modelos de segurança da informação ........................................................................................ 41
2.4 Serviços e mecanismos ...................................................................................................................... 43
2.5 Controles criptográficos .................................................................................................................... 44
2.5.1 Sistemas criptográficos ........................................................................................................................ 46
2.5.2 Assinatura digital .................................................................................................................................... 46
2.5.3 Gerência de chaves ................................................................................................................................ 49
2.5.4 Public Key Infrastructure (PKI) .......................................................................................................... 49
Unidade III
3 GERENCIAMENTO DA SEGURANÇA DA TI ............................................................................................. 52
3.1 Ferramentas de gerenciamento de segurança ......................................................................... 53
3.2 Segurança em sistemas distribuídos ............................................................................................ 54
3.2.1 Autenticação e autorização ............................................................................................................... 55
3.2.2 Controle de acesso ................................................................................................................................. 56
Unidade IV
4 DESAFIOS DE SEGURANÇA, ÉTICOS E SOCIAIS, DA TI ....................................................................... 58
4.1 Segurança, ética e sociedade em negócios/TI .......................................................................... 58
4.1.1 Ética nos negócios .................................................................................................................................. 59
4.1.2 Ética tecnológica..................................................................................................................................... 61
4.2 Crime em informática ........................................................................................................................ 62
4.2.1 Hacking ....................................................................................................................................................... 63
4.2.2 Pirataria de software ............................................................................................................................. 64
4.2.3 Furto cibernético ..................................................................................................................................... 66
4.2.4 Uso não autorizado no trabalho ...................................................................................................... 68
4.2.5 Furto de propriedade intelectual...................................................................................................... 70
4.2.6. Vírus de computador, adware e spyware ..................................................................................... 71
4.3 Questões de privacidade ................................................................................................................... 75
4.4 Privacidade na Internet ..................................................................................................................... 76
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Unidade I
1 SISTEMAS OPERACIONAIS E A SEGURANÇA
INTRODUÇÃO
A cada dia que passa, as pessoas de modo geral passam a dar
mais valor para a questão da segurança em todos os aspectos, mas
para os usuários de computadores e sistemas informatizados, a
segurança computacional torna-se atrativa diante das ameaças
5 a esses sistemas.
Vivemos num mundo moderno, no qual os processadores
controlam as máquinas de modo a torná-las um pouco mais
inteligentes.
Hardware e processadores
10
Processadores são circuitos integrados capazes de realizar
operações de processamento de dados e são considerados por
muitos como sendo o cérebro do computador.
Esses processadores podem ser ligados em redes de modo
a fornecer aos usuários as informações, possibilidades de
15 monitoração e controle a distância nos diversos sistemas que
existem na sociedade.
Mas se os processadores são dispositivos tipo hardware,
então como eles funcionam em termos lógicos, ou seja, em
termos de software? Que mecanismos de segurança podem
20 estar relacionados com estes dispositivos?
1
Unidade I
Softwares e a segurança dos sistemas computacionais
Ocorre que processadores são componentes de hardware
e que, para funcionar, necessitam do software, que é
considerado por muitos como sendo o combustível ou a alma
5 do computador.
Na realidade, a segurança, normalmente, é implementada
por meio de software.
Mas que tipos de software existem nos computadores?
Uma classificação mais simplista, mas aplicável no momento,
10 considera os softwares como sendo básicos, aplicativos e
aplicações.
Softwares básicos incluem os sistemas operacionais e
softwares de comunicação, enquanto aplicativos e aplicações
estão relacionados com os sistemas.
Em relação ao software básico denominado “sistema
operacional”, talvez esse seja um dos mais importantes, pois em
cima dos mesmos vão rodar os outros softwares, como é o caso
dos jogos, dos aplicativos de editores de textos, aplicativos de
banco de dados, aplicativos de planilha eletrônica, aplicativos de
20 apresentação, aplicativos de e-mail etc.
15
Já com relação a aplicações, dependendo do tipo de negócio,
estas podem ser aplicações de entretenimento, aplicações de
vendas, aplicações contábeis, aplicações para área de saúde
etc.
25
Os sistemas operacionais
Sistemas operacionais podem ser encontrados em
telefones celulares, automóveis, aeronaves, embarcações,
computadores pessoais, sistemas robóticos, computadores
2
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
de grande porte (mainframes), e, na maioria dos sistemas
operacionais, o usuário do sistema requisita ao computador
que o mesmo realize uma ação, por exemplo, mostrar alguma
coisa na tela, ou carregar algum software, ou imprimir
5 algum documento. No caso, o sistema operacional gerencia
o software e o hardware para produzir o resultado esperado
(Deitel; Choffnes, 2005, p. 5).
Nos sistemas operacionais, começa a segurança dos
computadores. Um exemplo prático é relacionado com
10 a atualização desses sistemas: à medida que se baixam
atualizações dos mesmos e se implementam essas atualizações
nos computadores, diminui-se os riscos em relação a vírus
e ameaças, pois os fabricantes tentam eliminar as falhas
encontradas ou pontos vulneráveis em cada atualização de
15 modo a tornar o sistema operacional mais seguro em relação às
ameaças anteriores.
Ocorre que a cada dia surgem novos vírus e novas
possibilidades de ameaça, de modo que o trabalho dos
projetistas desses sistemas operacionais é constante, e
20 quando a quantidade de modificações ou atualizações é
muito grande, talvez, seja um indicativo de que é necessário
se criar outra versão mais nova de sistema operacional, pois
o sistema anterior chegou ao seu limite de possibilidade de
atualização.
25
Caro(a) aluno(a), o presente material didático foi dividido em
quatro unidades, que vão abordar respectivamente:
1. Os sistemas operacionais e a segurança;
2. Fundamentos de segurança computacional;
3. Gerenciamento da segurança de TI;
30
4. Desafios de segurança éticos e sociais de TI.
3
Unidade I
Vamos trabalhar, nesta unidade 1, Os sistemas operacionais
e a segurança, os seguintes itens:
1.1. Conceitos básicos;
1.2. Evolução dos sistemas operacionais;
5
1.3. Estrutura e funções dos sistemas operacionais;
1.4. Gerenciamento de processos;
1.5. Gerência de memória;
1.6. Gerência de dispositivos;
1.7. Sistemas de arquivos.
10
Não deixe acumular a matéria. O segredo é ler diariamente.
Anote num caderno os itens ou coisas que você descobriu, para
conversar e discutir com os outros. Anote suas dúvidas e leve-as
para os colegas e para o professor. Interaja de modo correto,
ético e positivo.
15
Ajude os colegas, participe, aprenda e, desta forma, você terá
sucesso na vida, nos estudos e no trabalho.
Bons estudos. Vamos começar então com os conceitos
básicos.
1.1 Conceitos básicos
Sistema operacional pode ser entendido como sendo uma
20 máquina estendida ou virtual que esconde a complexidade
dos comandos de programação necessários para gerenciar
as tarefas em computadores ou processadores, seja de uso
industrial, militar, comercial, bancário, rural, em lazer ou
doméstico.
4
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Também outra visão é a do sistema operacional como
provedor de uma interface (telas e dispositivos de entrada e
saída) conveniente aos usuários, em que o sistema gerencia
partes de um sistema complexo em que ele tem que fazer uma
5 alocação ordenada e controlada de processadores, memórias,
temporizadores, discos, dispositivos de entrada e saída entre os
vários programas que competem por estes recursos (Tanenbaum,
2003, p.2-3).
Vamos então a uma definição.
10
Sistema operacional é:
Um software que habilita as aplicações a interagir com o
hardware de um computador (Deitel; Choffnes, 2005, p. 4).
Todo computador precisa de um sistema operacional para
funcionar. Este software pode ser proprietário ou software
livre e pode possuir vulnerabilidades que serão exploradas pelos
hackers, phreakers e pessoas que criam ameaças virtuais.
15
Para finalidade de estudo e comparação, apresentam-se a
seguir algumas imagens relacionadas com sistemas operacionais
existentes no mercado.
Sistemas operacionais livres
Um exemplo de software de sistema operacional que está
20 com uma quantidade crescente de usuários é o Ubuntu, bem
como suas variantes, como é o caso do Kubuntu.
A figura 1 ilustra um exemplo de imagem simbólica do
software de sistema operacional livre Ubuntu, sob a licença
GNU – pronuncia-se guinú. Esta licença é a do software livre.
25 Há quem diga que o significado é “GNU is not Unix”, outros
consideram os softwares open source, ou seja, de código aberto
5
Unidade I
como sendo os softwares livres e cuja fonte é recebida de modo
livre e gratuito, e qualquer modificação que for realizada no
software terá que ser mantida livre e disponibilizada na web.
Figura 1: Software livre de sistema operacional Ubuntu, sob a licença GNU.
Fonte: <http://img74.imageshack.us/i/ubuntucapakq9.jpg/>.
Caro aluno, para que seu aprendizado seja mais eficiente e
5 efetivo, é preciso que você participe dos fóruns: leve suas dúvidas
para discutir com os colegas e com seu professor. Participe!
Aprenda, compartilhe opiniões e informações.
A figura 2 apresenta uma imagem que ilustra o Kubuntu.
Figura 2: imagem associada ao Kubuntu, na Internet.
Fonte: <http://walkmans.files.wordpress.com/2008/04/kubuntu.png>.
6
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Também aos alunos interessados, sugerimos que busquem
na web os softwares, como é o caso do Ubuntu e Kubuntu para
baixarem em suas máquinas e testarem.
Softwares livres não são comercializados. Disponibilizam o
5 código-fonte e possibilitam aos usuários realizarem alterações
nos mesmos (Ex.: Linux e BSD).
Com relação ao Linux, este foi desenvolvido inicialmente
por Linus Torvalds, enquanto o mesmo era estudante de
computação na Finlândia. Torvalds disponibilizou gratuitamente
10 os códigos-fonte e pediu a ajuda de todos os programadores
do mundo para colaborarem na construção de um software
livre de sistema operacional que seria útil para todos. Daí
nasceu o Linux.
Surgiram várias distribuições de Linux ao redor do mundo.
15 No Brasil, a Conectiva, que é uma empresa paranaense, trabalhou
algumas das versões de Linux nacionais. No caso, a empresa
comercializava os manuais, treinamentos e suporte, mas não o
software, que é livre.
Surgiram outras versões importantes, como é o caso do Linux
20 Kurumin, que foi desenvolvido por Carlos Morimoto, engenheiro
e autor de obras.
No caso de outros países, como os Estados Unidos, a
distribuição Red Hat se espalhou bastante; na Alemanha, houve
a disseminação da distribuição Linux, denominada SuSE, enfim,
25 em vários países houve a criação de distribuições famosas do
LInux.
Além dos sistemas de código aberto (como é caso do
Unix), existem também os sistemas gratuitos, porém, neste
caso, apesar de o usuário não ter custos em poder usar os
30 mesmos, ele não terá como acessar o código-fonte. Este é o
caso do BeOS.
7
Unidade I
Sistemas operacionais proprietários
Talvez o sistema proprietário mais famoso do mundo seja
o Windows, em suas várias versões, e uma das pessoas mais
ilustres seja Bill Gates, fundador da Microsoft Co, proprietária
5 da marca Windows.
Na figura 3 seguinte, apresenta-se uma imagem
representativa da embalagem, caixa, na qual vêm os CDs
correspondentes ao operacional Windows, cuja marca é
propriedade da Microsoft Co, que vende a licença de uso de
10 seus softwares.
Figura 3: Software Windows, que é software proprietário da empresa norteamericana Microsoft Co.
Fonte: <http://www.newformat.com.br/images/windows_xp_box_small.jpg>.
Na figura 4, pode-se observar a imagem associada a outro
software de sistema operacional proprietário, que é o sistema
da Apple.
Nesta figura, observa-se de modo semelhante à figura
15 anterior, para fins de comparação, a embalagem “caixa”,
8
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
na qual vêm os CDs de instalação do software de sistema
operacional.
Figura 4: Imagem associada ao sistema operacional proprietário Apple.
Fonte: <http://images.apple.com/br/support/products/images/applecare_
indextop20061024.jpg>.
Atualmente, principalmente nas máquinas mais potentes,
isto é, com bom processador e memória, um dos recursos que
5 se tem utilizado quando se necessita fazer a troca de sistemas
operacionais com frequência numa mesma máquina é se
trabalhar com sistemas virtuais. Este é o caso, por exemplo, de
uma instituição de ensino que ensina Linux Debian 3.2, para
uma turma e, a seguir, entra outra turma que vai utilizar o
10 Windows 2003.
Note que, em ambientes de ensino, este procedimento pode
ocorrer com frequência, e o uso de um sistema que permita
a instalação de vários sistemas operacionais e até mesmo de
vários softwares diferentes que rodam em sistemas operacionais
15 diferentes.
A figura 5 ilustra o sistema VMWare, que cria máquinas
virtuais, nas quais cada uma pode trabalhar com um sistema
operacional particular.
9
Unidade I
Oracle
SQL
Application
Servers
Email
File
Print
Power multiple
“virtual machines”
on one server with
VMWare
Figura 5: Sistema operacional VMWare que cria máquinas virtuais.
Fonte: <http://www.ziontechgroup.com/nzion/img/GRD_274_vmware_
virtualization.jpg>.
O conhecimento dos sistemas operacionais é o início do
conhecimento dos sistemas computacionais juntamente com o
hardware e que, por este motivo, o estudo da segurança pode se
iniciar pelo estudo deste par.
5
O hardware (equipamentos e dispositivos) mais o software
(sistemas operacionais e aplicativos que vão rodar em cimas dos
mesmos) e pessoas (desenvolvedores e usuários), em conjunto
com as organizações e regras, vão formar os sistemas de
informação computadorizados atuais.
10
Mas falando mais especificamente nos sistemas
operacionais, vamos conhecer um pouco mais deles. Como
eles surgiram? Como evoluíram? Qual é o histórico desses
softwares básicos? Vamos ver estes assuntos no item
seguinte.
10
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
1.2 Evolução dos sistemas operacionais
Com a finalidade didática, costumamos dividir a Era dos
computadores em gerações, conforme se apresenta a seguir.
Charles Babbage (1792-1871) projetou o primeiro computador
digital do mundo, porém, este computador mecânico não chegou
5 a ser implementado. Era chamado de máquina analítica. Ela não
possuía um sistema operacional como conhecemos atualmente,
pois, sendo mecânica, dependia de engrenagens, rodas, alavancas,
parafusos, que, na época, não possuíam a precisão para se alcançar
o mínimo necessário para um computador bem simples.
10
A figura 6 ilustra a imagem da máquina diferencial de
Babbage.
Pode-se observar nela a presença somente de componentes
mecânicos, num computador que na época não chegou a
funcionar.
Figura 6 – Ilustração da máquina diferencial de Babbage.
Fonte: <http://2.bp.blogspot.com/_lL5b_nJRrcU/SbVhjPhieBI/AAAAAAAAAEE/
Jbm8Kqq73co/s320/Maquina+analitica.bmp>.
11
Unidade I
Aparentemente, o projeto de Babbage estava correto, e
mais de um século depois ela foi reconstruída com finalidades
históricas.
A máquina de Babbage era um computador mecânico,
5 e naquela época, nem se pensava em formar redes de
computadores, pois nem se conseguia fazer funcionar um
computador simples. Também as informações possíveis de se
trabalhar naquela máquina não eram relevantes e, desta forma,
não havia perigo algum relacionado com ameaças virtuais.
10
A máquina diferencial reconstruída e que trabalha como
Babbage projetou está em operação desde 1991, no Museu de
Ciências de Londres.
Tal feito mostrou que Babbage estava certo na teoria,
permitindo a produção de partes da precisão requerida.
15
Na época original, Babbage falhou devido ao fato de seus
desenhos serem muito ambiciosos; ele teve problemas com
relações de trabalho, e era politicamente inapto (Wiki [1],
2009).
A importância da máquina de Babbage está no aspecto
20 histórico e de evolução da computação. É interessante notar
que a entrada de dados deveria ocorrer por meio de tábuas
perfuradas, e a saída de resultados também ocorreria de modo
semelhante, ou seja, Babbage já se preocupava com a questão
das entradas, dos processamentos e das saídas.
25
A seguir, aborda-se os computadores de primeira geração.
1.2.1 Computadores da primeira geração
A primeira geração (1945-1955) era válvulas, conectores,
chaveamentos eletromecânicos, relés e só realizavam cálculos
simples. Na década de 1950, surgiram os cartões perfurados, que
12
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
dispensavam os conectores e facilitavam a entrada e saída de
dados.
Um expoente da computação deste período era Alan
Mathison Turing. Este cientista inglês criou o conceito de
5 máquina universal, que seria uma máquina em fita, na qual
os dados entrariam em sequência e seriam processados em
sequência, e os resultados também sairiam em sequência.
A ideia da máquina de Turing foi importante e continua
sendo, pois os computadores atuais continuam trabalhando
10 com os processadores seguindo as ideias da máquina de Turing,
ou seja, computadores são máquinas universais.
Turing, durante a Segunda Grande Guerra Mundial, ajudou o
serviço secreto inglês a decodificar as mensagens militares secretas
dos alemães, que eram escritas para os comandantes daquele país
15 realizarem as estratégias de guerra. As mensagens dos alemães
eram codificadas em máquinas denominadas Enigma.
O trabalho de Turing utilizando o computador Colossus
permitiu que as traduções dos códigos secretos fossem realizadas
em poucas horas e, com isso, a Inglaterra salvou muitas vidas e
20 ganhou a guerra.
O uso dos computadores de primeira geração já estava
ocorrendo por meio de seus precursores.
Logo após o final da guerra, Turing ajudou outro expoente
da computação da época, que foi John Von Neumann, que
25 trabalhava no projeto do computador Eniac.
Os computadores possuíam o tamanho de edifícios de vários
andares. Os sistemas operacionais dependiam de ações manuais
e eram projetados junto com a máquina. Esses computadores
só geravam tabelas de senos, cossenos, logaritmos e problemas
30 relativamente simples.
13
Unidade I
A figura 7 ilustra um computador da primeira geração, o
Eniac.
Figura 7: Imagem de computador da primeira geração, o Eniac.
Fonte: <http://blogs.atlassian.com/developer/eniac3.jpg>.
Os computadores de primeira geração necessitavam do
hardware e do sistema operacional próprio e não estavam
5 sujeitos às ameaças virtuais.
1.2.2 Computadores da segunda geração
Em 1965 veio a segunda geração, quando as máquinas
funcionavam com transistores (estes substituíam as válvulas) e
com processamento batch, ou seja, sistemas em lote de cartões
perfurados.
10
14
Estes computadores já eram menores que os da geração
anterior e possuíam capacidades maiores de processamento em
relação aos computadores da primeira geração.
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
O mundo dos computadores estava se organizando. Os
sistemas operacionais eram próprios de cada máquina e não
serviam em outras que não fossem exatamente do mesmo tipo.
Já se faziam trocas de dados entre computadores semelhantes,
5 mesmo distantes, por meio de linhas telefônicas.
Desta forma, programavam-se os jobs (surgiu a figura do
scheduller de computador, que organizava a sequência de jobs
ou serviços), ou seja, a sequência de programas ou lotes que
seriam processados.
10
Havia manuais bem-escritos e detalhados. A hierarquia
e as funções eram bem-definidas. A segurança era bastante
controlada e evitava-se a entrada de pessoas estranhas nos
Centros de Processamentos de Dados.
As saídas eram gravadas em fita. Com o uso dos transistores,
15 o tamanho dos computadores diminuiu. Tanenbaum e Woodhull
(2008, p. 27) afirmaram que:
20
25
Grandes computadores de segunda geração eram usados
principalmente para cálculos científicos e de engenharia,
como a solução de equações diferenciais parciais que
frequentemente ocorrem na física e na engenharia.
Eles eram programados principalmente em FORTRAN
e em linguagem assembly. Os sistemas operacionais
típicos eram o FMS (o Frortran Monitor System) e o Ibsys
(sistema operacional da IBM para o 7094).
Na figura 8, pode-se observar a imagem de um computador
da segunda geração digital.
Figura 8: Computador da segunda geração, com transistores.
Fonte: <http://www.netangola.com/CCA/pages/marks/computador/imagens/comp/
leo.jpg>.
15
Unidade I
Até a segunda geração, a preocupação com segurança ainda
era muito pequena, limitando-se mais à questão da segurança
física, pois ainda não havia muitas ameaças aos ambientes
computacionais.
5
Nos computadores de segunda geração, que trabalhavam
comercialmente, havia já algum risco de ameaça por parte de
programadores ou analistas descontentes e também alguma
ameaça externa, no sentido de concorrentes que buscavam
já um início de engenharia social para obter informações de
10 concorrentes.
A seguir, na ordem didático-cronológica, vieram os
computadores da terceira geração.
1.2.3 Computadores da terceira geração
Na terceira geração, utilizavam-se Circuitos Integrados (CIs),
que agrupavam grandes quantidades de transistores num espaço
15 pequeno e utilizavam multiprogramação (1965 a 1980).
O tamanho dos computadores diminuiu, mas a capacidade
de processamento continuou crescendo. Os computadores
se tornavam mais rápidos. A organização dos Centros de
Processamentos de Dados era cada vez maior.
20
Já havia monitores e impressoras. Utilizava-se a técnica
de Simultaneous Peripheral Operation on Line (spooling) . Os
computadores já pareciam bem com os computadores que
conhecemos atualmente.
As linguagens de programação, como é o caso do Cobol,
25 Fortran, Algol e Basic eram ensinadas para vários profissionais
da computação.
Os computadores eram cada vez mais utilizados em empresas:
indústria, comércio, bancos, escolas etc., porém, ainda não eram
16
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
populares, pois somente as grandes empresas e universidades
faziam uso deles.
Na figura 9, pode-se observar a imagem de um computador
da terceira geração.
Figura 9: Imagem de computador de terceira geração, com VLSI.
Fonte: <http://img56.imageshack.us/i/brlescii1.gif/#q=computador da terceira geração>.
5
Na terceira geração, já havia uma preocupação com auditoria
dos sistemas nas empresas e avançava a questão da segurança
física e lógica dos sistemas computacionais.
A seguir, abordam-se os computadores de quarta geração,
que são os atuais, mas que estão em evolução – e quem sabe
10 logo estaremos na quinta ou sexta geração?
1.2.4 Computadores da quarta geração
Esta geração está associada ao desenvolvimento dos
circuitos integrados com grande escala de integração, ou
17
Unidade I
Large Scale Integration (LSI), que são chips contendo milhares
de transistores em um centímetro quadrado de sillício e,
assim, surgiu a Era do computador pessoal baseado em
microporcessador.
5
Entre os primeiros sistemas operacionais para os
microcomputadores, estava o Control Program for Microcoputers
(CP/M) desenvolvido pela empresa Digital Research para o
processador Z-80 produzido pela empresa Zilog.
Não tardou, a Motorola produziu seu processador 6800.
10 Logo a seguir, surgiram os IBM PC com processadores Intel; os
computadores da Apple com os sistemas operacionais Mac OS
X. E a evolução continuou com a Microsoft lançando o sistema
operacional Windows.
Também os usuários do sistema Unix, o qual existia
15 desde a década de 70, desejavam uma interface gráfica,
e para o mesmo criou-se o Motif (Tanenbaum; Woodhull,
2008, p. 32-33).
A microcomputação possibilitou a disseminação do uso
do computador entre usuários do mundo inteiro. Inicialmente
20 para jogos, lazer, ou mesmo para uso comercial, e em escritório,
logo os computadores mostraram-se excelentes ferramentas de
produtividade.
Um desenvolvimento que começou na década de 80 foi
o crescimento na quantidade de redes de computadores
25 pessoais executando sistemas operacionais de rede e
sistemas operacionais distribuídos. Este fato fez com que um
computador enxergasse o conteúdo de outros computadores
que estivessem numa mesma rede (Tanenbaum; Van Steen,
2002).
18
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
A figura 10 ilustra um computador de quarta geração.
Figura 10: Imagem de computador da quarta geração.
Fonte: <http://www.4linking.com.br/wp-content/uploads/2009/09/Asus-eee-PC1101HA-black.jpg>.
A partir dos computadores ligados em rede, a quantidade de
ameaças virtuais cresceu e, atualmente, as pessoas que possuem
suas máquinas ligadas em rede têm que baixar atualizações de
5 antivírus todos os dias.
Além dos vírus de computador, há também os cavalos de
Tróoa, as ameaças de invasões e esse conjunto de coisas que
acontece no cotidiano assusta as pessoas, pois todos possuímos
informações importantes guardadas nos computadores.
10
Uma forma de se diminuir o perigo é se evitar a ligação de
computadores em rede e na Internet.
Este fato, porém, não libera um computador de receber vírus
por meio de pendrives, CDs, disquetes ou qualquer meio de
armazenamento de informações.
19
Unidade I
A partir da quarta geração, houve a proliferação de muitos
tipos de crimes virtuais e houve um grande avanço na questão
da segurança em TI.
Mas como será que surgem grandes ameaças virtuais?
5
Um dos caminhos mais fáceis está no descobrimento de
vulnerabilidades dos sistemas operacionais e dos sistemas em
geral. Quando tais vulnerabilidades são descobertas, por meio
delas entram os perigos virtuais.
A seguir, vamos estudar a estrutura e funções dos sistemas
10 operacionais para conhecer mais sobre eles.
1.3 Estrutura e funções dos sistemas
operacionais
Um sistema operacional não é um único programa. Ele
é constituído ou formado por um conjunto de programas ou
rotinas que vão realizar tarefas por meio do controle do hardware
e suas partes.
O conjunto de rotinas de um sistema operacional é
denominado núcleo do sistema ou kernel.
15
Um sistema computacional pode ser visto em termos de
níveis de programação para facilitar seu entendimento para as
pessoas que ingressam na área de TI.
Uma das divisões mais conhecidas é a da máquina de
níveis, proposta por Tannembaum, que apresenta os seis níveis
20 seguintes (Tabela 1):
Tabela 1: Máquina de níveis
6
Aplicativos
5
Utilitários
4
Sistema operacional
3
Linguagem de máquina
2
Microprogramação
1
Dispositivos físicos
Fonte: Rosales; Godoy, 2007, p. 5.
20
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Existe uma preocupação em se manter a integridade do
sistema operacional, pois, se o mesmo falhar, o computador
trava ou para de funcionar.
Para manter a integridade, a segurança é realizada fazendo
5 com que o sistema não atenda diretamente os pedidos dos
usuários.
O atendimento é feito pelas chamadas de sistema, ou system
calls.
System calls são:
Portas de acesso ao núcleo do sistema operacional e a
seus serviços.
10
A figura 11 apresenta a imagem do sistema operacional
formando uma camada entre o usuário e o hardware.
Interpretador de comandos (Shell) é uma interface entre o
usuário e o sistema operacional. Fazendo uso dele, um usuário
pode solicitar a execução de um programa. Os comandos
15 enviados são interpretados para o sistema operacional.
A seguir, aborda-se em ordem e sequência os itens:
Gerência de processos;
Gerência de memória;
Gerência de entrada e saída;
20
Gerência de arquivos;
Gerência de arquivos secundários;
Sistemas distribuídos.
21
Unidade I
Bloco de notas
Windows Explorer Minha aplicação
Serviços de sistema
Modo usuário
Modo Kernel
Hardware
Figura 11: Imagem de serviços de sistema operacional entre o usuário e o hardware
Fonte: <http://www.caloni.com.br/blog/wp-content/uploads/monolithic.gif>.
Nas linhas seguintes, aborda-se o gerenciamento de
processos associados aos sistemas operacionais.
1.4 Gerenciamento de processos
Uma aplicação pode ser dividida em vários processos. Existem
processos-pais que chamam processos-filhos.
5
Os processos mais leves são denominados threads
(pronuncia-se trédis).
Um processo é um programa em execução e necessita
de CPU, memória, arquivos e dispositivos de E/S.
Em relação aos estados possíveis para um processo, este
pode estar: pronto, em execução ou bloqueado. Existem trocas
de estado durante a operação normal.
10
22
Note que no estado “pronto” pode existir uma fila de
processos aguardando serem executados na CPU.
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Para otimizar o funcionamento do processador, o sistema
operacional possui um componente denominado escalonador
de processos. É este componente que determina, por meio de
algoritmos de escalonamento, qual processo será executado
5 num momento.
Algoritmos de escalonamento podem ser: preenptivos,
cooperativos ou não preenptivos. Swapping é a troca de
processos normal que ocorre durante o trabalho de um sistema
operacional.
10
Papel do SO:
1. criar e terminar processos;
2. suspender e recomeçar processos;
3. prover mecanismos para;
4. sincronização;
15
5. comunicação entre processos;
Caro aluno, traga suas dúvidas para discutir com os colegas
e com o professor nos fóruns da disciplina. Participe. Procure
livros relacionados com os assuntos em estudo, nas bibliotecas,
em revistas da área e em sites da Internet. Todo conhecimento
20 é cumulativo, somativo e, à medida que você prossegue
numa determinada área de conhecimento, fica cada vez mais
especializado e conhecedor.
Neste curso, trabalhamos apenas aspectos mais básicos, e
nos cursos de pós-graduação, especialização e nos cursos de
25 mestrado e doutorado, trabalha-se mais a fundo as questões e
problemas específicos.
A seguir, aborda-se a gerência de memória.
23
Unidade I
1.5 Gerência de memória
Memória possui lista endereçável e perde conteúdo se
desligada.
Há também as memórias secundárias, cujo conteúdo não
se perde quando se desliga o equipamento (por exemplo, HD,
5 pendrive, DVD, CD etc.).
Em relação à memória, estarão ocorrendo vários trabalhos:
paginação, memória virtual, substituição de páginas etc..
A Figura 12 ilustra a hierarquia das memórias de computador
gerenciadas pelos SO.
Registradores
da CPU
Cache
Nível 1
Nível 2
Áreas de
armazenamento
temporário
RAM
Memória
física
ROM/
BIOS
Memória
virtual
Tipos de didpositivos de armazenamento
Armazenamento
Discos
Discos
Rede/
removíveis
rígido
Internet
Áreas de
armazenamento
permanente
Fontes de entrada
Teclado
Mouse
Mídia
removível
Scanner/
Câmera/
Microfone/
Vídeo
Fontes
remotas
Figura 12: Hierarquia das memórias de um computador.
Fonte: <http://static.hsw.com.br/gif/computer-memory-pyramid.gif>.
24
Outras
fontes
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Na hierarquia das memórias de computador, que já caiu em
inúmeras provas, tanto de concursos como até de provões do
MEC, pode-se notar que no topo estão os registradores.
Note que os registradores são as memórias internas dos
5 processadores. Estas memórias são as mais rápidas e mais
caras que existem, embora armazenem pequena quantidade de
informação. Quando se fala que um processador é de 32 bits,
significa que os registradores internos do mesmo trabalham
com 32 bits por vez.
10
Abaixo dos registradores vêm as memórias cache, que são
as memórias RAM (Randon Access Memories), mas do tipo
estática. Estas memórias são mais rápidas que as memórias RAM
dinâmicas.
A Figura 13 ilustra a imagem de uma memória RAM
15 dinâmica.
Figura 13: Imagem de memórias RAM.
Fonte: <http://www.infowester.com/img_art/ram_ddr.jpg>.
Em outras palavras, as RAM estáticas armazenam as
informações que estão sendo mais solicitadas pelo computador,
de modo a evitar que se tenha que procurar pelas mesmas no
25
Unidade I
HD da máquina. E estas informações também não são voláteis,
ou seja, não se apagam com facilidade.
Memórias RAM estáticas são mais baratas e lentas que os
registradores, porém, são mais caras e mais rápidas que as RAM
5 dinâmicas.
Já as memórias RAM dinâmicas são aquelas correspondentes
aos pentes de memória que se adquire no mercado para aumentar
a capacidade de RAM das máquinas.
As memórias RAM dinâmicas são mais baratas e lentas em
10 relação às RAM estáticas, porém, são mais caras e mais rápidas
em relação à memória de massa.
As memórias de massa são aquelas destinadas a guardar
grande quantidade de informações. Apesar de serem mais
lentas, o custo por quantidade de informação armazenada é
15 relativamente pequeno. Nesta categoria, encontram-se os HDs,
os DVDs, os CDs, as fitas DAT etc.
A figura 14 ilustra a imagem de um HD (hard disk) interno,
aberto. Este tipo de HD, normalmente, é instalado no interior do
gabinete do computador.
Figura 14: Imagem de um HD interno, aberto.
Fonte: <http://www.fahad.com/pics/fujitsu_160gb_300mbs_hard_disk.jpg>.
26
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Na figura 15, pode-se observar a imagem de um HD
externo.
Figura 15: Imagem de HD externo.
Fonte: <http://4.bp.blogspot.com/_qrf0rYYf7Sw/Sm0nLGSUZvI/AAAAAAAAAYw/9sSVQj4JsM/s320/hd-externo-500gb-princeton.jpg>.
Há uma categoria de memórias que são mais rápidas que
os HDs, mas mais lentas que as memórias RAM, que são as
5 memórias flash. Estas também são conhecidas como pendrives.
A figura 16 ilustra a imagem de um pendrive, ou memória
flash, que é bastante comum atualmente.
Figura 16: Imagem de pendrive.
Fonte: <http://www.pontodamidia.com.br/loja/images/PEN-DRIVE-KINGSTONDATA-TRAVELER-100-2GB-02.jpg>.
27
Unidade I
Os HDs são memórias relativamente lentas, pois dependem
dos motores do HD para posicionar as agulhas de leitura e
gravação.
Enquanto um HD leva alguns milisegundos para localizar uma
5 informação, uma memória RAM dinâmica leva milionésimos de
segundo para realizar a mesma operação.
Os endereços de memória são sempre expressos por meio de
numeração hexadecimal.
Em resumo, pode-se dizer que o papel do SO em relação à
10 memória é:
1. identificar que partes, quem é o dono no momento;
2. manter dados e estatística sobre uso da memória;
3. decidir que processo carregar quando há espaço;
4. alocar e desalocar memória.
15
Os hackers podem utilizar endereços de memória para
acessar informações ou realizar alterações.
Já uma forma mais comum é a contaminação por vírus nos
meios digitais, principalmente nas memórias flash.
Para se evitar os vírus de computador, é preciso atualizar
20 diariamente os softwares antivírus e evitar o acesso a sites
estranhos ou evitar abrir arquivos de e-mails estranhos
(de pessoas não conhecidas, ou então de mensagens de
bancos comerciais ou pessoas afirmando terem fotos
comprometedoras etc).
25
28
É preciso que o profissional de informática e TI esteja sempre
atento, aprendendo sobre as formas novas de ataque que surgem
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
a cada dia, bem como as formas de preveni-las e de se evitar
dores de cabeça desnecessárias.
Os profissionais de segurança da informação estão sendo
cada vez mais valorizados pelas empresas.
É preciso se atualizar sempre: leia livros, participe de
seminários e congressos sobre segurança da informação,
frequente cursos da área, leia revistas sobre segurança
da informação, participe de grupos de discussão sobre o
assunto, procure sempre informações novas na web sobre este
10 assunto.
5
Nas linhas seguintes, aborda-se a gerência de dispositivos.
1.6. Gerência de dispositivos
O sistema de E/S consiste de um sistema de buffercaching, uma interface geral para gerenciadores (drivers) de
dispositivos e de gerenciadores (drivers) para dispositivos de
15 hardware.
A figura 17 ilustra um exemplo de dispositivo de E/S.
Figura 17: Exemplo de dispositivo de E/S.
Fonte: <http://images.philips.com/is/image/PhilipsConsumer/SWR1200_10-GALglobal?wid=430&hei=430&$jpglarge$>.
29
Unidade I
Gerenciador de dispositivos possibilita, segundo a Microsoft
(2009):
• Determinar se o hardware de seu computador está
funcionando adequadamente.
5
• Alterar as definições de configuração de hardware.
• Identificar os drivers de dispositivo que estão carregados
para cada dispositivo e obter informações sobre cada
driver de dispositivo.
10
• Alterar configurações avançadas e propriedades dos
dispositivos.
• Instalar drivers de dispositivo atualizados.
• Desativar, ativar e desinstalar dispositivos.
• Reinstalar a versão anterior de um driver.
15
• Identificar conflitos de um dispositivo e definir
manualmente as configurações de dispositivo.
• Imprimir um resumo dos dispositivos que estão instalados
no seu computador.
20
25
• Normalmente, você vai utilizar o Gerenciador de
Dispositivos para verificar o status de seu hardware e
atualizar os drivers de dispositivo no seu computador. Os
usuários avançados, que conhecem a fundo o hardware
do computador, também podem usar os recursos de
diagnóstico do Gerenciador de Dispositivo para resolver
conflitos entre dispositivos e alterar configurações de
recursos.
A figura 18 ilustra um exemplo de gerenciamento de E/S de
disco.
30
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
66% x 14.000 Mciclos/seg. / 80 transações/seg. = 115,5 Mciclos/transação
Operação de serviço 1
Série de teste
Taxa de transação e % do total da CPU
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Tx / seg.
10
% do total da CPU
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Iterações de teste, com carga aumentada
9
Figura 18: Imagem de gerenciamento de E/S de disco.
Fonte: <http://www.microsoft.com/brasil/msdn/arquitetura/Journal/SaaS%20Capa
city%20Planning_Transaction%20Cost%20AnalysisRevisited_files/SaaS%20Capac
ity%20Planning_Transaction%20Cost%20AnalysisRevisited_03.jpg>.
A seguir, apresentam-se os sistemas de arquivos.
1.7 Sistemas de arquivos
Em relação a um sistema de arquivos, diz Alecrim (2007):
5
(...) é uma estrutura que indica como os dados devem ser
gravados em dispositivos de gravação. É de acordo com
os recursos oferecidos por essa estrutura que é possível
determinar o espaço disponível e ocupado em disco,
e gerenciar como partes de um arquivo podem ficar
“distribuídas” nas áreas de armazenamento. É também
31
Unidade I
o sistema de arquivos que determina como os dados
podem ser acessados, copiados, movidos, renomeados,
protegidos e eliminados. Portanto, sem um sistema de
arquivos, é impossível utilizar um disco rígido (e outros
dispositivos) para armazenamento de informações.
5
Um arquivo é um conjunto de informações, programas e
dados.
A figura 19 ilustra o gerenciamento de arquivos.
On-disk journal
File system
writes
File system commit
Disk partition
File system recovery
Figura 19: Imagem ilustrando o gerenciamento de arquivos pelo SO.
Fonte: <http://www.ibm.com/developerworks/br/library/l-journaling-filesystems/
figure1.gif>.
Papel do SO em relação à gerência de arquivos:
10
1. criar e apagar diretórios;
2. criar e apagar arquivos;
3. instruções para manipulação de arquivos e diretórios;
4. mapear arquivos em armazenamento secundário;
5. fazer backup.
32
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
Existe também a gerência de arquivos secundários: serve
para manter dados entre acionamentos do computador, que,
normalmente, são dados de discos.
No caso do sistema operacional Linux, o sistema de arquivos
5 ext3 suporta três diferentes modos de trabalho do Journaling.
São eles:
Journal: grava todas as mudanças em sistema de
arquivos. É o mais lento dos três modos, mas é o que
possui maior capacidade de evitar perda de dados;
10
15
Ordered: grava somente mudanças em arquivos
metadata (arquivos que guardam informações
sobre outros arquivos), mas guarda as atualizações
no arquivo de dados antes de fazer as mudanças
associadas ao sistema de arquivos. Este Journaling é o
padrão nos sistemas de arquivos ext3;
Writeback: também só grava mudanças para o sistema
de arquivo em metadata, mas utiliza o processo de
escrita do sistema de arquivos em uso para gravação. É
o mais rápido Journaling ext3, mas o menos confiável.
20
25
O modo Ordered é o padrão no ext3, mas é possível
especificar qual o modo que você deseja usar, através
da atualização do arquivo fstab. Por exemplo, pode
ser que a linha /dev/hda1/opt tenha sua opção data
com o valor ordered. Você pode mudar este valor para
writeback ou journal.
Papel do SO:
1. alocação de espaço;
2. gerência de espaço livre;
3. escalonamento do acesso a disco.
33
Unidade I
Nas linhas seguintes, apresenta-se o sistema operacional
distribuído.
1.8 Sistema operacional distribuído
Sistema distribuído é conjunto de CPUs que não
compartilham clock e memória, que são individuais de cada
5 máquina, que se comunicam umas com as outras por meio de
rede de computadores.
Vantagens:
1. trabalho distribuído;
2. confiabilidade;
10
3. rapidez;
4. disponibilidade.
Resumo das funções de um sistema operacional:
1. criação e eliminação de processos e threads;
2. tratamento de interrupções e exceções;
15
3. sincronização e comunicação entre processos e threads;
4. escalonamento e controle de processos e threads;
5. gerência de memória;
6. gerência de dispositivos E/S;
7. gerência do sistema de arquivos;
20
8. suporte a redes locais e distribuídas;
9. contabilização do uso do sistema;
10. auditoria e segurança do sistema.
Nas linhas seguintes, trabalha-se a segurança dos sistemas
operacionais.
34
SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
1.9 A segurança dos sistemas operacionais
Em relação à segurança do sistema operacional Windows,
Kropiwiec e Geus (2004) afirmaram que:
5
O Windows apresentava originalmente uma segurança
bem inferior a essa, por utilizar como sistema de
suporte o DOS (e consequentemente, o sistema de
arquivos FAT16/32, que não provia nenhum tipo de
controle de acesso), e só posteriormente o Windows
veio a utilizar um sistema de arquivos que permitia o
controle de acesso dos usuários, o NTFS.
Os mesmos autores consideraram um paradigma que o
usuário dos sistemas era um agente limitador da segurança dos
mesmos; para eles, também é um paradigma a existência de um
superusuário, que é o administrador do sistema, e o terceiro
paradigma consiste no uso da cifragem como forma de garantir
15 a segurança.
10
Desta forma, afirmaram que pode ocorrer a quebra da
segurança considerando-se os paradigmas mencionados:
20
25
30
Com relação ao primeiro paradigma, existem dois
pontos principais a serem analisados. É comum
o usuário negligenciar a configuração correta
das permissões sobre seus arquivos, seja por
desconhecimento de como fazê-lo, seja por descuido
ou descaso do mesmo. Conseqüentemente, caso o
domínio de outro usuário seja comprometido, e as
permissões do primeiro usuário assim o permitirem,
a partir do outro será possível obter acesso aos
arquivos, ou até destruí-las. O segundo ponto está
relacionado com o domínio associado às aplicações.
Estas possuem acesso ao mesmo domínio do usuário
que as executou, e, caso sejam comprometidas por
um ataque bem sucedido, o invasor terá acesso ao
35
Unidade I
5
10
15
mesmo domínio do usuário. Esse ponto tem maior
implicação quando em conjunto com o segundo
paradigma. Em se tratando de um ataque a aplicações
de usuários comuns, apenas os arquivos aos quais os
mesmos possuem acesso poderão ser copiados e/ou
destruídos. O risco maior encontra-se na possibilidade
de que aplicações que necessitem de privilégios
adicionais sejam comprometidas, pois, em função
do segundo paradigma, uma vez que isso aconteça,
todo o sistema estará comprometido. O problema,
portanto, é a falta de granularidade na distribuição das
operações privilegiadas do sistema operacional. Esta
falta de granularidade decorre do fato de que todos
os privilégios estão centralizados e isolados em um
único domínio, o do super-usuário, o que impossibilita
restringir a aplicação apenas ao subconjunto mínimo
de operações privilegiadas necessárias (Kropiwiec;
Geus, 2004).
A segurança de um sistema de informações pode começar
20 pela segurança nos sistemas operacionais, mas existem muitos
outros itens importantes para se alcançar um bom nível de
segurança.
À medida que se busca mais segurança, também o custo dela
sobe. A seguir, apresentam-se os fundamentos de segurança
25 computacional.
36