Autenticazione visiva con dispositivi mobili

Negli ultimi anni l'informatica è entrata in maniera dirompente in molti ambiti della vita privata. L'attuale tendenza è quella di una crescente integrazione di dispositivi con logica programmata negli ambienti e nel modo di vivere quotidiano, con una sempre maggiore miniaturizzazione dei dispositivi e diffusione di servizi in mobilità, grazie anche alla sempre maggiore disponibilità di interconnettività di rete.
Si pensi al commercio elettronico, ai servizi di localizzazione, alla cartella medica digitale, alla gestione del proprio conto corrente on-line: sono tutti servizi orientati alla mobilità che faranno in modo che le piattaforme mobili (cellulari, palmari, tablet, etc.) diventeranno una sorta di hub di servizi volti a semplificare la vita quotidiana.
Col crescere delle attività on-line aumenta, di pari passo, la necessità sia di maggior privacy sia di maggior sicurezza delle applicazioni distribuite. Il crescente carico di lavoro dei server e la necessità di fornire servizi di sicurezza su dispositivi dalle limitate capacità di calcolo rendono necessario il ricorso a primitive e protocolli crittografici avanzati, che offrano maggior sicurezza ad un ``costo'' inferiore. I fornitori di servizi, infatti, possono aumentare il livello di sicurezza delle loro connessioni incrementando la dimensione delle chiavi utilizzate negli algoritmi crittografici. Oggigiorno le chiavi di 1024 bit sono quelle tipicamente utilizzate per i protocolli basati su RSA, ma si prevede che entro pochi anni la lunghezza di tali chiavi debba essere di almeno 2048 bit per poter garantire i livelli
di sicurezza richiesti dalle applicazioni di commercio elettronico.
Questa tesi rappresenta uno studio di fattibilità relativo ad un'applicazione client/server che impiega tecniche crittografiche avanzate per applicazioni di autenticazione (di parte), tramite sequenze di immagini generate da dispositivi mobili.
Il processo di autenticazione di parte o identificazione prevede generalmente due entità: un utente che richiede l'autenticazione tramite un dispositivo client, ed un server atto a verificare se il richiedente sia o meno chi sostiene di essere. Ad una autenticazione risoltasi con esito positivo consegue in genere l'accesso ad una risorsa, sia essa logica o fisica. Per realizzare il servizio di autenticazione, il client ed il server si scambiano messaggi, relativi ad un particolare protocollo e che viaggiano attraverso un prescelto canale di comunicazione. Nel nostro caso, il canale è quello relativo all'invio di segnali luminosi: si è scelto infatti di codificare la prova di identità prodotta dal client, un flusso di numeri interi, grazie ad una sequenza di immagini a colori prodotte dal display di un dispositivo mobile che vengono trasmesse al server ed acquisite da parte di questo tramite una webcam.
L'interazione tra utente e sistema di controllo degli accessi basata sull'uso di sequenza di immagini consente di prescindere da sottostanti protocolli, minimizzando la superficie di attacco (i protocolli per tale applicazione dovrebbero essere basati su canale radio, e per molti di essi in questi anni sono emersi difetti implementativi o progettuali che ne minano la sicurezza).
Questa scelta progettuale comporta poi in una serie interessante di problematiche relative al protocollo di autenticazione da implementare.
Anzitutto, data l'assenza di protezione del canale di comunicazione, è necessario che la prova di autenticazione fornita dal client goda di opportune proprietà volte a scongiurare l'occorrenza di tutta una serie di possibili attacchi volti sia allo spoofing che al furto di identità. Questo problema sarà affrontato e risolto ricorrendo all'impiego di protocolli crittografici di tipo particolare, detti \textit{zero-knowledge}.
La scelta di un dispositivo mobile dal lato client si traduce poi nell'impossibilità di utilizzare crittosistemi tradizionali quali RSA, per le ragioni prima illustrate. Si è pertanto ricorsi all'impiego della crittografia su curve
ellittiche. A parità di livello di sicurezza, l'ECC impiega chiavi aventi un ordine di grandezza inferiore rispetto a quelle degli algoritmi tradizionali. Questo comporta grossi guadagni in efficienza e la praticabilità d'uso degli schemi asimmetrici su dispositivi di limitata potenza di calcolo e capacità di memoria come cellulari, palmari, dispositivi wifi, smartcard, etc...
Sussistono infine, come vedremo, interessanti problemi relativi alla generazione ed all'acquisizione delle immagini affinchè la prova trasmessa dal client al server abbia una incidenza di errori in fase di acquisizione sufficientemente bassa, tale da giustificare l'impiego per usi pratici di questo approccio.