Projekt realizowany w ramach zajęć projektowych z

przedmiotu: Zarządzanie Bezpieczeństwem

Systemów Informatycznych.

Informatyka

semestr VII

rok akademicki 2011-2012

System do

głosowania

wyborczego przez

Internet

Autorzy:

Jakub Cegiełka

Kamil Cieśla

Andrzej Dubiel

Michał Szczesny

Mikołaj Woźniak

2

*http://www.e-glosowanie.org/

4. Podsumowanie – dokumentacja

projektu (Michał Szczesny)

3. Budowa systemu – model architektury

systemu, projekt bazy danych oraz

synchronizacji baz danych (Kamil Cieśla,

Andrzej Dubiel)

2. Analiza zabezpieczeń systemu pod

kątem zagrożeń (Jakub Cegiełka,

Mikołaj Woźniak)

1. Analiza zagrożeń wobec systemu –

wszyscy członkowie

Podział prac w

projekcie

3

4

Problematyka systemu

głosowania przez Internet

Czyli dlaczego nie możemy

jeszcze głosować przez Internet ?



Głosowanie musi być tajne



Jedna osoba może oddać tylko i wyłącznie jeden głos



Konkretna osoba może zagłosować z dowolnego miejsca z
dostępem do sieci



Obywatel jest zobowiązany do odbioru indywidualnego
podpisu elektronicznego (Wojewódzkie centra certyfikacji) –
przypisanie konkretnego obywatela do województwa



Głosowanie jest dobrowolne



Budowa systemu jest wysoce kosztowna

5

6

Podstawy teoretyczne

budowy systemu do

głosowania przez Internet

Jak będzie wyglądał

zaproponowany przez nas

system ?

Hardware (wstępnie)

1.

Serwer centralny – siedziba PKW

(Warszawa, Wiejska 10)

2.

Każde miasto wojewódzkie

utrzymuje serwer z bazą danych

głosowań z danego województwa

3.

Minimum 1 komputer w każdym

lokalu wyborczym

Software (wstępnie)

4.

Aplikacja sieciowa

wykorzystująca:

-> SSL – połączenie szyfrowane

-> Baza danych – numer obywatela

do głosowania przetrzymywany jako

skrót (SHA-512)

-> Ważność klucza do głosowania –

do momentu jego kompromitacji

(dwa identyczne skróty w bazie

danych

)

7

8

Analiza zagrożeń

systemu

Co możemy zrobić aby uszkodzić

system ?

1.

Podstawowe zagrożenie –

Człowiek (kompromitacja

klucza, systemu)

2.

Atak DDoS, Sql Injection. Atak

na SSL

3.

Certyfikat wygasa po 20-latach

(Taki jest okres gwarancji

klucza RSA)

a)

Podsłuch w dniu wyborów
(po 20 latach możliwe
ujawnienie głosowania)

4.

Atak typu „Man in the Middle”

– Jeżeli ten sam klucz jest

używany przez kilka lat, to

istnieje możliwość złamania

certyfikatu, czyli zdobycie

numeru osobistego obywatela.

Może to skutkować

ubiegnięciem „prawdziwego”

obywatela, w głosowaniu, co z

kolei wiąże się z utratą

możliwości głosowania

9

10

Analiza zabezpieczeń

systemu w obliczu

możliwych zagrożeń

Co możemy zrobić aby

zabezpieczyć system i uniknąć

problemów ?

Schemat działania systemu:

1.

Użytkownik rejestruje się w

urzędzie gminy, odbiera 14

znakowy klucz (losowy, niezależny

od numeru pesel). Klucz jest

używany do logowania i jest

powiązany do jego peselu.

Wygenerowanie klucza musi się

odbyć co najmniej tydzień przed

wyborami. Klucz musi być

zmieniany po 20 latach.

2. Po prawidłowym zalogowaniu po

przez przeglądarkę internetową

używając numeru pesel oraz klucza

otrzymanego w urzędzie, serwer

wysyła certyfikat w standardzie X509

wraz z kluczem publicznym.

11

PESEL +

Schemat działania systemu c.d.:

3. Certyfikat jest instalowany na

komputerze klienta. Dla

kryptografii asymetrycznej długość

klucza będzie równa 2024 bitów a

dla algorytmów szyfrowania

symetrycznego 256 bitów.

Rodzaje dostępnych algorytmów

kryptograficznych określa protokół

SSL.

4. Klient oddaje głos. Do

zapewnienia poufności głosowania

zostanie zapisana jedynie wynik

funkcji skrótu SHA-512 z nr pesel

oraz oddany głos.

12

Możliwe zagrożenia i

sposoby zapobiegania im

Zagrożenia

Zapobieganie

Człowiek może
skompromitować swoje
hasło

Z jednego numeru
pesel ważny jest
pierwszy głos, jeżeli
użytkownik twierdzi, iż
jego klucz jest
skompromitowany
może go zamienić na
nowy.

Atak „man in the
middle”

Ochrona przed tym
atakiem jest zbyt
kosztowna
(uwierzytelnienie lub
wiele kanałów
nadawczych) dla
zwykłego obywatela.
Jednak może być on
potencjalnym
zagorzeniem dla
systemu.

Atak typu DDoS na
bazę danych

Ustawienia serwera,
firewall.

Rozszyfrowanie
wiadomości po
dłuższym czasie (jeżli
ktoś podsłucha
dzisiejszą komunikacje
opartą o klucz RSA
2024 za kilkadziesiąt
lat będzie mógł ja
rozszyforwać)

Zwiększanie długości
klucza.

Uzyskanie przez aplikację

certyfikatu Common Criteria -

norma ISO 15408

Jest to norma pozwalająca w sposób

formalny weryfikować bezpieczeństwo

systemów teleinformatycznych.

Wynikiem procesu certyfikacji jest tzw.

"profil ochrony" (PP - protection

profile), który definiuje zabezpieczenia

stosowane przez produkt oraz

certyfikat potwierdzający ich faktyczną

skuteczność. Proces certyfikacji może

być prowadzony według różnych

poziomów szczegółowości i weryfikacji

formalnej (EAL - Evaluation Assurance

Level), począwszy od EAL1 (tylko testy

funkcjonalne) aż do EAL7 (formalna

weryfikacja projektu oraz testy).

14

* Posiadanie certyfikatu CC nie gwarantuje, że
produkt jest bezpieczny pod każdym względem -
zapewnia jedynie o działaniu wszystkich
zadeklarowanych przez producenta
zabezpieczeń. Sam certyfikat niewiele więc mówi
bez profilu ochrony opisującego zastosowane
zabezpieczenia. Dla popularnych produktów (np.
bezpieczne urządzenie do składania podpisu
elektronicznego) istnieją ustandaryzowane profile
ochrony.

15

Budowa systemu –

propozycja architektury

systemu

Jak może wyglądać system do

głosowania przez Internet w

rzeczywistości ?

Model Architektury Systemu

->

klient-serwer

16

•Każde województwo posiada swój autonomiczny

podsystem, z własnym serwerem i niezależną bazą

danych (która zawiera dane obywateli mogących

głosować przez internet - tabela voter oraz kandydatów,

na których można głosować - tabela candidate).

1. Podział na sektory

•Podczas trwania wyborów obywatel, który ma prawo do

głosowania przez internet, może zalogować się do

systemu głosowania z własnego komputera lub

komputera znajdującego się w dowolnym lokalu

wyborczym za pomocą przeglądarki internetowej.

2. Możliwości obywatela

•Głosujący musi podać swój numer PESEL oraz 14

znakowy klucz, który otrzymał w urzędzie gminy.

3. Wymagania wobec obywatela

Model Architektury Systemu

->

klient-serwer c.d.

17

• Na podstawie danych z tabeli voter, głosującemu

wyświetlani są kandydaci, na których może oddać

głos.

4. Wybór kandydatów

• Po wybraniu kandydata wiadomość jest szyfrowana

i wysyłana do serwera wojewódzkiego, gdzie

następuje zapisanie do bazy danych skrótu SHA-

512 z numeru PESEL głosującego oraz id

kandydata, na którego został oddany głos.

5. Wysłanie głosu

• Po zakończeniu głosowania serwery wojewódzkie

przesyłają dane do serwera głównego Państwowej

Komisji Wyborczej w stolicy kraju.

6. Analiza głosu obywatela

Model Architektury Systemu

->

klient-serwer c.d.

18

• Po zebraniu danych z wszystkich serwerów,

następuje sprawdzanie czy dany głosujący

oddał tylko JEDEN głos. W przypadku

znalezienia w bazie danych co najmniej dwóch

identycznych skrótów SHA-512 (oddanie więcej

niż jednego głosu), brany pod uwagę jest tylko

głos pierwszy, a reszta unieważniana

(przypadek, gdy głosujący zbyt długo będzie

czekał na odpowiedź serwera o poprawnym

oddaniu głosu i spróbuje wykonać procedurę

głosowania jeszcze raz).

7. Warunek poprawności oddanego

głosu

• Na koniec zliczane są głosy wszystkich

kandydatów.

8. Podsumowanie głosowania

Projekt bazy danych

19

Projekt bazy danych –

charakterystyka tabel

20

Tabela VOTER zawiera

informacje o

obywatelu, który może

oddać głos w

wyborach:

•numer PESEL obywatela,

•key - klucz otrzymany w

urzędzie gminy,

•region - okręg, do

którego należy

głosujący, na jego

podstawie generowana

jest lista kandydatów, na

których można oddać

głos.

Tabela

DISCREDITED_KEY

zawiera informacje o

głosujących, których

klucz został

skompromitowany

(gdy zostało oddanych

kilka głosów z różnych

miejsc - różnych

adresów IP):

Tabela CANDIDATE

zawiera informacje o

kandydatach, na

których można oddać

głos:

•name - imię kandydata,

•last_name - nazwisko

kandydata,

•region - okręg, z którego

kandydat startuje,

•party_member - partia,

do której należy

kandydat (pole może być

puste, jeśli bezpartyjny),

•type - typ kandydata

(prezydent, senator,

poseł),

•votes - liczba głosów,

jaka została oddana na

kandydata.

Tabela VOTE

przechowuje

informacje o głosach:

•SHA_512 - skrót SHA

numeru PESEL

oddającego głos,

•candidate_id -

identyfikator kandydata,

na którego został

oddany głos,

•created - data i czas

oddania głosu,

potrzebne do określenia,

który głos jest ważny

(wcześniejszy), gdy na

skutek błędu/opóźnienia

aplikacji w bazie danych

pojawią się dwa

głosy od tego samego

obywatela.

Synchronizacja bazy danych

21

Po zakończeniu terminu oddawania głosów,

serwery wojewódzkie sprawdzają czy w ich

lokalnych bazach występują duplikaty

głosów - jeśli tak, to są one usuwane.

Następnie serwery wojewódzkie jeden po

drugim (w ustalonej kolejności) przesyłają

kopie lokalnych baz danych do serwera

głównego PKW. Serwer główny również

przeszukuje nowopowstałą bazę danych w

celu odnalezienia duplikatów skrótów SHA-

512 wśród oddanych głosów (gdy głosy

zostały oddane w różnych województwach).

Ważny jest tylko pierwszy oddany głos

(z wcześniejszą datą pola CREATED),

pozostałe są usuwane z bazy danych.

22

Materiały

http://pl.wikipedia.org/wiki/Głosowanie_elektroniczne

http://www.liberte.pl/component/content/article/1171.html

http://www.e-glosowanie.org/

http://

pl.wikipedia.org/wiki/Przykłady_elektronicznego_głosowan
ia

http://www.commoncriteriaportal.org/

http://ipsec.pl

23

Ciekawostki by wiki

•

W wyborach parlamentarnych w Estonii w 2007 roku przez Internet

zagłosowało łącznie 5,5% uprawnionych wyborców, choć poparcie dla tej

idei deklarowało w sumie 85% potencjalnych wyborców. Wyborcy w Estonii

uwierzytelniali się za pomocą elektronicznego dowodu osobistego, który

posiada 80% z 1,3 mln obywateli. Obserwatorzy OBWE zwrócili uwagę, że

„bezpieczeństwo [systemu wyborczego] było uzależnione od zaufania pokładanego

w małej grupce pracowników komisji wyborczej i niezależnego audytora”.

•

Podczas wyborów w USA w 2002 roku ponad dwie trzecie z zakupionych

kosztem 125 mln dolarów komputerów wyborczych miało usterki, zaś liczba

niepoprawnie zarejestrowanych (lub zgubionych) głosów w niektórych hrabstwach

sięgała od 8 do 48% (Miami-Dade), co wzbudziło liczne spory i kontrowersje.

•

W 2002 roku amerykański programista Clinton Curtis opublikował oświadczenie

opisujące aplikację napisaną rzekomo na zlecenie producenta komputerów

wyborczych, która miała modyfikować zliczane głosy tak by preferować

wskazanego kandydata i równocześnie zachować zgodność sumarycznej liczby

oddanych głosów.

•

W 2004 roku władze Irlandii zakupiły kosztem 52 mln euro system wyborczy,

który został jednak odrzucony przez centralną komisję wyborczą w wyniku

niezależnego audytu bezpieczeństwa, od tej pory roczny koszt przechowywania

tego sprzętu sięga 800 tysięcy euro.

Dziękujemy za

uwagę

24