8.4 Sikkerhet
Grunnleggende datasikkerhet: kryptering med offentlig/privat nøkkel, angrepstyper (DoS/DDoS, phishing, wiretapping) og forsvar (brannmur, hashing, VPN).
- Sikkerhet står i ~80 % av settene (8 av 10 sittinger i arkivet 2014–2019), og temaet ble tydelig tyngre fra 2018. Teoridelen — Oppgave 1 — er rundt 20 flervalgsspørsmål og teller ~25 % av settet.
- Sjangeren er A — teori-flervalg om datateknologi, altså «ett riktig alternativ av fire».
- Prioritet: må kunne — nivå 2 av bokas tre («må sitte», «må kunne», «bør kjenne til»).
Kapitlet er kortere enn de tre foregående, og det er med vilje: sikkerhetsspørsmålene i arkivet er begrepsspørsmål, ikke regnespørsmål. Du skal kunne ti–femten ord presist, ikke gjøre utregninger.
Nøkkelretningen er det ene du må ha helt klart. «Hvilken nøkkel krypterer når jeg sender til deg?» er den enkeltpåstanden som oftest står som nær distraktor i hele teoridelen.
Ingen minuspoeng fra og med 2015, så kryss alltid av.
Kapitlet tar ~45 minutter og går i fire løkker.
- kap. 8.3 — nettverk. Sikkerhetstiltakene her sitter på trafikken du møtte der: pakker, protokoller og lagene i TCP/IP-stakken. Begrepet «buffer overflow» dukker opp i begge kapitler, med to ulike betydninger.
Ingen programmeringskunnskap kreves.
Vil du ha stoffet i en bredere innpakning:
- Sikkerhetsmål og sikkerhetstiltak — de tre sikkerhetsmålene som rammeverk.
- Symmetrisk og asymmetrisk kryptering — nøkkelretningen grundig gjennomgått.
- Personvern, GDPR og skadevare — angrepstyper og skadevare.
- Informasjonssikkerhet og trusler — en mykere inngang på VGS-nivå.
Tilleggslesingen er frivillig.
Løkke 1 — De tre sikkerhetsmålene (~8 min)
En lege skriver journalen din inn i et system. Tre ting kan gå galt, og de er helt forskjellige:
- Noen leser journalen som ikke skal.
- Noen endrer journalen, så det står feil medisin i den.
- Systemet er nede den kvelden du havner på legevakta.
Tre problemer, tre navn, tre ulike tiltak. Alt annet i dette kapitlet er verktøy mot ett av dem, og det er den enkleste måten å holde orden på stoffet på.
Informasjonssikkerhet handler om tre mål, som ofte forkortes med de engelske forbokstavene C, I og A:
| Mål | Betyr | Brytes når |
|---|---|---|
| Konfidensialitet | bare de som skal, får lese | noen avlytter eller stjeler data |
| Integritet | dataene er uendret og ekte | noen endrer eller forfalsker data |
| Tilgjengelighet | de som skal, får tilgang når de trenger det | tjenesten settes ut av drift |
Å plassere et tiltak eller et angrep i riktig kolonne er en vanlig oppgaveform:
- Kryptering verner konfidensialitet.
- Hashing og digitale signaturer verner integritet.
- Sikkerhetskopier og robuste servere verner tilgjengelighet; et tjenestenektangrep angriper nettopp den.
De tre klassiske bevismåtene:
- Noe du vet: et passord eller en PIN-kode.
- Noe du har: en mobil, et kort, en kodebrikke.
- Noe du er: fingeravtrykk eller ansikt.
Tofaktorautentisering krever bevis fra to ulike av disse gruppene. Det er derfor et stjålet passord alene ikke er nok til å komme inn — angriperen mangler telefonen.
Skill autentisering fra autorisasjon: autentisering er hvem er du, autorisasjon er hva har du lov til. Du autentiserer deg én gang, og systemet sjekker autorisasjonen din for hver handling.
Løkke 2 — Kryptering: to nøkler og én regel (~15 min)
Du og en venn avtaler at hver bokstav i beskjedene deres skal flyttes tre plasser fram i alfabetet. HEI blir KHL. Den som finner lappen, ser bare tull.
Det er kryptering i sin enkleste form, og det avslører problemet med den også: dere måtte avtale de tre plassene på forhånd. Hvordan gjør du det med en nettbutikk du aldri har snakket med?
Svaret er asymmetrisk kryptering, og løkka her handler mest om den — fordi det er den eksamen spør om.
Ordene:
- Klartekst er den lesbare meldingen før kryptering.
- Chiffertekst er den uleselige versjonen som sendes.
- Nøkkelen er hemmeligheten som styrer omgjøringen begge veier.
- Dekryptering er veien tilbake fra chiffertekst til klartekst.
Selve metoden (algoritmen) er som regel offentlig kjent og gransket av mange. Det er nøkkelen som er hemmelig. En algoritme som er avhengig av at ingen kjenner den, regnes som svak.
Styrken er farten: symmetrisk kryptering er raskt og brukes til å kryptere store datamengder — disker, filer, hele forbindelser.
Svakheten er nøkkelutvekslingen: hvordan får dere den samme hemmelige nøkkelen uten å sende den over den usikre linja dere nettopp ville sikre? Det er høna-og-egget-problemet asymmetrisk kryptering løser.
I praksis kombineres de to: asymmetrisk kryptering brukes til å avtale en symmetrisk nøkkel, og den symmetriske nøkkelen brukes til resten av samtalen.
- Den offentlige nøkkelen deles fritt med alle.
- Den private nøkkelen holdes hemmelig av eieren, alltid.
Fordi de to henger sammen matematisk, men den private ikke kan regnes ut fra den offentlige, kan hvem som helst sende deg noe bare du kan lese — uten at dere har avtalt noe på forhånd.
Asymmetrisk kryptering er tregere enn symmetrisk. Derfor brukes den til å utveksle nøkler og til signaturer, ikke til å kryptere store filer.
Dette er den enkeltpåstanden som oftest kommer på eksamen. Den har to halvdeler, og de går i motsatt retning:
Skal du sende en hemmelig melding til Kari:
| Handling | Nøkkel |
|---|---|
| Du krypterer med | Karis offentlige nøkkel |
| Kari dekrypterer med | Karis private nøkkel |
Alle kan kryptere til Kari, fordi den offentlige nøkkelen hennes er offentlig. Bare Kari kan lese, fordi bare hun har den private.
Skal du signere en melding så alle kan se at den er fra deg:
| Handling | Nøkkel |
|---|---|
| Du signerer med | din egen private nøkkel |
| Alle kontrollerer med | din offentlige nøkkel |
Huskeregelen som holder begge deler på plass: bruk mottakerens nøkkel når du vil hemmeligholde, din egen når du vil bevise hvem du er. Og i begge tilfeller: den private nøkkelen forlater aldri eieren.
- a) Avsenderens private nøkkel
- b) Mottakerens offentlige nøkkel
- c) Mottakerens private nøkkel
- d) Avsenderens offentlige nøkkel
Du krypterer med mottakerens offentlige nøkkel. Da kan bare mottakeren dekryptere, siden bare hun har den tilhørende private nøkkelen.
Legg merke til at alle fire alternativene er bygd av de samme to ordparene — avsender/mottaker og offentlig/privat. Det er ikke fire ulike ideer, det er fire kombinasjoner av to valg. Slik er de tre gale bygd:
- Avsenderens private nøkkel er riktig svar på et annet spørsmål: det er den du signerer med. Dette er den farligste distraktoren, fordi påstanden er sann i sin egen sammenheng.
- Mottakerens private nøkkel har riktig person og gal nøkkel. Den er umulig for deg å bruke — du har den ikke, og hvis du hadde hatt den, ville hele systemet vært brutt.
- Avsenderens offentlige nøkkel har gal person og gal nøkkel. Den kan ingen dekryptere med, siden den private motparten ligger hos deg og ikke hos mottakeren.
Metoden: ta valgene ett om gangen. Først: hvem sin nøkkel? Vil jeg hemmeligholde, er det mottakerens. Det halverer alternativene. Så: hvilken? Skal alle kunne sende, må det være den offentlige. Da står ett igjen.
Sensorpoeng: to spørsmål av denne typen er vanlig på ett sett — ett om kryptering og ett om signering. Har du regelen med begge halvdelene, tar du begge.
(Innstegsoppgave, sjanger A — teori-flervalg: ett riktig alternativ av fire.) Hva er forskjellen på symmetrisk og asymmetrisk kryptering?
- a) Symmetrisk bruker to nøkler, asymmetrisk bruker én nøkkel
- b) Symmetrisk brukes bare på tekst, asymmetrisk bare på bilder
- c) Symmetrisk er alltid tryggere enn asymmetrisk kryptering
- d) Symmetrisk bruker én nøkkel, asymmetrisk bruker et nøkkelpar
Hvorfor brukes symmetrisk og asymmetrisk kryptering ofte sammen?
- a) Fordi asymmetrisk er tregere, men løser nøkkelutvekslingen
- b) Fordi symmetrisk er tregere, men gir sterkere kryptering
- c) Fordi asymmetrisk bare virker på korte meldinger under 100 tegn
- d) Fordi symmetrisk kryptering ikke kan dekrypteres uten nettilgang
Løkke 3 — Hashing og signaturer: å bevise at noe er uendret (~10 min)
Kryptering skjuler innholdet. Men noen ganger er ikke hemmelighold problemet — det er å vite at ingen har tuklet med noe.
En kontrakt kan gjerne være offentlig. Poenget er at ingen skal kunne endre et tall i den etterpå, og at alle skal kunne se hvem som skrev under.
Til det brukes hashing og digitale signaturer. De verner integritet, ikke konfidensialitet.
En hashfunksjon tar inn data av hvilken som helst lengde og gir ut en kort verdi av fast lengde — en slags digital fingeravtrykk.
Tre egenskaper avgjør nytten, og alle tre spørres om:
- Envei. Du kommer fra data til hash, aldri tilbake. Hashen inneholder ikke nok informasjon til å rekonstruere det som gikk inn.
- Deterministisk. Samme inndata gir alltid samme hash.
- Følsom. Endres ett eneste tegn i inndataene, blir hashen helt annerledes — ikke litt annerledes.
Sammen gjør de at hashen kan brukes som en kontrollverdi: last ned en fil, regn ut hashen, sammenlign med den oppgitte. Stemmer de, er fila uendret.
Fellen: at hashing er kryptering. Det er det ikke. Kryptering er en toveisoperasjon med en nøkkel; hashing er enveis og har ingen nøkkel. Et alternativ som sier at «hashen kan dekrypteres med riktig nøkkel», er alltid galt.
Et fornuftig system lagrer aldri passordene dine. Det lagrer hashen av dem.
Slik virker innloggingen: du skriver passordet, systemet hasher det du skrev, og sammenligner med den lagrede hashen. Stemmer de, slipper du inn.
Fordelen er tydelig: stjeler noen hele databasen, får de en haug med hasher og ingen passord. Fordi hashing er enveis, kan de ikke regnes tilbake.
I praksis legges det også til en tilfeldig verdi, et salt, før hashingen, slik at to brukere med samme passord ikke får samme hash.
Dette er også svaret på hvorfor en seriøs tjeneste ikke kan sende deg passordet ditt i klartekst når du har glemt det — den har det ikke. Den kan bare gi deg et nytt.
En digital signatur beviser to ting på én gang: hvem meldingen er fra, og at den er uendret siden den ble signert.
Slik lages og kontrolleres den:
1. Avsenderen regner ut hashen av meldingen.
2. Avsenderen krypterer hashen med sin private nøkkel. Resultatet er signaturen.
3. Mottakeren dekrypterer signaturen med avsenderens offentlige nøkkel og får hashen.
4. Mottakeren regner selv ut hashen av meldingen og sammenligner.
Stemmer de to hashene, er meldingen både ekte og uendret. Bare den som har den private nøkkelen kunne laget signaturen, og en eneste endring i meldingen ville gitt en annen hash.
Merk retningen: her brukes avsenderens private nøkkel til å låse og den offentlige til å låse opp — motsatt av når du skal hemmeligholde noe. Det er hele grunnen til at nøkkelspørsmål er en så god eksamensfelle.
- a) Hashen kan dekrypteres tilbake til dataene med riktig nøkkel
- b) Hashen er en enveisverdi som ikke kan regnes tilbake til dataene
- c) Hashen får samme lengde som dataene som ble hashet inn
- d) Hashen endres bare litt når ett tegn i dataene blir endret
Hashing er enveis. Det er ikke en svakhet ved metoden, det er hele hensikten: derfor kan en passorddatabase stjeles uten at passordene røpes.
- Alternativet om dekryptering med nøkkel blander hashing med kryptering. Hashing har ingen nøkkel og ingen vei tilbake. Dette er den vanligste misforståelsen på temaet.
- Alternativet om samme lengde motsier definisjonen: hashen har fast lengde uansett hvor stor inndataen er. En hash av en hel film er like lang som en hash av ett ord.
- Alternativet om at hashen endres bare litt snur en av kjerneegenskapene. Ett endret tegn gir en helt annen hash — og det er nettopp derfor hashen egner seg til å oppdage endringer.
Metoden i praksis: tre av alternativene her kan strykes ved å holde dem opp mot definisjonen av hashing, ett punkt om gangen. Det er en god vane i sikkerhetsspørsmål: begrepene har korte, presise definisjoner, og distraktorene bryter alltid ett av punktene i dem.
Hvilken nøkkel bruker avsenderen til å signere en melding digitalt?
- a) Mottakerens offentlige nøkkel
- b) Mottakerens private nøkkel
- c) Avsenderens private nøkkel
- d) Avsenderens offentlige nøkkel
Løkke 4 — Angrep og forsvar (~12 min)
De fleste innbrudd på nett bryter ikke krypteringen. De går utenom den.
Enten lurer de et menneske til å gi fra seg nøkkelen, eller de avlytter noe som aldri ble kryptert, eller de gir opp å komme inn og velter tjenesten i stedet.
Denne løkka er begrepslæring: ti navn på angrep og forsvar, som alle har vært innom eksamen.
Metoden er å oversvømme tjeneren med forespørsler til den ikke orker mer, eller å utnytte en svakhet som får den til å stoppe.
Legg merke til hvilket sikkerhetsmål som brytes: tilgjengelighet. Ingen data lekker, og ingen data endres. Det er derfor DoS er et eget angrep og ikke et innbrudd.
Maskinene er som regel kaprede maskiner hos intetanende folk, styrt sammen i et botnett.
Den ene bokstaven — D for distribuert — er hele forskjellen, og det er nettopp derfor de to er et fast distraktorpar. To grunner til at DDoS er verre:
- Trafikkmengden blir langt større enn én maskin klarer å lage.
- Man kan ikke bare blokkere én avsenderadresse, siden trafikken kommer fra tusenvis av vanlige adresser.
Formen er som regel en e-post eller melding som ser ut til å komme fra banken, posten eller arbeidsgiveren, med en lenke til en falsk innloggingsside.
Poenget for eksamen: phishing angriper mennesket, ikke maskinen. Ingen kryptering hjelper mot at du selv skriver passordet inn på feil side. Det er derfor tofaktorautentisering er et så effektivt mottiltak — det stjålne passordet er ikke nok alene.
Det gjøres ved å manipulere navneoppslaget — DNS, som oversetter et domenenavn til en IP-adresse — så navnet peker på angriperens tjener i stedet for den ekte.
Forskjellen fra phishing er hvor lureriet sitter:
| Phishing | Pharming | |
|---|---|---|
| Du klikker på en falsk lenke | ja | nei |
| Adressen du skrev er riktig | nei | ja |
| Angrepet rammer | mennesket | navneoppslaget |
Pharming er vanskeligere å oppdage nettopp fordi du gjorde alt riktig.
Fordi ingenting endres, merker ingen av partene noe. Angriperen bare leser med.
Målet som brytes er konfidensialitet, og mottiltaket er kryptering: avlytteren får fortsatt tak i pakkene, men de er uleselige.
Åpne trådløse nett er det klassiske stedet dette skjer, og det er derfor nettbanker og innloggingssider alltid krypterer forbindelsen.
En brannmur filtrerer nettverkstrafikk etter et sett regler, og slipper bare gjennom det som er tillatt.
Reglene sier ting som «trafikk inn til denne tjenesten er tillatt fra disse adressene, alt annet blokkeres». Brannmuren kan sitte i en egen boks foran nettet, eller som programvare på den enkelte maskinen.
Hva en brannmur ikke gjør: den krypterer ingenting, og den stopper ikke noe du selv slipper inn. Klikker du på en lenke i en phishing-e-post, går trafikken ut gjennom en port som er åpen — og brannmuren har ingen innvending.
Skillet mot VPN er en fast felle: brannmuren filtrerer, VPN-et krypterer.
To bruksområder:
- Å nå et lukket nett utenfra — hjemmekontor mot arbeidsgiverens interne systemer.
- Å beskytte trafikken på et åpent nett — all trafikk krypteres fra maskinen din til VPN-tjeneren, så avlytting på det åpne nettet gir ingenting.
Hva et VPN ikke gjør: det gjør deg ikke anonym overfor tjenestene du bruker, og det filtrerer ingen trafikk. Krypteringen gjelder mellom deg og VPN-tjeneren — derfra og videre er trafikken like beskyttet som den ellers ville vært.
Et botnett er en samling kaprede maskiner som en angriper kan styre samlet, som regel uten at eierne aner noe.
Maskinene er infisert av skadevare som ligger stille og venter på ordre. Når ordren kommer, gjør alle det samme samtidig — for eksempel å sende forespørsler mot ett bestemt mål.
Botnettet er verktøyet som gjør et DoS-angrep om til et DDoS-angrep, og det er samtidig grunnen til at DDoS er vanskelig å forsvare seg mot: trafikken kommer fra tusenvis av helt vanlige adresser, ikke fra én som kan sperres.
Et buffer overflow-angrep utnytter at et program skriver mer data inn i et minneområde enn det er satt av plass til. Det som ikke får plass, renner over i minnet ved siden av — og med nok omtanke kan angriperen få programmet til å utføre sin egen kode.
Merk navnekollisjonen med kap. 8.3:
| I nettverk | I sikkerhet | |
|---|---|---|
| Hva renner over | mottakerens mellomlager for pakker | et minneområde i et program |
| Følgen | pakker kastes | angriperen kan få kjørt egen kode |
| Motmiddel | flytkontroll | å sjekke lengden før data skrives |
Samme bilde, to helt ulike temaer. Les hvilken sammenheng spørsmålet står i før du svarer.
En sikkerhetskopi er en egen kopi av dataene, lagret slik at den overlever det som rammer originalen.
Sikkerhetskopien verner tilgjengelighet — og i praksis også integritet, siden en uendret kopi lar deg oppdage og reversere endringer.
To krav som gjør forskjellen på en reell og en tenkt sikkerhetskopi:
- Den må ligge et annet sted enn originalen. En kopi på samme disk hjelper ikke når disken svikter.
- Den må være prøvd tilbakelest. En kopi ingen har forsøkt å gjenopprette fra, er en antakelse, ikke en sikring.
Alle fem er varianter av feilkode #11 — å forveksle to tett formulerte alternativer der ett ord skiller dem.
- Offentlig mot privat nøkkel. Den desidert vanligste. Hemmelighold bruker mottakerens offentlige; signatur bruker avsenderens private. Lær begge radene, ikke én.
- DoS mot DDoS. Den ene ekstra D-en betyr distribuert, altså mange maskiner i et botnett.
- Phishing mot pharming. Phishing lurer mennesket med en falsk lenke; pharming manipulerer navneoppslaget, så riktig adresse fører til feil sted.
- Brannmur mot VPN. Brannmuren filtrerer trafikk etter regler; VPN-et krypterer trafikk i en tunnel. De gjør ikke hverandres jobb.
- Hashing mot kryptering. Hashing er enveis og uten nøkkel. Et alternativ som sier at en hash kan dekrypteres, er alltid galt.
Motgiften er den samme som i nettverkskapitlet: lær begrepene parvis. Sikkerhetsspørsmål er nesten alltid bygd som et valg mellom to som ligner, med to åpenbare fyllalternativer ved siden av. Kan du bare det ene ordet i paret, står du like svakt som om du ikke kunne noen av dem.
- a) Et DoS-angrep fra én maskin mot tjeneren
- b) Et phishing-angrep mot bedriftens ansatte
- c) Et DDoS-angrep fra et botnett av kaprede maskiner
- d) Et wiretapping-angrep mot trafikken til nettbutikken
To opplysninger i teksten peker samme vei: tjenesten blir utilgjengelig (altså tjenestenekt), og trafikken kommer fra tusenvis av maskiner (altså distribuert). Det er definisjonen på DDoS.
- DoS fra én maskin er den nære distraktoren, og den skiller seg fra fasiten på nøyaktig ett ord i oppgaveteksten. «Tusenvis av ulike maskiner» er det ordet.
- Phishing rammer mennesker og gir angriperen tilgang — det gjør ikke tjenesten utilgjengelig.
- Wiretapping er passiv avlytting. Den merkes ikke i det hele tatt, og er derfor uforenlig med at noe blir utilgjengelig.
Metoden: i denne oppgavetypen er hvert faktum i teksten der for å utelukke et alternativ. Stryk under dem før du leser videre — her «utilgjengelig» og «tusenvis av ulike maskiner» — og se hvilke alternativer som overlever begge.
Og hvis du ikke vet: kryss av likevel. Blankt gir null, og et galt kryss gir også null. Det er ingen minuspoeng fra og med 2015, så det finnes ingen situasjon der det lønner seg å stå over.
Hvilket av de tre sikkerhetsmålene angripes av et tjenestenektangrep?
- a) Tilgjengelighet
- b) Konfidensialitet
- c) Integritet
- d) Autentisering
Hva er forskjellen på phishing og pharming?
- a) Phishing rammer bedrifter, mens pharming rammer privatpersoner
- b) Phishing lurer deg til å klikke, mens pharming omdirigerer riktig adresse
- c) Phishing omdirigerer riktig adresse, mens pharming lurer deg til å klikke
- d) Phishing krypterer filene dine, mens pharming sletter dem permanent
Hva gjør en brannmur?
- a) Krypterer all trafikk mellom maskinen og internett
- b) Fjerner skadevare som allerede er installert på maskinen
- c) Filtrerer trafikk etter regler og blokkerer det som ikke er tillatt
- d) Skjuler IP-adressen din for alle tjenestene du besøker
Hvorfor kan en tjeneste ikke sende deg passordet ditt i klartekst hvis du har glemt det?
- a) Fordi tjenesten lagrer hashen av passordet og ikke passordet selv
- b) Fordi e-post ikke kan brukes til å sende hemmelige opplysninger
- c) Fordi passordet er kryptert med en nøkkel bare du har på maskinen
- d) Fordi loven forbyr at passord sendes over åpne nettforbindelser
Du kobler deg på et åpent trådløst nett på en kafé. Hvilket tiltak beskytter best mot at noen avlytter trafikken din?
- a) En brannmur på maskinen, som filtrerer innkommende trafikk
- b) Et antivirusprogram, som stopper skadevare før den kjøres
- c) Tofaktorautentisering, som krever et ekstra bevis ved innlogging
- d) Et VPN, som krypterer trafikken i en tunnel til VPN-tjeneren
Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.
Skolesaga er en uavhengig læringsressurs og er ikke tilknyttet eller godkjent av Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet. Dette er ikke offisielt studiemateriell. Les mer.