A continuación hacemos un repaso sobre los requerimientos de
gestión de claves de PCI DSS
(Req 3.5.1, 3.5.2, 3.6, 3.6.1, 3.6.2, 3.6.3, 3.6.4, 3.6.5, 3.6.6 y
3.6.7) y cómo estos pueden cubrirse con una base de datos Oracle 11g
mediante
Transparent Data Encryption (
TDE) usando
Oracle Wallet y cifrando a nivel de columna:
Cifrado a nivel de columna con Oracle TDE (Transparent Data Encryption)
El cifrado de columna de
TDE cifra de forma
transparente los datos confidenciales escritos en las columnas de las
tablas de aplicación. Esto se puede lograr mediante el marcado de
columnas sensibles como '
encrypted ' en Enterprise Manager, o añadiendo la palabra clave " encrypt " en la declaración
SQL DDL.
Los tipos de datos existentes siguen siendo los mismos por lo que el
cifrado es completamente transparente para las aplicaciones existentes.
Cada tabla con una o más columnas cifradas tiene su propia clave de
cifrado, las cuales se almacenan en el diccionario de datos, cifrado con
la clave maestra.
Figura 1.
Cuando se escriben datos en una columna cifrada, los valores
sensibles se cifran inmediatamente antes de escribirse en el disco.
Cuando un usuario autorizado selecciona datos de la base de datos, los
datos se descifran de forma automática y se presentan en texto claro. Al
igual que con el cifrado de tablespace de
TDE, el
cifrado a nivel de columna protege contra el acceso directo a los medios
por los usuarios privilegiados del sistema operativo como cintas y/o
discos perdidos o extraviados.
Para aumentar el rendimiento cuando se procesan los datos cifrados,
cada tabla tiene su propia clave de tabla que se utiliza para todas las
columnas cifradas en esa tabla específica. Estas claves de tabla se
descifran con la clave maestra antes de procesar los datos cifrados, y
permanecen descifrados por la duración de la transacción.
Oracle Wallet
Para efectos de protección de la información almacenada en las bases de datos Oracle se emplea cifrado simétrico usando
Transparent Data Encryption (
TDE) de la suite
Oracle Advanced Security. La operación de cifrado/descifrado en Oracle depende de dos factores:
-
Claves de cifrado a nivel de columna (Table Keys),
que son cifradas a su vez con la clave de cifrado maestra y almacenadas
en la tabla de diccionario (dictionary table) en la base de datos.
-
Clave de cifrado maestra, almacenada en Oracle Wallet, cuya operativa es discutida en este documento.
Figura 2.
Consideraciones Seguridad en Oracle Wallet
Las siguientes consideraciones de seguridad deben ser tenidas en cuenta en el momento de implementar el Wallet:
-
Crear un Wallet independiente para TDE: por defecto, la base de datos asume el Wallet general
(compartido con el resto de componentes de la base de datos). Es
recomendable crear un wallet independiente para el proceso de TDE de
datos de tarjetas de pago, de forma que el acceso a las claves de
cifrado esté limitado y restringido al mínimo personal y que las
actuaciones que se realicen sobre wallets usados para otros fines tengan
impacto sobre la gestión de las claves de cifrado. Tener en cuenta que
el definir una nueva ubicación implica modificar también el fichero
sqlnet.ora bajo el parámetro ENCRYPTION_WALLET_LOCATION.
-
Definir una clave robusta para el Wallet: A pesar que
el Wallet por sí mismo ya implementa una política de contraseñas
(mínimo 8 caracteres, debe contener caracteres alfabéticos, números o
caracteres especiales), es importante que no se escojan contraseñas
basadas en diccionario ni de fácil adivinación, aumentando a 20
caracteres el passphrase y siguiendo las directivas de gestión de
contraseñas establecida por la política de seguridad de cada
organización. Hay que tener en cuenta que un atacante en posesión de los
datos cifrados, con acceso al wallet y con conocimiento de la clave
puede cifrar y descifrar datos sin restricción.
-
Hay que tener en cuenta que la contraseña del wallet es diferente a la
master key del TDE; un generador pseudo-aleatorio genera la clave
maestra, mientras que la contraseña del wallet es usada como clave para
cifrar el wallet.
-
Almacenamiento del Wallet: El Wallet puede ser almacenado en diferentes ubicaciones
-
Como una estructura del registro de Windows (aplica únicamente a
bases de datos instaladas sobre sistemas operativos de Microsoft)
-
Exportado a LDAP
-
Almacenado en el filesystem
Conforme con ello, la alternativa es almacenarlo en el filesystem,
teniendo en cuenta que dicho fichero deberá contar con permisos de
lectura/escritura del usuario Oracle (del sistema operativo):
$ chown oracle.oracle ewallet.p12
$ chmod 600 ewallet.p12
Debido al almacenamiento en el sistema operativo, se deben establecer controles de protección a ficheros sensibles, tales como:
Restricciones de acceso a nivel de filesystem (permisos en el fichero)
Monitoreo de integridad del fichero ewallet.p12
-
Auto Login Wallet: Cada vez que se apaga o reinicia
la base de datos y se arranca, es necesaria la intervención humana para
ingresar la contraseña para abrir el Wallet. Se puede crear un wallet
que no requiere el ingreso de la contraseña (auto login wallet), que
simplemente crea una copia ofuscada del wallet original en el sistema
operativo (‘cwallet.sso’) y es protegida por permisos a nivel de
ficheros, de tal forma que un usuario de sistema operativo puede
accederla. Esta configuración no debe implementarse en entornos PCI DSS, al quedar desprotegida la master key contenida en el Wallet.
-
Backup y copias de seguridad: por lo general, dentro
de los backups de la base de datos automáticos (empleando RMAN/OSB) se
incluyen los datos cifrados y el fichero .p12 del wallet. Por
consideraciones de seguridad, se DEBE excluir del
backup de base de datos los ficheros de wallet (exclude name *.p12) y
respaldarlos en un proceso independiente, según las buenas prácticas
descritas en (http://www.oracle.com/technetwork/database/security/twp-transparent-data-encryption-bes-130696.pdf - pg 6) y http://www.oracle.com/technetwork/database/security/tde-faq-093689.html#A13022.
-
División de la clave del Wallet entre diferentes custodios: Con el fin de cumplir con el requerimiento 3.5.1 y 3.6.6 al realizar operaciones en claro con el passphrase del Oracle Wallet,
es necesario dividir el conocimiento de la clave del Wallet entre
diferentes custodios, ya que como se explicó anteriormente, el DBA (por
lo general el usuario “Oracle”) tiene acceso al filesystem donde se
almacena el Wallet y a los datos cifrados, de tal forma que con el sólo
hecho de conocer la clave de apertura del wallet puede ver los datos en
texto claro y se convertiría en un punto único de fallo de seguridad en
toda la arquitectura. Esta contraseña protege la Master Key
almacenada en el Wallet, por lo que se considera una KEK (Key
Encryption Key) o clave de cifrado de claves, y por ello será necesario
establecer controles robustos para proteger este passphrase en el
almacenamiento, custodia, transmisión, etc.
-
Emplear las consideraciones generales de protección y control de acceso a la información con base en el need-to-know (necesidad de conocer).
-
Tener en cuenta que los datos/claves de cifrado/descifrado permanecen
en la base de datos de forma completa (contenedor de claves, claves de
columnas, datos cifrados, ficheros de base de datos) por lo que si el
sistema operativo o la base de datos es comprometida con privilegios
administrativos la seguridad completa del sistema se puede ver
vulnerada. Por ello, es indispensable bastionar el sistema operativo,
base de datos como cualquier otra aplicación y/o servicio que esté
instalado en el mismo servidor, tal y como requiere PCI DSS en el requisito 2.2, así como llevar a cabo el resto de actividades periódicas que establece el estándar: Escaneos de vulnerabilidades/Test de Intrusión (Requisito 11), Monitorización de logs (Requisito 10), etc.
Almacenamiento y Custodia de las claves
Oracle Master Key
Ningún custodio tiene acceso a la
Oracle Master Key en
claro, dado que ésta reside en el Oracle Wallet. Por lo que la custodia
de dicha clave, reside en aplicar los mecanismos de seguridad descritos
anteriormente en “
Consideraciones Seguridad Oracle Wallet”, así como realizando una copia de seguridad cada vez que dicho Wallet sufra modificaciones.
Respecto a la retención, no deberán eliminarse
Master Keys del Oracle Wallet,
para poder permitir los procesos de backup y recuperación, aunque en
ningún momento deberán usarse dichas claves para el cifrado de datos una
vez hayan sido cambiadas.
Oracle Table Key
Ningún custodio tiene acceso a las
Oracle Table Key en claro, dado que éstas residen en la base de datos y su uso es automático por parte del
TDE de Oracle.
Respecto a la retención de dichas claves, una vez se procede con el
cambio, se vuelven a cifrar todos los datos con las nuevas claves, por
lo que la única retención existente sería el remanente en las copias de
seguridad y que en ningún caso serían vueltas a ser utilizadas para el
cifrado de datos.
Password Oracle Wallet
Este punto dependerá de la implantación del requerimiento 3.6.6, en
referencia al control dual y el conocimiento compartido, y de cómo se
divida la contraseña del Oracle Wallet en componentes y cómo estos son
almacenados.
Respecto a la retención de passwords de Oracle Wallet cambiados, una vez
comprobado que la nueva contraseña funciona correctamente, no es
necesario retener los antiguos valores de cada uno de los componentes.
Generación de claves de cifrado
Todas las claves de cifrado, deben generarse de forma que se
garantice el uso de algoritmos seguros y aceptados por las buenas
prácticas de la industria, así como una longitud de clave suficiente que
permita considerar la clave de cifrado como fuerte o robusta (ver
NIST Special Publication 800-57 (
http://csrc.nist.gov/publications/)).
A continuación se describe cada uno de los pasos a llevar a cabo para la generación de claves:
Oracle Master Key
Con el siguiente comando se genera la clave maestra para Oracle TDE:
SQL> alter system set encryption key identified by "wallet_password";
No obstante, también puede realizarse mediante Oracle Enterprise Manager:
Figura 3.
Figura 4.
Oracle Table Key
El proceso de generación de las
Oracle Table Keys es automático en el momento de configurar el TDE.
Oracle Wallet
Del mismo modo que para la Master Key, si el Wallet no existe, el
siguiente comando crea el Wallet en la ubicación predeterminada:
SQL> alter system set encryption key identified by "wallet_password";
No obstante, también puede realizarse mediante Oracle Enterprise Manager:
Figura 5.
Figura 6.
Procedimiento de Cambio de Claves
Una vez superado el tiempo de vigencia de las claves de cifrado, o
bien deba sustituirse una clave por sospechas de compromiso de la misma o
por que la integridad de la misma se ha visto afectada, será necesario
llevar a cabo los siguientes pasos para cambiar la clave de cifrado por
una nueva:
Oracle Master Key.
El proceso de cambio de la Oracle Master Key nunca se realiza en texto
claro. Adicionalmente, hay que tener claro que cambiar la password del
wallet no implica que se regenere la master encryption key del TDE.
“
Changing the wallet password does not re-key the TDE master encryption key” documentado en
http://www.oracle.com/technetwork/database/security/tde-faq-093689.html#A15033.
El cambio de la Oracle Master Key puede llevarse a cabo mediante:
-
Enterprise Manager enviando a ejecución el job de cambio de clave maestra:
Figura 7.
-
La siguiente sentencia:
-
SQL> alter system set encryption key identified by "wallet_password";
Oracle Table Key
Por cada tabla que contenga columnas cifradas, deberá ejecutarse el siguiente comando:
SQL> ALTER TABLE TABLACIFRADA REKEY;
Password Oracle Wallet
Adicionalmente a los controles que se lleven a cabo para garantizar el
control dual y conocimiento compartido que establece el requerimiento
3.6.6, dicha contraseña puede ser renovada como se muestra a
continuación:
-
Mediante Oracle Wallet Manager:
Figura 8.
-
Mediante Enterprise Manager:
Figura 9.
-
Mediante el siguiente comando:
Distribución de claves de cifrado
La distribución de claves debe llevarse a cabo únicamente por los custodios designados y nunca en texto claro.
Oracle Master Key
La Master Key contenida en el Oracle Wallet no es distribuida en ningún momento.
Oracle Table Key
Estas claves son internas de Oracle, por lo que en ningún momento son distribuidas.
Password Oracle Wallet
En este caso, la distribución de la clave estará basada en el número de componentes en los que esté dividida la password de
Oracle Wallet y en los requerimientos de cambio de dicha contraseña.
En los casos en los que esta contraseña deba ser transmitida (en modo
de componentes o completa) a personas distintas a los custodios, por
ejemplo para su uso inmediato por incidencias graves o situaciones de
emergencia, la recomendación es proceder a un nuevo cambio de la
Password de
Oracle Wallet tras solventar la situación, de forma que vuelva a recuperarse el control sobre dicha contraseña.
Sustitución de las claves
En relación a la sustitución no autorizada de las claves, el propio funcionamiento de
Oracle TDE
previene que exista una sustitución no autorizada. Un cambio de Wallet
no permitiría levantar la base de datos y un cambio de master key no
permitiría descrifrar las
Table Key correspondientes.
Aun así, para estar alerta ante cualquier intento de modificación, se recomienda monitorizar la integridad de los ficheros de
Oracle Wallet, de modo que se genere una alerta cada vez que dicho fichero cambie en alguno de sus atributos y/o contenido.
Autor: Marc Segarra - CISM, CISA, CISSP, PCI QSA, PCI PA QSA, ISO27001 Lead Auditor
Departamento de Consultoría
