Sistema de Archivos

5/11/2018 Sistema de Archivos - slidepdf.com

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Sistema de Archivos

5.1 Concepto de Sistema de archivos

Concepto 1:

Son los algoritmos y estructuras lógicas utilizadas para poder acceder a la información que

tenemos en el disco. Cada uno de los sistemas operativos crea estas estructuras y logaritmos de

diferente manera independientemente del hardware.

El desempeño de nuestro disco duro, la confiabilidad, seguridad, capacidad de expansión y la

compatibilidad, estará en función de estas estructuras lógicas.

Fat 12:

Es el sistema de archivos de DOS, y es con el que formateamos los disquetes. Fue muy utilizado

en las primeras PCs.

Fat 16:

Este sistema de archivos tenia muchas limitaciones, por ejemplo si el disco duro era mayor de 2

GB, era imposible particionarlos y no usaba nombre largos en los archivos, solo 8 caracteres.

Fat 32:

Fue utilizado a partir de 1997, y pudo ser utilizado en Windows 98, pero a medida que el tamaño de

los discos duros se incrementaba, surgieron nuevas limitaciones. Se llamo Fat32, por que utiliza

números de 32 bits para representar a los clusters en lugar de los 16 en los sistemas anteriores.

NTFS

Fig. 5.1.1 Archivos NTFS

Especialmente creado para usarlo en Windows NT, es mas complejo que los FAT. El propósito era

satisfacer la demanda y necesidades de de seguridad y eficacia para servidores y otras



aplicaciones en red. No tiene limitaciones de tamaño clusters y en general en el disco. Una ventaja

de este sistema de archivos es que tiene un sistema antifragmentación.

Linux:

Fig. 5.1.2 Logo Linux

Este sistema de archivos trabaja de manera totalmente distinta, las particiones del disco se colocanen el directorio raíz. Podemos incluso tener diferentes particiones y cada una de ellas tener su

propio sistema de archivos.

Concepto 2 :

En computación, un sistema de archivos es un método para el almacenamiento y organización de

archivos de computadora y los datos que estos contienen, para hacer más fácil la tarea

encontrarlos y accederlos. Los sistemas de archivos son usados en dispositivos de

almacenamiento como discos duros y CD-ROM e involucran el mantenimiento de la localización

física de los archivos.

Más formalmente, un sistema de archivos es un conjunto de tipo de datos abstractos que son

implementados para el almacenamiento, la organización jerárquica, la manipulación, el acceso, el

direccionamiento y la recuperación de datos. Los sistemas de archivos comparten mucho en

común con la tecnología de las bases de datos.

Los sistemas de archivos pueden ser representados de forma textual (ej.: el shell de DOS) o

gráficamente (ej.: Explorador de archivos en Windows) utilizando un gestor de archivos.

El software del sistema de archivos se encarga de organizar los archivos (que suelen estar

segmentados físicamente en pequeños bloques de pocos bytes) y directorios, manteniendo un

registro de qué bloques pertenecen a qué archivos, qué bloques no se han utilizado y las

direcciones físicas de cada bloque.

Los sistemas de archivos pueden ser clasificados en tres categorías: sistemas de archivo de disco,

sistemas de archivos de red y sistemas de archivos de propósito especial.

Ejemplos de sistemas de archivos son: FAT, UMSDOS, NTFS, UDF, ext2, ext3, ext 4, ReiserFS,

XFS, etc.

Concepto 3 :



Fig. 5.1.3 Administración de archivos por el sistema operativo

Los archivos son administrados por el sistema operativo como se muestra en la Fig. 5.1.3. Su

estructura, nombre, forma de acceso, uso, protección e implantación son temas fundamentales en

el diseño de un sistema operativo. Aquella parte del sistema operativo que trabaja con los archivos

se conoce, como un todo, como el sistema de archivos.

Concepto 4 :

Debido a su importancia, es necesario que un sistema operativo tenga la capacidad de leer,

escribir, acceder y mantener la integridad de un sistema de archivos. Un sistema de archivos

provee al usuario con una abstracción que le permitirá crear con facilidad colecciones de datos

llamados archivos. Estas colecciones deberán tener los siguientes requisitos o propiedades:

• Existencia a largo tiempo: Los archivos deberán ser almacenados sobre una unidad de

almacenamiento y deberán permanecer allí aun cuando el usuario apague el ordenador.



• Deberán tener la capacidad de ser compartidos: Los archivos tendrán nombres que los

identifique y deberán poseer permisos de acceso los cuales permitirán el compartimiento

controlado entre procesos.

• Deberán poseer una estructura definida: Dependiendo del tipo de sistema de archivos, un

archivo deberá poseer una estructura definida y conveniente; permitiendo que los archivos

puedan ser organizados en orden jerárquico o en cualquier otro orden para reflejar su

relación con otros archivos.

El sistema de archivos como hemos dicho, posee una abstracción que permite realizar varias

operaciones sobre los archivos. Entre estas operaciones tenemos:

• Crear un archivo: El usuario o un proceso podrá crear un nuevo archivo el cual tomará una

posición dentro de la estructura del sistema de archivos.

• Borrar un archivo: Un archivo podrá ser borrado de la estructura.

• Abrir un archivo: Un proceso podrá abrir un archivo permitiendo el acceso a la información

contenida por dicho archivo. El proceso podrá ejecutar varias funciones sobre lainformación del archivo como leer, escribir, reemplazar, etc.

• Cerrar un archivo: Un proceso puede cerrar el archivo dejando atrás los privilegios de

acceder a dicho archivo.

• Leer: Un proceso podrá leer parte de la información contenida en un archivo

• Escribir: Un proceso podrá añadir o reemplazar información en un archivo.

Los sistemas de archivos también mantienen una estructura de atributos asociada con cada uno de

los archivos la cual provee información sobre la situación actual de un archivo, quien es su dueño,

el tamaño del archivo, cuando fue creado, cuando fue modificado, privilegios de acceso, entre

otros.



Funciones del Sistema de Archivos.

Fig. 5.1.4 Manipulación de archivos.

Los usuarios deben poder crear, modificar y borrar archivos como se muestra en la Fig. 5.1.4.

Se deben poder compartir los archivos de una manera cuidadosamente controlada.

El mecanismo encargado de compartir los archivos debe proporcionar varios tipos de acceso

controlado:

• Ej.: “Acceso de Lectura” , “Acceso de Escritura” , “Acceso de Ejecución” , varias

combinaciones de estos, etc.

Se debe poder estructurar los archivos de la manera más apropiada a cada aplicación.

Los usuarios deben poder ordenar la transferencia de información entre archivos.

Se deben proporcionar posibilidades de “respaldo” y “recuperación” para prevenirse contra:

• La pérdida accidental de información.

• La destrucción maliciosa de información.



Se debe poder referenciar a los archivos mediante “Nombres Simbólicos” , brindando

“Independencia de Dispositivos” .

En ambientes sensibles, el sistema de archivos debe proporcionar posibilidades de “Cifrado” y

“Descifrado”.

El sistema de archivos debe brindar una interfase favorable al usuario:

• Debe suministrar una “visión lógica” de los datos y de las funciones que serán ejecutadas,

en vez de una “visión física”.

• El usuario no debe tener que preocuparse por:

o Los dispositivos particulares.

o Dónde serán almacenados los datos.

o El formato de los datos en los dispositivos.

o Los medios físicos de la transferencia de datos hacia y desde los dispositivos.

5.2 Archivos reales y virtuales

• Archivo Virtual y Archivo Real

Un archivo virtual (Fig.5.2.1), es un archivo de uso temporal que es utilizado por los

procesos del sistema mientras se están ejecutando dichos procesos. Estos archivos se

crean durante la ejecución de un sistema y los utiliza para el almacenamiento de

información, intercambio y organización mientras se ejecuta el sistema (Fig. 5.2.2), su

tamaño es muy variable y terminan al detener la ejecución del sistema, muchos de ellos

son borrados, por ejemplo, los archivos *.tmp (Fig. 5.2.3) .

Se le conoce como archivo virtual, aquel que contiene los datos generados por el usuario.

•

Fig.5.2.1 Archivo virtual

•

Fig. 5.2.2 Ejecución del proceso

•

Fig. 5.2.3 Archivos temporales(*.tmp)

• Archivo Real (Fig. 5.2.4) : Es un objeto que contiene programas, datos o cualquier otro

elemento.



Un archivo se muestra de manera real, en la información del espacio que ocupa en un

disco duro o sistema de almacenamiento, en otras palabras su tamaño en bytes.

•

•

•

• Fig. 5.2.4 Ejemplos de archivos reales

5.3 Componentes de un sistema de archivos

• Lo conforman todas aquellas rutinas encargadas de administrar todos los aspectos

relacionados con el manejo de Archivos.

• En UNIX se define un File System como un sistema de software dedicado a la creación,

destrucción, organización y lectura, escritura y control de acceso de los archivos,

funcionalmente los componentes de un sistema de archivos son lenguajes de comandos,

interpretador de comandos, manejador del almacenamiento secundario, sistema de

entrada y salida y mecanismos de respaldo y recuperación.

• En general, un Sistema de Archivos está compuesto por: Métodos De Acceso,

Administración De Archivos, Administración De Almacenamiento Secundario,

Mecanismos De Integridad.

• Métodos De Acceso. Se ocupan de la manera en que se tendrá acceso a la información

almacenada en el archivo. Ejemplo: Secuencial, Directo, indexado, etc.

• Administración De Archivos. Se ocupa de ofrecer los mecanismos para almacenar,

compartir y asegurar archivos, así como para hacer referencia a ellos.

• Administración De Almacenamiento Secundario. Se ocupa de asignar espacio para los

archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario. En la siguiente figura se

muestra un ejemplo de la administración de espacio en un disco duro.



•

Fig.5.3.1 Administración de almacenamiento en un disco duro.

• Mecanismos De Integridad. Se ocupan de garantizar que no se corrompa la información

de un archivo, de tal manera que solo la información que deba estar en el, se encuentre

ahí.

• Mecanismos de Organización Lógica. Contiene las diferentes rutinas y comandos a

través de los cuales el usuario podrá estructurar sus archivos virtuales.

• Directorio de Identificadores. Convierte los identificadores simbólicos de los archivos en

identificadores internos, los cuales apuntarán a su descriptor o a una estructura que

permite encontrar el archivo.

• Sistemas Teóricos de Archivos. Su objetivo es el de activar y desactivar a través de las

rutinas de abrir y cerrar archivos y verifica el modo de acceso.

• Mecanismos de Organización Física. Traslada las direcciones lógicas en direcciones

físicas correspondientes a las estructuras de memoria secundaria y los buffers en memoria

principal necesarios para la transferencia de datos.

• Mecanismos de E/S. Por cada petición de acceso al archivo real, este mecanismo genera

la secuencia de operaciones elementales de entrada y salida que se necesita.

• SCHEDULING E/S. En este nivel es donde se tiene el número de peticiones pendientes

así como de las que se están realizando y lleva el control y asignación de tiempo de CPU a

las diferentes peticiones de E/S.



Fig. 5.3.2 Ejemplo de un scheduling.

5.4 Organizacion de Archivos

Se refiere a las diferentes maneras en las que puede ser organizada la información de los archivos,

así como las diferentes maneras en que ésta puede ser accesada. Dado que hay 2 niveles de

visión de los archivos (físico y lógico), se puede hablar también de 2 aspectos de organización de

archivos: Organización de archivos lógicos y de archivos físicos.



Fig. 5.4.1 Organización de un sistema de archivos utilizando directorios.

El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espacio de

almacenamiento secundario, fundamentalmente con el almacenamiento de disco.

Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la siguiente:

• Se utiliza una “raíz ” para indicar en qué parte del disco comienza el “directorio raíz ” .

• El “directorio raíz ” apunta a los “directorios de usuarios”.

• Un “directorio de usuario” contiene una entrada para cada uno de los archivos del usuario.

• Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo

referenciado.

Esta forma de organización se muestra en la Fig. 5.4.1.

Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de usuario dado.

El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para el sistema de archivos.

En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema para un archivo suele estar formado

como el “nombre de la trayectoria” del directorio raíz al archivo.

Organización lógica.

La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías llamadas carpetas,

directorios o catálogos . (El concepto es el mismo independientemente de la terminología usada.)

Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede contener otras

carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así

sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol en la que una «carpeta raíz» (el nombre



varía de una computadora a otra) puede contener cualquier número de niveles de otras carpetas y

archivos. A las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto

para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace más fácil organizar

los archivos de una manera lógica.

La mayor parte de las estructuras de organizaciones alternativas de archivos se encuentran dentro

de estas cinco categorías:

Pilas

Fig. 5.4.2 Archivo de pilas:Registro de longitud variable. Conjunto variable de campos. Orden

cronologico.

Es la forma más fácil de organizar un archivo. Los datos se recogen en el orden en que llegan.

Su objetivo es simplemente acumular una masa de datos y guardarla.

Los registros pueden tener campos diferentes o similares en un orden distinto. Cada campo debe

ser autodescriptivo, incluyendo tanto un campo de nombre como el valor. La longitud de cada

campo debe indicarse implícitamente con delimitadores, explícitamente incluidos como un

subcampo más.

El acceso a los registros se hace por búsquedas exhaustiva y son fáciles de actualizar. Si se quiere

encontrar un registro que contiene un campo particular y un valor determinado, es necesario

examinar cada registro de la pila hasta encontrar el registro deseado. Si se quieren encontrar todos

los registros que contienen un campo particular o que tienen un valor determinado para ese campo,

debe buscarse el archivo entero.

Se aplica cuando los datos se recogen o almacenan antes de procesarlos o cuando no son fáciles

de organizar. Esta clase de archivo aprovecha bien el espacio cuando los datos almacenados

varían en tamaño y estructura. Fuera de estos usos limitados, este tipo de archivos no se adapta a

la mayoría de las aplicaciones.

Archivos secuenciales



Fig. 5.4.3 Archivo secuencial: Registro de longitud fija. Conjunto fijo de campos en orden

constante. Orden secuencial por el campo clave.

Es la forma más común de estructura de archivos.

Se emplea un formato fijo para los registros, son de la misma longitud y constan del mismo número

de campos de tamaño fijo con un orden determinado.

Se necesita almacenar los valores de cada campo; el nombre del campo y la longitud de cada uno

son atributos de la estructura del archivo. Cada registro tiene un campo clave que lo identifica

(generalmente es el primero de cada registro). Los registros se almacenan en secuencia por la

clave.

Se utilizan normalmente en aplicaciones de procesos por lotes, ya que es la única organización de

archivos que se puede guardar tanto en cintas como en discos.

Para las aplicaciones interactivas que incluyen peticiones o actualizaciones de registros

individuales, los archivos secuenciales no son óptimos. El acceso requiere una búsqueda

secuencial de correspondencias con la clave. Si el archivo entero o gran parte de él pueden traerse

a la memoria principal de una sola vez, se podrán aplicar técnicas de búsquedas más eficientes. Al

acceder un registro de un archivo secuencial grande, se produce un procesamiento extra y un

retardo considerable.

La organización física del archivo en una cinta o disco se corresponde exactamente con la

organización lógica del archivo, por lo tanto el procedimiento habitual es ubicar los nuevos registros

en un archivo de pila separado, es llamado archivo de registro o archivo de transacciones .

Una alternativa es organizar físicamente el archivo secuencial como una lista enlazada, en cadabloque físico se almacena uno o más registros y cada bloque del disco contiene un puntero al

bloque siguiente. La inserción de un nuevo registro implica la manipulación de puntero, pero no

requiere que el nuevo registro ocupe una posición particular del bloque físico.

Archivos secuenciales indexados



Fig. 5.4.4 Archivo secuancial indexado.

Los registros se organizan en una secuencia basada en un campo clave presentando dos

características, un índice del archivo para soportar los accesos aleatorios y un archivo de

desbordamiento. El índice proporciona una capacidad de búsqueda para llagar rápidamente alregistro deseado y el archivo de desbordamiento es similar al archivo de registros usado en un

archivo secuencial, pero está integrado de forma que los archivos de desbordamiento se ubiquen

siguiendo un puntero desde su registro predecesor.

La estructura más simple tiene como índice un archivo secuencial simple, cada registro del archivo

índice tiene dos campos, un campo clave igual al del archivo principal y un puntero al archivo

principal. Para encontrar un campo especifico se busca en el índice hasta encontrar el valor mayor

de la clave que es iguale o precede al valor deseado de la clave, la búsqueda continua en el

archivo principal a partir de la posición que indique el puntero.

Cada registro del archivo principal tiene un campo adicional que es un puntero al archivo de

desbordamiento. Cuando se inserta un nuevo registro al archivo, también se añade al archivo de

desbordamiento. El registro del archivo principal que precede inmediatamente al nuevo registro

según la secuencia lógica se actualiza con un puntero del registro nuevo en el archivo de

desbordamiento, si el registro inmediatamente anterior está también en el archivo de

desbordamiento se actualizará el puntero en el registro.

Para procesar secuencialmente un archivo completo los registros del archivo principal se

procesarán en secuencia hasta encontrar un puntero al archivo de desbordamiento, el acceso

continua en el archivo de desbordamiento hasta que encuentra un puntero nulo, entonces renueva

el acceso donde se abandonó en el archivo principal.

Archivos indexados



Fig. 5.4.5 Archivo indexado.

A los registros se accede solo a través de sus índices. No hay resticción en la ubicación de los

registros, al menos un índice contiene un puntero a cada registro y pueden emplearse registros de

longitud variable.

Se suelen utilizar dos tipos de índices, uno exhaustivo que contiene una entrada para cada registro

del archivo principal y se organiza como un archivo secuencial para facilitar la búsqueda, el otro

índice es parcial que contiene entrada a los registros donde esté el campo de interés.

Con registro de longitud variable, algunos registros no contendrán todos los campos y cuando se

añade un registro al archivo principal, todos los archivos de índices deben actualizarse.

Archivos directos o de dispersión

Explotan la capacidad de los discos para acceder directamente a cualquier bloque de dirección

conocida.

Se requiere un campo clave en cada registro.

Los archivos directos son muy usados donde se necesita un acceso muy rápido, donde se usan

registros de longitud fija y donde siempre se accede a los registros de una vez.

Organización física.

Los datos son arreglados por su adyacencia física, es decir, de acuerdo con el dispositivo de

almacenamiento secundario. Los registros son de tamaño fijo o de tamaño variable y pueden

organizarse de varias formas para constituir archivos físicos.



Cinta magnética.

Fig. 5.4.6 Cintas magnéticas

En este dispositivo el archivo físico esta formado por un conjunto de registros físicos, y los bloques

están organizados en forma consecutiva, ya que se asigna en igual forma.

Además tales registros puede contener etiquetas que permitan un mayor control sobre los datos

almacenados, y son las siguientes:

- Etiqueta de volumen.- Contiene información que permite identificar la cinta, el nombre del

propietario y cualquier información general requerida.

- Etiqueta de archivo.- Se utilizan por pares para indicar el inicio y fin del archivo, contiene

información acerca del nombre del archivo, fecha de creación.

- Etiqueta de usuario.- Sirven para guardar información adicional de importancia para el usuario; no

son procesados por el sistema operativo.

Discos Magnéticos.

Fig. 5.4.7 Discos magnéticos

El archivo físico en un disco es una colección de registros físicos de igual tamaño, los cuales

pueden estar organizados en forma consecutiva, ligada o con una tabla de mapeo.

En la organización contigua, el archivo utiliza registros físicos contiguos, siguiendo la secuencia

normal de direcciones.



La organización encadenada consiste un conjunto de bloques, cada uno de los cuales tiene un

campo destinado para indicar la dirección del siguiente registro, o sea, para lo que se ha llamado

enlace o liga.

Otra forma de organización es la tabla de mapeo que consiste en una tabla de apuntadores a losregistros físicos que forman el archivo.

La organización física de un archivo en el almacenamiento secundario depende de la estrategia de

agrupación y de la estrategia de asignación de archivos.

Para elegir una organización de archivos se deben tener en cuenta ciertos criterios:

Si un archivo va a procesar solamente por lotes, accediendo cada vez a todos los registros,

entonces el acceso rápido para la recuperación de un único registro es una preocupación mínima.

Un archivo almacenado en CD-ROM nunca será actualizado, por lo que la facilidad deactualización no se considera. Para la economía de almacenamiento , debería existir una mínima

redundancia de los datos, ésta redundancia es el medio fundamental para incrementar la velocidad

de acceso a los datos.

Este tipo de organización muestra a su vez, 2 aspectos importantes: Métodos De Asignación De

Espacio Libre y Asignación De Espacio De Almacenamiento Del Archivo.

METODOS DE ASIGNACION DE ESPACIO LIBRE

Un método de asignación de espacio libre determina la manera en que un Sistema Operativo

controla los lugares del disco que no están siendo ocupados.

Para el control del espacio libre se puede utilizar como base alguno de los métodos teóricos:

Vector de Bits, Lista Ligada, Por Agrupacion y por Contador.

VECTOR DE BITS

Se tiene un arreglo de bits, el número de bits que tiene, representa cada sector del disco, o sea

que si los sectores 10 y 11 están ocupados su representacion será:

Fig. 5.4.8 Ejemplo de un vector de bits.

LISTA LIGADA



Existe una cabeceraen la que se tiene la direccion del primer sector vacio, ese sector a su vez,

tiene un apuntador al siguiente bloque, y así sucesivamente hasta que se encuentre una marca

indicando que ya no hay espacio libre, tal y como se muestra en la siguiente figura.

Fig. 5.4.9 Ejemplo de una lista ligada

POR AGRUPACION

Es similar a la lista ligada, solo que en este se tiene por cada sector, un grupo de apuntadores a

varios espacios vacios, al final de cada bloque se tiene un apuntador a otro grupo de apuntadores,

observe la figura.



Fig. 5.4.10 Ejemplo de asignación por agrupación.

POR CONTADOR

Aqui, por cada conjunto de bloques contiguos que estén vacios, se tiene por cada apuntador, un

número de inicio y el tamaño del grupo de sectores vacios.



Fig. 5.4.11 Ejemplo de asignación por contador.

MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE ESPACIO EN DISCO.

Un método de asignación de espacio en disco determina la manera en que un Sistema Operativo

controla los lugares del disco ocupados por cada archivo de datos. Se debe controlar básicamente

la identificación del archivo, sector de inicio y sector final.

Para el control del espacio ocupado en disco se puede utilizar como base alguno de los métodos

teóricos: Asignación Contigua, Asignación Ligada, Asignación Indexada.

ASIGNACIÓN CONTIGUA.

Este método consiste en asignar el espacio en disco de tal manera que las direcciones de todos

losbloques correspondientes a un archivo definen un orden lineal. Por ejemplo:



Fig. 5.4.12 Ejemplo de asignación contigua.

VENTAJAS DESVENTAJAS

- La cabeza de lectura no se mueve demasiadoen la lectura de un archivo.

- Produce fragmentación externa.

ASIGNACIÓN LIGADA

En este método, cada archivo es una lista ligada de bloques de disco. En el directorio hay un

apuntador al bloque de inicio y un apuntador al bloque final para cada archivo. En cada uno de los

bloques donde se encuentra un archivo hay un apuntador al siguiente bloque de la lista. Por

ejemplo:



Fig. 5.4.13 Ejemplo de asignación ligada


- No produce fragmentación externa. • La cabeza de lectura se puede move

la lectura de un archivo.

• - Si una liga se pierde, se perderá el

completo.

• Es ineficiente para la implementación

directos.

• Se necesita un campo extra para el a

ASIGNACIÓN INDEXADA

Como ya se vio, la asignación ligada resuelve problemas de fragmentación externa, sin embargo,

laasignación ligada no soporta eficientemente el acceso directo a los archivos. La asignación

indexada resuelve este problema poniendo todos los apuntadores en una sola localidad: El bloque

índice .

Cada archivo tiene su bloque índice, El cual es un arreglo de direcciones de bloques de disco.



La i-ésima entrada en el bloque índice apunta al i-ésimo bloque que conforma el archivo. En el

directorio se controla la dirección del bloque índice de cada archivo, por ejemplo:

Fig. 5.4.14 Ejemplo de asignación indexada.


• No produce fragmentación externa.

• Eficiente para la implementación de archivos directos.

• Existe desperdicio cuando hay archi

• Desbordamiento de bloque índice. (S

de un esquema ligado; el ultimo bloq

a otro índice) .

5.5 Mecanismos de acceso a los archivos



Existen varios mecanismos para acceder los archivos: Directorios, descriptores de archivos,

mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

Descriptores de archivos.

El descriptor de archivos o bloque de control de archivos es un bloque de control que contiene

información que el sistema necesita para administrar un archivo.

Es una estructura muy dependiente del sistema.

Puede incluir la siguiente información:

• Nombre simbólico del archivo.

• Localización del archivo en el almacenamiento secundario.

•

Organización del archivo (método de organización y acceso).• Tipo de dispositivo.

• Datos de control de acceso.

• Tipo (archivo de datos, programa objeto, programa fuente, etc.).

• Disposición (permanente contra temporal).

• Fecha y tiempo de creación.

• Fecha de destrucción.

• Fecha de la última modificación.

• Suma de las actividades de acceso (número de lecturas, por ejemplo).

Los descriptores de archivos suelen mantenerse en el almacenamiento secundario; se pasan al

almacenamiento primario al abrir el archivo.

El descriptor de archivos es controlado por el sistema de archivos ; el usuario puede no hacer

referencia directa a él.

A cada uno de los archivos se le asigna un descriptor el cual contendrá toda la información que

necesitará el sistema de archivos para ejecutar con él los comandos que se le soliciten. El



descriptor se mantendrá en memoria principal desde que el archivo es abierto hasta que sea

cerrado, y debe tener al menos la siguiente información, identificación del archivo, lugar de

almacenamiento, información del modo de acceso.

Identificación del archivo. Consiste de dos partes que es el nombre simbólico que es el que le da elusuario y un identificador interno que es asignado por el sistema operativo (número). Lugar de

almacenamiento así como el tamaño del archivo. Modo de acceso. Se debe indicar en forma

explícita quien puede accesar el archivo y conque derecho.

Fig. 5.5.1 Ejemplo ilustrativo del control de acceso

Mecanismo de control de acceso.

Control de un sistema de información especializado en detectar los intectos de acceso, permitiendo

el paso de las entidades autorizadas, y denegando el paso a todas las demás. Involucra medios

técnicos y procedimientos operativos.

Mecanismo que en función de la identificación ya autenticada permite acceder a datos o recursos.

Los Directorios son utilizados por el sistema operativo para llevar un registro de los archivos que

incluye el nombre, los atributos y las direcciones en disco donde se almacenan los datos del

archivo referenciado.

Open (abrir): antes de utilizar un archivo, un proceso debe abrirlo. La finalidad es permitir que el

sistema traslade los atributos y la lista de direcciones en disco a la memoria principal para unrápido acceso en llamadas posteriores.

Close (cerrar): cuando concluyen los accesos, los atributos y direcciones del disco ya no son

necesarios, por lo que el archivo debe cerrarse y liberar la tabla de espacio interno.



5.6 Manejo de espacio en memoria secundaria

A diferencia de la Memoria Principal la Memoria Secundaria , auxiliar, masiva, externa no es tan

veloz pero tiene gran capacidad para almacenar información en dispositivos tales como discos,

cintas magnéticas, discos ópticos. Frecuentemente los datos y programas se graban en la Memoria

Secundaria , de esta forma, cuando se ejecuta varias veces un programa o se utilicen

repetidamente unos datos, no es necesario darlos de nuevo a través del dispositivo de entrada.

Fig. 5.6.1 Ejemplos de Memoria Secundaria

En la Memoria Secundaria un archivo consta de un conjunto de bloques (correspondiente a la

cantidad de información que se transfiere físicamente en cada operación de acceso (lectura o

escritura).

El Sistema Operativo o Sistema de Gestión de Archivos es el encargado de la asignación de

bloques a archivos, de lo que surgen dos cuestiones, en primer lugar, debe asignarle el espacio de

Memoria Secundaria a los archivos y, en segundo lugar, es necesario guardar constancia del

espacio disponible para asignar.

El sistema de archivos se ocupa primordialmente de administrar el espacio de almacenamiento

secundario, sobre todo el espacio en disco. El manejo del espacio libre en disco se lleva a cabo de

la siguiente manera:



· Vector de bits

· Lista ligada (lista libre)

· Por conteo (agrupación)

Vector de bits. El espacio libre en disco es frecuentemente implementado como un mapa de bits,

donde cada block es representado por un bit y si el bloc es libre el bit es cero de lo contrario está

asignado.11000111

Lista ligada. Una lista ligada de todos los blocks libres. Otra implantación se consigue guardando

la dirección del primer block libre y el número de los blocks libres contiguos que le siguen. Cada

entrada de la lista de espacio libre consiste de una dirección de disco y un contador (por conteo).

Fig. 5.6.2 Lista de espacio libre enlazada en el disco.

Por agrupación. Se almacena la dirección en n blocks libres en el primer block libre y el último



contiene la dirección de otro block que contiene la dirección de otros blocks libres.

Para manejar los espacios en disco existen los siguientes métodos:

? Contiguos

? Ligados

? Indexados

? Contiguos. Esta asignación requiere que cada archivo ocupe un conjunto de direcciones

contiguas en el disco, su asignación es definida por la dirección del primer bloc y la longitud del

archivo.

Cuando se crea un archivo se le asigna un único conjunto contiguo de bloques, esta es un

estrategia de asignación previa que emplea secciones de tamaño variable. La tabla de asignación

de archivos necesita solo una entrada por cada archivo y que muestre el bloque de comienzo y la

longitud del archivo. La asignación contigua es la mejor para un archivo secuencial.

La asignación contigua presenta algunos problemas, como la fragmentación externa. Lo que hace

difícil encontrar bloques contiguos de espacio de tamaño suficiente., lo que lleva a ejecutar un

algoritmo de compactación para libera el espacio adicional en el disco.

? Asignación ligada o encadenada. Cada archivo es una lista ligada de blocks y el directorio

contiene un apuntador al primer bloc y al último.

La asignación se hace con bloques individuales, cada bloque contendrá un puntero al siguiente

bloque de la cadena. La tabla de asignación de archivos necesita una sola entrada por cada

archivo que muestre el bloque de comienzo y la longitud del mismo, cualquier bloque puede

añadirse a la cadena. No hay que preocuparse por la fragmentación externa porque solo se

necesita un bloque cada vez.

Una consecuencia del encadenamiento es que no hay cabida para el principio de cercanía, si es

necesario traer varios bloques de un archivo al mismo tiempo, se necesita una serie de accesos a

partes diferentes del disco por lo que se debe ejecutar un algoritmo de compactación para liberar el

espacio adicional en el disco.

? Asignación Indexada. Cada archivo tiene su propio bloc de índice el cual es un arreglo de

direcciones de bloc.

En esta asignación la tabla de asignación de archivos contiene un índice separado de un nivel para

cada archivo: el índice posee una entrada para cada sección asignada al archivo. Normalmente,

los índices no están almacenados físicamente como parte de la tabla de asignación de archivos.



Mas exactamente el índice de archivo se guardara en un bloque aparte y la entrada del archivo en

la entrada de asignación apuntara a dicho bloque.

La asignación puede hacerse por bloques de tamaño fijo, O en secciones de tamaño variable. La

asignación por bloques elimina la fragmentación externa, mientras que la asignación por seccionesde tamaño variable mejora la cercanía. En cualquier caso, los archivos pueden concentrarse en

zonas cercanas de cuando en cuando. La concentración reduce el tamaño del índice en el caso de

secciones de tamaño variable, pero no en el caso de asignación por bloques.

La asignación indexada soporta tanto el acceso secuencial como el acceso directo a los archivos y

por ello se ha convertido en la forma más popular de asignación de archivos.

En un sistema de cómputo, los elementos que se declaran para almacenamiento son los Fyle

System. Cuándo existe una solicitud de almacenamiento o manejo de bloc libres en un file system

surge una interrogante ¿cómo atenderlas? esto se lleva a cabo mediante una planificación dediscos y para esto existen las siguientes políticas de planificación.

a) FCFS

b) SSTF

c) SCAN

d) SCAN de n-pasos

e) C-SCAN

f) Esquema Eschenbach

5.7 Modelo jeraquico

Directorios

El directorio contiene un conjunto de datos por cada archivo referenciado.



Fig. 5.7.1 Ejemplo de directorio jerárquico

Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado:

• El nombre.

• Sus atributos.

• Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.

Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga:

• El nombre del archivo.

• Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las

,direcciones en disco.

Fig. 5.7.2 Representación gráfica de un directorio jerárquico.

Al abrir un archivo el S. O.:



• Busca en su directorio el nombre del archivo.

• Extrae los atributos y direcciones en disco.

• Graba esta información en una tabla de memoria real.

• Todas las referencias subsecuentes al archivo utilizarán la información de la memoria

principal.

El número y organización de directorios varía de sistema en sistema:

• Directorio único: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los

usuarios (ver Figura 5.7.3).

• Un directorio por usuario: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario (ver

Figura 5.7.4).

• Un árbol de directorios por usuario: el sistema permite que cada usuario tenga tantos

directorios como necesite, respetando una jerarquía general (ver Figura 5.7.5).

Fig. 5.7.3 Un solo directorio compartifo por todos los usuarios

Fig. 5.7.4 Un directorio por usuario



Fig. 5.7.5 Un árbol arbitrario por usuario

5.8 Mecanismo de recuperacion en caso de falla

Recuperación

Los archivos y directorios se mantienen tanto en memoria principal como en disco, y debe tener.Se cuidado para que los fallos del sistema no provoquen una pérdida de datos o una incoherencia

en los mismos.

Comprobación de coherencia.

Como hemos explicado en la Sección 11.3, parte de la información de directorios se almacena en

la memoria principal (o en caché) para acelerar el acceso. La información de directorios en11a



memoria principal está, generalmente, más actualizada que la correspondiente información en el

disco, porque la información de directorios almacenada en caché no se escribe necesariamente en

el disco nada más producirse la actualización.

Considere, entonces, el posible ejemplo de un fallo de la computadora. El contenido de la caché yde los búferes, así como de las operaciones de E/S que se estuvieran realizando en ese momento,

pueden perderse, y con él se perderán los cambios realizados en los directorios correspondientes a

los archivos abiertos. Dicho suceso puede dejar el sistema de archivos en un estado incoherente.

El estado real de algunos archivos no será el que se describe en la estructura de directorios.

Con frecuencia, suele ejecutarse un programa especial durante el reinicio para comprobar las

posibles incoherencias del disco y corregidas.

El comprobador de coherencia (un programa del sistema tal como fsck en UNIX o chkdsk en MS-

DOS), compara los datos de la estructura de directorios con los bloques de datos del disco y tratade corregir todas las incoherencias que detecte. Los algoritmos de asignación y de gestión del

espacio libre dictan los tipos de problemas que el comprobador puede tratar de detectar y dictan

también el grado de éxito que el comprobador puede tener en esta tarea. Por ejemplo, si se utiliza

un sistema de asignación enlazada y existe un enlace entre cada bloque y el siguiente, puede

reconstruirse el archivo completo a partir de los bloques de datos y volver a crear la estructura de

directorios. Por el contrario, la pérdida de una entrada de directorio en un sistema de asignación

indexada puede ser desastrosa, porque los bloques de datos no tienen ningún conocimiento acerca

de los demás bloques de datos del archivo. Por esta razón, UNIX almacena en caché las entradas

de directorio para las lecturas, pero todas las escrituras de datos que provoquen algún cambio en

la asignación de espacio o en algún otro tipo de metadato se realizan síncronamente, antes de

escribir los correspondientes bloques de datos. Por supuesto, también pueden aparecer problemas

si se interrumpe una escritura síncrona debido a un fallo catastrófico.

Fig. 5.8.1 Errores

La perdida de la información es uno de los factores que se le debe de dar mayor importancia, por la

sencilla razón de que al perder información se puede perder lo que no nos podemos imaginar en

cuanto a la misma y ocasionar perdidas hasta hablar de una gran cantidad de dinero. Para

solucionar este o estos problemas todo sistema operativo cuenta con al menos una herramienta de



software que nos permite recuperar información perdida hasta cierta medida, esto obedece de

acuerdo al daño causado o los daños. Si el sistema no cuenta con la herramienta necesaria,

deberá adquirirse el software apropiado de algún fabricante especializado en el ramo, por ejemplo

Norton.

Es necesario proteger la información alojada en el sistema de archivos, efectuando los resguardos

correspondientes.

De esta manera se evitan las consecuencias generalmente catastróficas de la pérdida de los

sistemas de archivos.

Las pérdidas se pueden deber a problemas de hardware, software, hechos externos, etc.

Manejo de un bloque defectuoso:

Se utilizan soluciones por hardware y por software.

La solución en hardware:

• Consiste en dedicar un sector del disco a la lista de bloques defectuosos.

• Al inicializar el controlador por primera vez:

o Lee la “lista de bloques defectuosos”.

o Elige un bloque (o pista) de reserva para reemplazar los defectuosos.

o Registra la asociación en la lista de bloques defectuosos.

o En lo sucesivo, las solicitudes del bloque defectuoso utilizarán el de repuesto.

La solución en software:

• Requiere que el usuario o el sistema de archivos construyan un archivo con todos los

bloques defectuosos.

• Se los elimina de la “lista de bloques libres”.

• Se crea un “archivo de bloques defectuosos”:

o Esta constituido por los bloques defectuosos.

o No debe ser leído ni escrito.

o No se debe intentar obtener copias de respaldo de este archivo.

Respaldos (copias de seguridad o de back-up):



Fig. 5.8.2 Es necesario realizar respaldos para asegurar información

Es muy importante respaldar los archivos con frecuencia.

Los discos magnéticos fallan en ocasiones y es necesario tener cuidado para garantizar que los

datos perdidos debido a esos fallos no se pierdan para siempre. Con este fin, pueden utilizarseprogramas del sistema para realizar una copia de seguridad de los datos del disco en otro

dispositivo de almacenamiento, como por ejemplo un disquete, una cinta magnética, un disco

óptico incluso otro disco duro. La recuperación de la pérdida de un archivo individual o de un disco

completo puede ser entonces, simplemente, una cuestión de restaurar los datos a partir de la copia

de seguridad.

Los respaldos pueden consistir en efectuar copias completas del contenido de los discos (flexibles

o rígidos).

Una estrategia de respaldo consiste en dividir los discos en áreas de datos y áreas de respaldo ,utilizándolas de a pares:

• Se desperdicia la mitad del almacenamiento de datos en disco para respaldo.

• Cada noche (o en el momento que se establezca), la parte de datos de la unidad 0 se

copia a la parte de respaldo de la unidad 1 y viceversa.

Otra estrategia es el vaciado por incrementos o respaldo incremental :

• Se obtiene una copia de respaldo periódicamente (por ej.: una vez por mes o por semana),

llamada copia total.

• Se obtiene una copia diaria solo de aquellos archivos modificados desde la última copia

total; en estrategias mejoradas, se copian solo aquellos archivos modificados desde la

última vez que dichos archivos fueron copiados.

• Se debe mantener en el disco información de control como una “lista de los tiempos de

copiado” de cada archivo, la que debe ser actualizada cada vez que se obtienen copias de

los archivos y cada vez que los archivos son modificados.

• Puede requerir una gran cantidad de cintas de respaldo dedicadas a los respaldos diarios



entre respaldos completos.

Para minimizar la cantidad de datos que haya que copiar, podemos utilizar la información contenida

en la entrada de directorio de cada archivo. Por ejemplo, si el programa de copia de seguridad

sabe cuándo se realizó la última copia de seguridad de un archivo y la fecha de última modificación

del archivo contenida en el directorio indica que el archivo no ha cambiado desde esa fecha, no

será necesario volver a copiar el archivo. Así un plan típico de copia de seguridad podría ser el

siguiente:

• Día 1. Copiar en el soporte de copia de seguridad todos los archivos del disco. Esto se denomina

copia de seguridad completa.

• Día 2. Copiar en otro soporte físico todos los archivos que se hayan modificado desde el día 1.

Esta es una copia de seguridad incremental.

• Día 3. Copiar en otro soporte físico todos los archivos que se hayan modificado desde el día 2.

• Día N. Copiar en otro soporte físico todos los archivos que se hayan modificado desde el día N -

1. Después, volver al día 1.

Podemos escribir las copias de seguridad correspondientes al nuevo ciclo sobre el conjunto

anterior de soportes físicos o en un nuevo conjunto de soportes de copia de seguridad. De esta

forma, podemos restaurar un disco completo comenzando la restauración con la copia de

seguridad completa y continuando con cada una de las copias de seguridad incrementales. Por

supuesto, cuanto mayor sea el valor de N, más cintas o discos habrá que leer para efectuar una

restauración completa. Una ventaja adicional de este ciclo de copia de seguridad es que podemos

restaurar cualquier archivo que haya sido borrado accidentalmente durante ese ciclo, extrayendo el

archivo borrado de la copia de seguridad del día anterior. La longitud del ciclo será un compromiso

entre la cantidad de soportes físicos de copia de seguridad requeridos y el número de días

pasados a partir de los cuales podamos realizar una restauración. Para reducir el número de cintas

que haya que leer para efectuar una restauración, una opción consiste en realizar una copia de

seguridad completa y luego copiar cada día todos los archivos que hayan cambiado desde la última

copia de seguridad completa. De esta forma, puede realizarse la restauración utilizando sólo la

copia de seguridad incremental más reciente y la copia de seguridad completa, no necesitándose

ninguna otra copia de seguridad incremental. El compromiso inherente a este sistema es que el

número de archivos modificado se incrementa a diario, por lo que cada copia de seguridad

incremental sucesiva contiene más archivos y requiere más espacio en el soporte de copia de

seguridad.

Consistencia del sistema de archivos:

Muchos sistemas de archivos leen bloques, los modifican y escriben en ellos después.



Si el sistema falla antes de escribir en los bloques modificados, el sistema de archivos puede

quedar en un “estado inconsistente”.

La inconsistencia es particularmente crítica si alguno de los bloques afectados son:

• Bloques de nodos-i.

• Bloques de directorios.

• Bloques de la lista de bloques libres.

La mayoría de los sistemas dispone de un programa utilitario que verifica la consistencia del

sistema de archivos:

• Se pueden ejecutar al arrancar el sistema o a pedido.

• Pueden actuar sobre todos o algunos de los discos.

•

Pueden efectuar verificaciones a nivel de bloques y a nivel de archivos.• La consistencia del sistema de archivos no asegura la consistencia interna de cada

archivo, respecto de su contenido.

• Generalmente pueden verificar también el sistema de directorios y / o de bibliotecas.

Generalmente los utilitarios utilizan dos tablas:

• Tabla de bloques en uso.

• Tabla de bloques libres.

• Cada bloque debe estar referenciado en una de ellas.

Si un bloque no aparece en ninguna de las tablas se trata de una falla llamada bloque faltante:

• No produce daños pero desperdicia espacio en disco.

• Se soluciona añadiendo el bloque a la tabla de bloques libres.

También podría detectarse la situación de falla debida a un bloque referenciado dos veces en la

tabla de bloques libres:

• Esta falla no se produce en los sistemas de archivos basados en mapas de bits, sí en los

basados en tablas o listas.

• La solución consiste en depurar la tabla de bloques libres.

Una falla muy grave es que el mismo bloque de datos aparezca referenciado dos o más veces en

la tabla de bloques en uso:

• Como parte del mismo o de distintos archivos.

• Si uno de los archivos se borra, el bloque aparecería en la tabla de bloques libres y

también en la de bloques en uso.



• Una solución es que el verificador del sistema de archivos:

o Asigne un bloque libre.

o Copie en el bloque libre el contenido del bloque conflictivo.

o Actualice las tablas afectando el bloque copia a alguno de los archivos.

o Agregue el bloque conflictivo a la tabla de bloques libres.

o Informe al usuario para que verifique el daño detectado y la solución dada.

Otro error posible es que un bloque esté en la tabla de bloques en uso y en la tabla de bloques

libres:

• Se soluciona eliminándolo de la tabla de bloques libres.

Las verificaciones de directorios incluyen controles como:

• Número de directorios que apuntan a un nodo-i con los contadores de enlaces

almacenados en los propios nodos-i; en un sistema consistente de archivos debencoincidir.

Una posible falla es que el contador de enlaces sea mayor que el número de entradas del

directorio:

• Aunque se eliminaran todos los archivos de los directorios el contador sería distinto de cero

y no se podría eliminar el nodo-i.

• No se trata de un error serio pero produce desperdicio de espacio en disco con archivos

que no se encuentran en ningún directorio.

• Se soluciona haciendo que el contador de enlaces en el nodo-i tome el valor correcto; si el

valor correcto es 0, el archivo debe eliminarse.

Otro tipo de error es potencialmente catastrófico:

• Si dos entradas de un directorio se enlazan a un archivo, pero el nodo-i indica que soloexiste un enlace, entonces, al eliminar cualquiera de estas entradas de directorio, el

contador del nodo-i tomará el valor 0.

• Debido al valor 0 el sistema de archivos lo señala como no utilizado y libera todos sus

bloques.

• Uno de los directorios apunta hacia un nodo-i no utilizado, cuyos bloques se podrían

asignar entonces a otros archivos.

• La solución es forzar que el contador de enlaces del nodo-i sea igual al número de



entradas del directorio.

También se pueden hacer verificaciones heurísticas , por ej.:

• Cada nodo-i tiene un modo, pero algunos modos son válidos aunque extraños:

o Ej.: Se prohibe el acceso al propietario y todo su grupo, pero se permite a losextraños leer, escribir y ejecutar el archivo.

o La verificación debería detectar e informar de estas situaciones.

Se debería informar como sospechosos aquellos directorios con excesivas entradas, por ej., más

de mil.



Proteccion y Seguridad

6.1 Concepto y objetivo de proteccion

La proteccion es un mecanismo control de acceso de los programas, procesos o usuarios al

sistema o recursos.

Hay importantes razones para proveer proteccion. La mas obvia es la necesidad de prevenirse de

violaciones intencionales de acceso por un usuario. Otras de importancia son, la necesidad de

asegurar que cada componente de un programa, use solo los recursos del sistema de acuerdo con

las politicas fijadas para el uso de esos recursos.

Un recurso desprotegido no puede defenderse contra el uso no autorizado o de un usuarioincompetente. Los sistemas orientados a la proteccion proveen maneras de distinguir entre uso

autorizado y desautorizado.

Objetivos

• Inicialmente proteccion del SO frente a usuarios poco confiables.

• Proteccion: control para que cada componente activo de un proceso solo pueda acceder a los

recursos especificados, y solo en forma congruente con la politica establecida.

• La mejora de la proteccion implica tambien una mejora de la seguridad.

• Las politicas de uso se establecen:

• Por el hardware.



• Por el administrador / SO.

• Por el usuario propietario del recurso.

• Principio de separacion entre mecanismo y politica:

• Mecanismo → con que elementos (hardware y/o software) se realiza la proteccion.

• Politica → es el conjunto de decisiones que se toman para especificar como se usan esos

elementos de proteccion.

• La politica puede variar

• dependiendo de la aplicacion,

• a lo largo del tiempo.

• La proteccion no solo es cuestion del administrador, sino tambien del usuario.

• El sistema de proteccion debe:

• distinguir entre usos autorizados y no-autorizados.

• especificar el tipo de control de acceso impuesto.

• proveer medios para el aseguramiento de la proteccion.

6.2 Funciones del sistema de proteccion

Control de acceso que hace referencia a las caracteristicas de seguridad que controlan quien

puede obtener acceso a los recursos de un sistema operativo. Las aplicaciones llaman a las

funciones de control de acceso para establecer quien puede obtener acceso a los recursos



especificos o controlar el acceso a los recursos proporcionados por la aplicacion.

Un sistema de proteccion debera tener la flexibilidad suficiente para poder imponer una diversidad

de politicas y mecanismos.

Existen varios mecanismos que pueden usarse para asegurar los archivos, segmentos de

memoria, CPU, y otros recursos administrados por el Sistema Operativo.

Por ejemplo, el direccionamiento de memoria asegura que unos procesos puedan ejecutarse solo

dentro de sus propios espacios de direccion. El timer asegura que los procesos no obtengan el

control de la CPU en forma indefinida.

La proteccion se refiere a los mecanismos para controlar el acceso de programas, procesos, o

usuarios a los recursos definidos por un sistema de computacion. Seguridad es la serie de

problemas relativos a asegurar la integridad del sistema y sus datos.

Hay importantes razones para proveer proteccion. La mas obvia es la necesidad de prevenirse de

violaciones intencionales de acceso por un usuario. Otras de importancia son, la necesidad de

asegurar que cada componente de un programa, use solo los recursos del sistema de acuerdo con

las politicas fijadas para el uso de esos recursos.

Un recurso desprotegido no puede defenderse contra el uso no autorizado o de un usuario

incompetente. Los sistemas orientados a la proteccion proveen maneras de distinguir entre uso

autorizado y desautorizado.

Mecanismos y Politicas

El sistema de proteccion tiene la funcion de proveer un mecanismo para el fortalecimiento de las

politicas que gobiernan el uso de recursos. Tales politicas se pueden establecer de varias

maneras, algunas en el diseno del sistema y otras son formuladas por el administrador del sistema.

Otras pueden ser definidas por los usuarios individuales para proteger sus propios archivos y

programas.

Las politicas son diversas, dependen de la aplicacion y pueden estar sujetas a cambios a lo largo

del tiempo.

Un principio importante es la separacion de politicas de los mecanismos. ‘Los mecanismos

determinan como algo se hara. Las politicas deciden que se hara'.

La separacion es importante para la flexibilidad del sistema.

Dentro de las funciones del sistema de proteccion del sistema operativo encontramos:



• Controlar el acceso a los recursos

• Asegurarse que todos los accesos a los recursos del sistema estan controlados

6.3 Implementacion de matrices de acceso

Los derechos de acceso definen que acceso tienen varios sujetos sobre varios objetos.

Los sujetos acceden a los objetos.

Los objetos son entidades que contienen informacion.

Los objetos pueden ser:

• Concretos:

o Ej.: discos, cintas, procesadores, almacenamiento, etc.

• Abstractos:

o Ej.: estructuras de datos, de procesos, etc.

Los objetos estan protegidos contra los sujetos.

Las autorizaciones a un sistema se conceden a los sujetos.

Los sujetos pueden ser varios tipos de entidades:

• Ej.: usuarios, procesos, programas, otras entidades, etc.

Los derechos de acceso mas comunes son:

• Acceso de lectura.

• Acceso de escritura.

• Acceso de ejecucion.

Una forma de implementacion es mediante una matriz de control de acceso con:

• Filas para los sujetos.

• Columnas para los objetos.



• Celdas de la matriz para los derechos de acceso que un usuario tiene a un objeto.

Una matriz de control de acceso debe ser muy celosamente protegida por el S. O.

Dominios de protección

Un sistema de computos contiene muchos objetos que necesitan proteccion. Estos objetos pueden

ser el hardware, la CPU, los segmentos de memoria, terminales, unidades de disco o impresoras; o

bien ser del software, como los proceso, archivos, bases de datos o semaforos.

Cada objeto tiene un unico nombre mediante el cual se la hace referencia y un conjunto de

operaciones que se pueden realizar en el. READ y WRITE son operaciones adecuadas para un

archivo; UP y DOWN tiene sentido en un semaforo.

Es evidente que se necesita una via para prohibir el acceso de los procesos a los objetos a los que

no tiene permitido dicho acceso. Ademas, este mecanismo debe posibilitar la restriccion de losprocesos a un subconjunto de operaciones legales en caso necesario. Por ejemplo, puede

permitirse que el proceso A lea el archivo F, pero no escriba en el.

Para tener una forma de analizar los distintos mecanismos de proteccion, es conveniente presentar

el concepto de dominio. Un dominio es un conjunto de parejas (objeto, derechos). Cada pareja

determina un objeto y cierto subconjunto de las operaciones que se pueden llevar a cabo en el. Un

derecho es, en este contexto, el permiso para realizar alguna de las operaciones.

Una pregunta importante es la forma en que el sistema lleva un registro de los objetos que

pertenecen a un dominio dado. Al menos una teoria, uno puede imaginar una enorme matriz, en la

que los renglones son los dominio y las columnas son los objetos. Cada cuadro contiene los

derechos correspondientes al objeto en ese dominio. Con esta matriz y el numero de dominio

activo, el sistema puede determinar si se permite el acceso de cierta forma a un objeto dado desde

un domino especifico.

Un dominio es un conjunto de parejas (objeto, derechos):

• Cada pareja determina:

o Un objeto.

o Un subconjunto de las operaciones que se pueden llevar a cabo en el.

Un derecho es el permiso para realizar alguna de las operaciones.

Es posible que un objeto se encuentre en varios dominios con “distintos” derechos en cada

dominio.

Un proceso se ejecuta en alguno de los dominios de proteccion:



• Existe una coleccion de objetos a los que puede tener acceso.

• Cada objeto tiene cierto conjunto de derechos.

Los procesos pueden alternar entre los dominios durante la ejecucion.

Una llamada al S. O. provoca una alternancia de dominio.

En algunos S. O. los dominios se llaman anillos .

Una forma en la que el S. O. lleva un registro de los objetos que pertenecen a cada dominio es

mediante una matriz :

• Los renglones son los dominios.

• Las columnas son los objetos.

•

Cada elemento de la matriz contiene los derechos correspondientes al objeto en esedominio, por ej.: leer, escribir, ejecutar.

Ver Figura 6.3.1

Fig. 6.3.1 Dominio de protección

Matriz de acceso

El modelo de proteccion del sistema se puede ver en forma abstracta como una matriz, la matriz



de acceso.

Una matriz de acceso es una representacion abstracta del concepto de dominio de proteccion.

Este modelo fue propuesto por Lampson [4] como una descripcion generalizada de mecanismos deproteccion en sistemas operativos. Es el modelo mas utilizado, del que existen numerosas

variaciones, especialmente en su implementacion.

Los elementos basicos del modelo son los siguientes:

• Sujeto: Una entidad capaz de acceder a los objetos. En general, el concepto de sujeto es

equiparable con el de proceso. Cualquier usuario o aplicacion consigue acceder en realidad a un

objeto por medio de un proceso que representa al usuario o a la aplicacion.

• Objeto: Cualquier cosa cuyo acceso debe controlarse. Como ejemplo se incluyen los archivos,

partes de archivos, programas y segmentos de memoria.

• Derecho de acceso: la manera en que un sujeto accede a un objeto. Como ejemplo estan Leer,

Escribir y Ejecutar.

El modelo considera un conjunto de recursos, denominados objetos, cuyo acceso debe ser

controlado y un conjunto de sujetos que acceden a dichos objetos. Existe tambien un conjunto de

permisos de acceso que especifica los diferentes permisos que los sujetos pueden tener sobre los

objetos (normalmente lectura, escritura, etc., aunque pueden ser diferentes, en general,

dependiendo de las operaciones que puedan realizarse con el objeto).

Se trata de especificar para cada pareja (sujeto, objeto), los permisos de acceso que el sujeto tiene

sobre el objeto. Esto se representa mediante una matriz de acceso M que enfrenta todos los

sujetos con todos los objetos. En cada celda M[i, j] se indican los permisos de acceso concretos

que tiene el sujeto i sobre el objeto j.

La figura 6.3.2 representa una matriz de acceso, y la figura 6.3.3 es una matriz de acceso derivada

de la figura 6.3.1 de dominios de protección.



Fig. 6.3.2 Representación de una m atriz de acceso

Figura 6.3.3 Ejemplo de una matriz de acceso

El mecanismo de proteccion es la matriz, junto con todos los elementos que se han de anadir para

que se cumplan de manera efectiva todas las restricciones de acceso a los objetos.



• La politica consiste en decidir como rellenar las distintas celdas de la matriz.

• La MA permite implementar operaciones de cambio de domino.

• El objeto sobre el que trabajamos es el Dominio → aparecen tantas columnas como dominios

haya en el sistema.

• La operacion es la conmutacion de un dominio a otro.

• Tambien la MA es un objeto que se puede modificar. De este modo podemos definir tres

operaciones:

• Copiar derechos de acceso de una celda a otra dentro de la misma columna. Consiste en pasar

el derecho de acceso a un objeto de un Dominio que lo tiene, a otro donde originalmente no lotenia. Se senala con un asterisco (*).

• Copia ilimitada con propagacion del propio derecho de copia.

• Copia limitada sin propagacion.

• Movimiento de derecho.

• Dueno. Un proceso ejecutandose en un dominio que tiene derecho de “dueno” sobre un objeto,

puede repartir cualquier derecho de acceso sobre cualquier dominio para dicho objeto.

• Control . Opera solo sobre dominios. Ejercer el control sobre un dominio implica que se puede

quitar cualquier derecho sobre una fila de dominio.

• La MA tambien ha de ser protegida.

Implementacion de la Matriz de Acceso

Tabla Global

Sencilla. Se almacena una lista de ternas {<dominio, objeto, permisos>...}.

Como el numero de objetos y dominios es posiblemente muy grande, se deberia guardar en

memoria virtual → lento. Ver fig. 6.3.4



Fig. 6.3.4 Ejemplo de una tabla global

Lista de acceso para objetos(ACL)

Se expresa la MA por columnas {<dominio, permisos>, ...}. Se descartan las entradas vacias.

Se puede crear una lista de permisos por defecto para hacer mas facil su uso.

Dado que cada vez que se va a usar un objeto hay que comprobar si hay o no permiso para

hacerlo, es logico poner la ACL alli donde esten descritos los atributos del objeto.

• Asocia a cada objeto una lista ordenada con:

o Todos los dominios que pueden tener acceso al objeto.

o La forma de dicho acceso (ej: lectura (r), grabacion (w), ejecucion (x)).

Una forma de implementar las ACL consiste en:

• Asignar tres bits (r, w, x) para cada archivo, para:

o El propietario, el grupo del propietario y los demas usuarios.

• Permitir que el propietario de cada objeto pueda modificar su ACL en cualquier momento:

o Permite prohibir accesos antes permitidos.



Fig. 6.3.5 Ejemplo de una lista de accesos

Lista de Capacidades

Se expresa la MA por filas. Cada dominio tiene una lista de la forma {<objeto, permisos>, ...}

Para identificar el objeto se usa o bien su nombre logico, o un puntero a el (la estructura de datos

que le describe); a esta direccion se la llama capacidad .

Solo se podra realizar la operacion M sobre el objeto O si se dispone de la capacidad (puntero) alobjeto. Ver figura 6.3.6



Fig. 6.3.6 Ejmplo de una lista de capacidades

Mecanismo de Cerradura-Llave

Cada objeto tiene una lista de patrones llamados cerradura .

Cada dominio tiene una lista de patrones llamados claves .

Un proceso que se ejecuta en un dominio solo tendra acceso a un objeto si el dominio contiene una

llave que coincida con una de las cerraduras.

Comparacion

La tabla global es una matriz dispersa, es ineficiente para su almacenamiento.

ACL → Cuando se accede a un objeto es facil determinar si hay o no permiso para usarlo.

Capacidades → Las ACL estan distribuidas, es dificil saber cuales son los derechos de acceso

para un proceso, cosa que si se puede hacer con la lista de capacidades.

Los sistemas reales suelen usar una mezcla de todos.

Ej. UNIX: Se abre un fichero, se verifica en la ACL si tiene permiso o no. Si lo tiene, se consigue un

descriptor de fichero, es decir una capacidad que sera lo que se use a partir de entonces.

6.4 Proteccion basada en el lenguaje

Accedo al Sistema de Archivos

Cuando se declaren los distintos tipos de datos, tambien se especificara la proteccion



6.5 Concepto de Seguridad

Los terminos seguridad y proteccion se utilizan en forma indistinta. Sin embargo, es util hacer una

distincion entre los problemas generales relativos a la garantia de que los archivos no sea leidos o

modificados por personal no autorizado, lo que incluye aspectos tecnicos, de administracion,

legales y politicos, por un lado y los sistemas especificos del sistema operativo utilizados para

proporcionar la seguridad, por el otro. Para evitar la confusion, utilizaremos el termino seguridad

para referirnos al problema general y el termino mecanismo de proteccion para referirnos a los

mecanismos especificos del sistema operativo utilizado para resguardar la informacion de la

computadora. Sin embargo, la frontera entre ellos no esta bien definida. Primero nos fijaremos en

la seguridad; mas adelante analizaremos la proteccion.

La seguridad tiene muchas facetas. Dos de las mas importantes son la perdida de datos y los

intrusos. Algunas de las causas mas comunes de la perdida de datos son:

• Actos divinos: Incendios, inundaciones, terremotos, guerras, revoluciones o ratas que roen las

cintas o discos flexibles.

• errores de Hardware o Software: Mal funcionamiento de la CPU, discos o cintas ilegibles, errores

de telecomunicacion o errores en el programa.

• Errores Humanos: Entrada incorrecta de datos, mal montaje de las cintas o el disco, ejecucion

incorrecta del programa, perdida de cintas o discos.

La mayoria de estas causas se pueden enfrentar con el mantenimiento de los respaldos



adecuados; de preferencia, en un lugar alejado de los datos originales.

Un problema mas interesante es que hacer con los intrusos. Estos tienen dos variedades. Los

intrusos pasivos solo desean leer archivos que no estan autorizados a leer. Los intrusos activos

son mas crueles: Desean hacer cambios no autorizados a los datos. Si se desea disenar unsistema seguro contra los intrusos, es importante tener en cuenta el tipo de intruso con el que se

desea tener proteccion. Algunas de las categorias comunes son:

• Curiosidad casual de usuarios no tecnicos. Muchas personas tienen en sus escritorios terminales

para sistemas con tiempo compartido y, por la naturaleza humana, algunos de ellos leeran el

correo electronico de los demas u otros archivos, si no existen barreras en frente de ellos. Por

ejemplo la mayoria de los sistema UNIS tienen pre definido que todos los archivos se pueden leer

de manera publica.

• Conocidos husmeando. Algunos estudiantes, programadores de sistemas, operadores y demaspersonal tecnico consideran como un reto personal romper la seguridad del sistema de computo

local. A menudo son muy calificados y estan dispuestos a invertir una cantidad sustancial de su

tiempo en este esfuerzo.

• Un intento deliberado de hacer dinero. Algunos programadores en banco han intentado penetrar

un sistema bancario con el fin de robarle al banco. Los esquemas han variado desde cambiar el

software para truncar y no redondear el interes, para quedarse con una pequena fraccion de

dinero, hasta sacar dinero de las cuentas que no se han utilizado en anos o el "correo negro" .

• Espionaje comercias o militar. El espionaje indica un intento serio y fundamentado por parte de

un competidor u otro pais para robar programas, secretos comerciales, patentes, tecnologia, diseno

de circuitos, planes de comercializacion, etc. A menudo, este intento implica la cobertura de cables

o el levantamiento de antenas hacia la computadora con el fin de recoger su radiacion

electromagnetica.

Debe quedar claro que el intento por mantener la KGB lejos de los secretos militares es un poco

distinto del intento por evitar que los estudiantes inserten un mensaje gracioso en el sistema. La

cantidad de esfuerzo que alguien pone en la seguridad y la proteccion depende claramente de

quien se piensa sea el enemigo.

Otro aspecto del problema de la seguridad es la privacia: la proteccion de las personas respecto

del mal uso de la informacion en contra de uno mismo. Esto implica en forma casi inmediata

muchos aspectos morales y legales.

Para proteger un sistema, debemos optar las necesarias medidas de seguridad en cuatro niveles

distintos:

1. Fisico. El nodo o nodos que contengan los sistemas informaticos deben dotarse de



medidas de seguridad fisicas frente a posibles intrusiones armadas o subrepticias por parte

de potenciales intrusos. Hay que dotar de seguridad tanto a las habitaciones donde las

maquinas residan como a los terminales o estaciones de trabajo que tengan acceso a

dichas maquinas.

2. Humano. La autorizacion de los usuarios debe llevarse a cabo con cuidado, para

garantizar que solo los usuarios apropiados tengan acceso al sistema. Sin embargo,

incluso los usuarios autorizados pueden verse “motivados” para permitir que otros usen su

acceso (por ejemplo, a cambio de un soborno). Tambien pueden ser enganados para

permitir el acceso de otros, mediante tecnicas de ingenieria social . Uno de los tipos de

ataque basado en las tecnicas de ingenieria social es el denominado phishing ; con este

tipo de ataque, un correo electronico o pagina web de aspecto autentico llevan a engano a

un usuario para que introduzca informacion confidencial. Otra tecnica comunmente

utilizada es el analisis de desperdicios , un termino autorizado a la computadora (por

ejemplo, examinando el contenido de las papeleras, localizando listines de telefonos

encontrando notas con contrasenas). Estos problemas de seguridad son cuestionesrelacionadas con la gestion y con el personal, mas que problemas relativos a los sistemas

operativos.

3. Sistema operativo. El sistema debe autoprotegerse frente a los diversos fallos de

seguridad accidentales o premeditados. Un problema que este fuera de control puede

llegar a constituir un ataque accidental de denegacion de servicio. Asimismo, una cierta

consulta a un servicio podria conducir a la revelacion de contrasenas o un desbordamiento

de la pila podria permitir que se iniciara un proceso no autorizado. La lista de posibles

fallos es casi infinita.

4. Red. Son muchos los datos en los modernos sistemas informaticos que viajen a traves de

lineas arrendadas privadas, de lineas compartidas como Internet, de conexionesinalambricas o de lineas de acceso telefonico. La interceptacion de estos datos podria ser

tan danina como el acceso a un computador, y la interrupcion en la comunicacion podria

constituir un ataque remoto de denegacion de servicio, disminuyendo la capacidad de uso

del sistema y la confianza en el mismo por parte de los usuarios.

Si queremos poder garantizar la seguridad del sistema operativo, es necesario garantizar la

seguridad en los primeros dos niveles. Cualquier debilidad en uno de los niveles altos de seguridad

(fisico o humano) podria puentear las medidas de seguridad que son estrictamente de bajo nivel

(del nivel del sistema operativo). Asi, la frase que afirma que una cadena es tan fuerte como el mas

debil de sus eslabones es especialmente cierta cuando hablamos de seguridad de los sistemas.

Para poder mantener la seguridad, debemos contemplar todos estos aspectos.

Ademas, el sistema debe proporcionar mecanismos de proteccion para permitir la implementacion

de las caracteristicas de seguridad. Sin la capacidad de autorizar a los usuarios y procesos, de

controlar su acceso y de registrar sus actividades, seria imposible que un sistema operativo

implementara medidas de seguridad o se ejecutara de forma segura. Para soportar un esquema

global de proteccion hacen falta mecanismos de proteccion hardware. Por ejemplo, un sistema



donde la memoria no este protegida no puede nunca estar seguro.

6.6 Clasificaciones de la seguridad

La seguridad interna esta relacionada a los controles incorporados al hardware y al Sistema

Operativo para asegurar los recursos del sistema.

Seguridad Externa

La seguridad externa consiste en:

• Seguridad fisica.

• Seguridad operacional.

La seguridad fisica incluye:

• Proteccion contra desastres(como inundaciones, incendios, etc.).

• Proteccion contra intrusos.

En la seguridad fisica son importantes los mecanismos de deteccion , algunos ejemplos son:

• Detectores de humo.

• Sensores de calor.

• Detectores de movimiento.

La proteccion contra desastres puede ser costosa y frecuentemente no se analiza en detalle;

depende en gran medida de las consecuencias de la perdida.

La seguridad fisica trata especialmente de impedir la entrada de intrusos:

• Se utilizan sistemas de identificacion fisica:

o Tarjetas de identificacion.

o Sistemas de huellas digitales.

o Identificacion por medio de la voz.



Seguridad Operacional

Consiste en las diferentes politicas y procedimientos implementados por la administracion de la

instalacion computacional.

La autorizacion determina que acceso se permite y a quien.

La clasificacion divide el problema en subproblemas:

• Los datos del sistema y los usuarios se dividen en clases:

o A las clases se conceden diferentes derechos de acceso.

Un aspecto critico es la seleccion y asignacion de personal:

• La pregunta es si se puede confiar en la gente.

• El tratamiento que generalmente se da al problema es la division de responsabilidades:

o Se otorgan distintos conjuntos de responsabilidades.

o No es necesario que se conozca la totalidad del sistema para cumplir con esas

responsabilidades.

o Para poder comprometer al sistema puede ser necesaria la cooperacion entre

muchas personas:

Se reduce la probabilidad de violar la seguridad.

o Debe instrumentarse un gran numero de verificaciones y balances en el sistema

para ayudar a la deteccion de brechas en la seguridad.

o El personal debe estar al tanto de que el sistema dispone de controles, pero:

Debe desconocer cuales son esos controles:

Se reduce la probabilidad de poder evitarlos.

Debe producirse un efecto disuasivo respecto de posibles intentos de

violar la seguridad.

Para disenar medidas efectivas de seguridad se debe primero:

• Enumerar y comprender las amenazas potenciales.

• Definir que grado de seguridad se desea (y cuanto se esta dispuesto a gastar en

seguridad).

• Analizar las contramedidas disponibles.

6.7 Validacion



• Identificar cada usuario que esta trabajando en el sistema (usando los recursos).

• Uso de contrasenas.

• Vulnerabilidad de contrasenas.

o o Que sean complejas y dificiles de adivinar.

o o Cambiarlas de vez en cuando.

o o Peligro de perdida del secreto.

• La contrasena debe guardare cifrada.

Proteccion por Contraseña

Las clases de elementos de autentificacion para establecer la identidad de una persona son:

Algo sobre la persona:

o Ej.: huellas digitales, registro de la voz, fotografia, firma, etc.

• Algo poseido por la persona:

o Ej.: insignias especiales, tarjetas de identificacion, llaves, etc.

•

Algo conocido por la persona:o Ej.: contrasenas, combinaciones de cerraduras, etc.

El esquema mas comun de autentificacion es la proteccion por contrasena:

El usuario elige una palabra clave , la memoriza, la teclea para ser admitido en el sistema

computarizado:

o La clave no debe desplegarse en pantalla ni aparecer impresa.

La proteccion por contrasenas tiene ciertas desventajas si no se utilizan criterios adecuados para:

Elegir las contrasenas.

• Comunicarlas fehacientemente en caso de que sea necesario.

• Destruir las contrasenas luego de que han sido comunicadas.

• Modificarlas luego de algun tiempo.



Los usuarios tienden a elegir contrasenas faciles de recordar:

Nombre de un amigo, pariente, perro, gato, etc.

• Numero de documento, domicilio, patente del auto, etc.

Estos datos podrian ser conocidos por quien intente una violacion a la seguridad mediante intentos

repetidos, por lo tanto debe limitarse la cantidad de intentos fallidos de acierto para el ingreso de la

contrasena.

La contrasena no debe ser muy corta para no facilitar la probabilidad de acierto.

Tampoco debe ser muy larga para que no se dificulte su memorizacion, ya que los usuarios la

anotarian por miedo a no recordarla y ello incrementaria los riesgos de que trascienda.

Contraseñas de un solo uso

• Al final de cada sesion, se le pide al usuario que cambie la contrasena.

• Si alguien “roba una contrasena”, el verdadero usuario se dara cuenta cuando vaya a

identificarse de nuevo, pues el impostor habra cambiado la contrasena, con lo que el fallo de

seguridad queda detectado.

Verificación de Amenazas

Es una tecnica segun la cual los usuarios no pueden tener acceso directo a un recurso :

Solo lo tienen las rutinas del S. O. llamadas programas de vigilancia.

• El usuario solicita el acceso al S. O.

• El S. O. niega o permite el acceso.

• El acceso lo hace un programa de vigilancia que luego pasa los resultados al programa del

usuario.

• Permite:

o Detectar los intentos de penetracion en el momento en que se producen.

o Advertir en consecuencia.

Amenazas relacionadas con los programas

Los procesos son junto con el kernel , el unico medio de realizar un trabajo util en una

computadora. Por tanto, un objetivo comun de los piratas informaticos consiste en escribir un

programa que cree una brecha de seguridad. De hecho, las mayorias de las brechas de seguridad

no relacionadas con programas tienen por objetivos crear una brecha que si este basada en un



programa. Por ejemplo, aunque resulta util iniciar una sesion en un sistema sin autorizacion,

normalmente es mucho mas util dejar un demonio de tipo puerta trasera que proporcione

informacion o que permita un facil acceso incluso aunque se bloquee la brecha de seguridad

original. En esta seccion, vamos a describir algunos metodos comunes mediante los que os

programas pueden provocar brechas de seguridad. Hay que resaltar que existe una considerable

variacion en lo que respecta a los convenios de denominacion de los agujeros de seguridad, y que

en este texto utilizamos los terminos mas comunes o descriptivos.

- CABALLO DE TROYA

Definicion.- Un programa indudablemente util e inocente que contiene codigos escondidos que

permiten la modificacion no autorizada y la explotacion o destruccion de la informacion. Los

programas caballo de Troya se distribuyen por lo general por Internet. Los juegos, freeware y

protectores de pantalla son los medios comunes que utilizan los caballos de Troya.

Se denomina troyano (o caballo de Troya , traduccion mas fiel del ingles Trojan horse aunque no

tan utilizada) a un programa malicioso capaz de alojarse en computadoras y permitir el acceso a

usuarios externos, a traves de una red local o de Internet, con el fin de recabar informacion o

controlar remotamente a la maquina anfitriona.

Un troyano no es de por si, un virus, aun cuando teoricamente pueda ser distribuido y funcionar

como tal. La diferencia fundamental entre un troyano y un virus consiste en su finalidad. Para que

un programa sea un "troyano" solo tiene que acceder y controlar la maquina anfitriona sin ser

advertido, normalmente bajo una apariencia inocua. Al contrario que un virus, que es un huesped

destructivo, el troyano no necesariamente provoca danos porque no es su objetivo.

Suele ser un programa pequeno alojado dentro de una aplicacion, una imagen, un archivo de

musica u otro elemento de apariencia inocente, que se instala en el sistema al ejecutar el archivo

que lo contiene. Una vez instalado parece realizar una funcion util (aunque cierto tipo de troyanos

permanecen ocultos y por tal motivo los antivirus o anti troyanos no los eliminan) pero internamente

realiza otras tareas de las que el usuario no es consciente, de igual forma que el Caballo de Troya

que los griegos regalaron a los troyanos.

Habitualmente se utiliza para espiar, usando la tecnica para instalar un software de acceso remoto

que permite monitorizar lo que el usuario legitimo de la computadora hace (en este caso el troyano

es un spyware o programa espia) y, por ejemplo, capturar las pulsaciones del teclado con el fin de



obtener contrasenas (cuando un troyano hace esto se le cataloga de keylogger) u otra informacion

sensible.

La mejor defensa contra los troyanos es no ejecutar nada de lo cual se desconozca el origen y

mantener software antivirus actualizado y dotado de buena heuristica; es recomendable tambieninstalar algun software anti troyano, de los cuales existen versiones gratis aunque muchas de ellas

constituyen a su vez un troyano. Otra solucion bastante eficaz contra los troyanos es tener

instalado un firewall.

Otra manera de detectarlos es inspeccionando frecuentemente la lista de procesos activos en

memoria en busca de elementos extranos, vigilar accesos a disco innecesarios, etc.

Lo peor de todo es que ultimamente los troyanos estan siendo disenados de tal manera que es

imposible poder detectarlos excepto por programas que a su vez contienen otro tipo de troyano,

inclusive y aunque no confirmado, existen troyanos dentro de los programas para poder saber cuales el tipo de uso que se les y poder sacar mejores herramientas al mercado llamados tambien

"troyanos sociales"

Los troyanos estan actualmente ilegalizados, pero hay muchos crackers que lo utilizan.

PUERTA TRASERA

En la informatica, una puerta trasera (o en ingles backdoor ), es una secuencia especial dentro

del codigo de programacion mediante el programador puede acceder o escapar de un programa en

caso de emergencia o contingencia en algun problema.

A su vez, estas puertas tambien pueden ser perjudiciales debido a que los crackers al descubrirlas

pueden acceder a un sistema en forma ilegal y aprovecharse la falencia.

“Cualquier medio capaz de ampliar el alcance del hombre es lo suficientemente poderoso como

para derrocar su mundo. Conseguir que la magia de ese medio trabaje para los fines de uno, antes

que en contra de ellos, es alcanzar el conocimiento.” Alan Kay.

“Es extrana la ligereza con que los malvados creen que todo les saldra bien.” Victor Hugo.

A pesar de que no se consideran propiamente como virus, representan un riesgo de seguridadimportante, y usualmente son desconocidas la inmensa gama de problemas que estas puedan

llegar a producir. Al hablar de estas nos referimos genericamente a una forma "no oficial" de

acceso a un sistema o a un programa.

Algunos programadores dejan puertas traseras a proposito, para poder entrar rapidamente en un

sistema; en otras ocasiones existen debido a fallos o errores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cracker

http://es.wikipedia.org/wiki/Cracker



Ni que decir tiene que una de las formas tipicas de actuacion de los piratas informaticos es localizar

o introducir a los diversos sistemas una puerta trasera y entrar por ella.

El termino es adaptacion directa del ingles backdoor que comunmente significa “puerta de atras”.

Lo usual en estos programas los cuales no se reproducen solos como los virus, sino que nos son

enviados con el fin de tener acceso a nuestros equipos muchas veces a traves del correo

electronico, por lo que la mayoria de las veces no son faciles de detectar y por si solos no siempre

causan danos ni efectos inmediatos por su sola presencia, siendo asi pueden llegar a permanecer

activos mucho tiempo sin que nos percatemos de ello.

Generalmente estos se hacen pasar por otros, es decir, se ocultan en otro programa que les sirve

de caballo de Troya para que el usuario los instale por error.

Lo peor que puede pasarle cuando esta en el messanger o en el ICQno es que contraiga su PC un virus. Lo peor es que alguien instale un backdoor en su PC. Las

puertas traseras son faciles de entender.

Como todo en Internet se basa en la arquitectura cliente / servidor, solo se necesita instalar un

programa servidor en una maquina para poder controlarla a distancia desde otro equipo, si se

cuenta con el cliente adecuado, esta puede bien ser la computadora de un usuario descuidado o

poco informado.

Las puertas traseras (backdoors) son programas que permiten acceso practicamente ilimitado a un

equipo de forma remota. El problema, para quien quiere usar este ataque, es que debe

convencerlo a usted de que instale el servidor.

Por eso, si aparece un desconocido ofreciendole algun programa maravilloso y tentador, no le crea

de inmediato. Lo que estan probablemente a punto de darle es un troyano, un servidor que le

proporcionara a algun intruso acceso total a su computadora.

Con todo el riesgo que esto implica, hay una forma simple y totalmente segura de evitarlo: no

acepte archivos ni mucho menos ejecute programas que le hayan mandado siendo estos sobre

todo de procedencia dudosa.

Los programas que se clasifican como “backdoors” o "puertas traseras" son utilerias deadministracion remota de una red y permiten controlar las computadoras conectadas a esta.

El hecho que se les clasifique como software malevolo en algunos casos, es que cuando corren, se

instalan en el sistema sin necesidad de la intervencion del usuario y una vez instalados en la

computadora, no se pueden visualizar estas aplicaciones en la lista de tareas en la mayoria de los

casos.



Consecuentemente un backdoor puede supervisar casi todo proceso en las computadoras

afectadas, desinstalar programas, descargar virus en la PC remota, borrar informacion y muchas

cosas mas.

No es sencillo darle forma a un tema de esta complejidad en pocas lineas. Lo importantefinalmente es comprender que si no se toman ciertas medidas minimas, la informacion sensible

que se encuentre en cualquier equipo sobre la faz de la tierra, con el simple hecho de que tenga

acceso a la red de redes (Internet) es suficiente para que pueda estar expuesto a ataques de

diversa indole.

Concluimos esto, recomendando ciertas medidas muy basicas para estar a salvo de las puertas

traseras y el delicado riesgo para la seguridad que estas representan. A saber:

1.- Es recomendable asegurarnos de que cada cosa que ejecutamos este bajo nuestro

control. Una buena guia para ello es el sentido comun (el menos comun de los sentidos).

2.- Procure no ejecutar programas de los que no sepamos su procedencia, tanto en anexos

de correo, ICQ, messanger y descargas de Internet (ya sean via Web o FTP).

3.- La informacion nos protege. Es recomendable enterarse un poco de las noticias de

virus y programas daninos relacionados, visitando por lo menos las paginas de las distintas

empresas antivirus o suscribiendose a algunos boletines.

4.- Es necesario instalar un antivirus y mantenerlo actualizado. En la

actualidad se protege al usuario no solo contra virus, sino tambien

contra gusanos, programas de puerta trasera, troyanos y algunos programas maliciosos.

5.- Es bueno tener presente que existen virus y troyanos que pueden

aparentar ser amigables (una simple tarjeta de San Valentin), o que provienen de gente

que conoces (como es el caso del gusano Sircam). Siendo asi, no confies en ningun

programa ni en nada que recibas hasta no revisarlo con el Antivirus.

6.- Mantenga al dia todas las actualizaciones de seguridad de Microsoft, para todas y cada

una de las distintas aplicaciones

-BOMBA LOGICA

Este tipo de delito forma parte de los sistemas informaticos que realizan ataques a la parte logica

del ordenador.

Se entiendo por bomba logica (en ingles denominado time bombs), aquel software, rutinas o

modificaciones de programas que producen modificaciones, borrados de ficheros o alteraciones del



sistema en un momento posterior a aquel en el que se introducen por su creador.

Los disparadores de estos programas puede ser varios, desde las fechas de los sistemas, realizar

una determinada operacion o que se introduzca un determinado codigo que sera el que determine

su activacion.

Son parecidas al Caballo de Troya, aunque lo que se pretende es danar al sistema o datos, aunque

se pueden utilizar para ordenar pagos, realizar transferencias de fondos, etc...

Caracteristicas principales:

• El tipo de actuacion es retardada.

• El creador es consciente en todo momento del posible dano que puede causar y del

momento que este se puede producir.

• Este ataque esta determinado por una condicion que determina el creador dentro del

codigo.

• El codigo no se replica.

• Los creadores de este tipo de codigos malignos suelen ser personal interno de la empresa,

que por discrepancias con la direccion o descontento suelen programarlas para realizar el

dano.

VIRUS

Un virus informatico es un programa que se copia automaticamente y que tiene por objeto alterar

el normal funcionamiento de la computadora, sin el permiso o el conocimiento del usuario. Aunquepopularmente se incluye al "malware" dentro de los virus, en el sentido estricto de esta ciencia los

virus son programas que se replican y ejecutan por si mismos. Los virus, habitualmente,

reemplazan archivos ejecutables por otros infectados con el codigo de este. Los virus pueden

destruir, de manera intencionada, los datos almacenados en un ordenador, aunque tambien existen

otros mas benignos, que solo se caracterizan por ser molestos.

Los virus informaticos tienen, basicamente, la funcion de propagarse, replicandose, pero algunos



contienen ademas una carga danina (payload) con distintos objetivos, desde una simple broma

hasta realizar danos importantes en los sistemas, o bloquear las redes informaticas generando

trafico inutil.

El funcionamiento de un virus informatico es conceptualmente simple. Se ejecuta un programa queesta infectado, en la mayoria de las ocasiones, por desconocimiento del usuario. El codigo del virus

queda residente (alojado) en la memoria RAM de la computadora, aun cuando el programa que lo

contenia haya terminado de ejecutarse. El virus toma entonces el control de los servicios basicos

del sistema operativo, infectando de, manera posterior, archivos ejecutables que sean llamados

para su ejecucion. Finalmente se anade el codigo del virus al del programa infectado y se graba en

disco, con lo cual el proceso de replicado se completa.

Amenazas del Sistema y de la Red

Las amenazas basadas en programas utilizan tipicamente un fallo en los mecanismos de

proteccion de un sistema para atacar a los programas. Por contraste, las amenazas del sistema y

de la red implican el abuso de los servicios y de las conexiones de red. En ocasiones, se utiliza un

ataque del sistema y de la red para lanzar un ataque de programa, y viceversa.

Las amenazas del sistema y de la red crean una situacion en la que se utilizan inapropiadamente

los recursos del sistema operativo y los archivos del usuario. En esta seccion vamos a analizar

algunos ejemplos de estas amenazas, incluyendo los gusanos, el escaneo de puertos y los

ataques por denegacion de servicio.

Es importante destacar que las mascaradas y los ataques por reproduccion tambien resultan

comunes en las redes que interconectan los sistemas. De hecho, estos ataques son mas efectivos

y mas dificiles de contrarrestar cuando estan implicados multiples sistemas. Por ejemplo, dentro de

una computadora, el sistema operativo puede determinar, usualmente, el emisor y el receptor de

un mensaje. Incluso si el emisor adopta el ID de alguna otra persona, puede que exista un registrode dicho cambio de ID. Cuando estan implicados multiples sistemas, especialmente sistemas que

son controlados por los atacantes, realizar esa labor de traza resulta mucho mas dificil.

La generalizacion de este concepto es que el compartir secretos (para demostrar la identidad y en

forma de claves de cifrado) es una necesidad para la autenticacion del cifrado, y que esa

comparticion resulta mas sencilla en aquellos entornos (por ejemplo con un unico sistema

operativo) en los que existan metodos seguros de comparticion. Estos metodos incluyen la



memoria compartida y los mecanismos de comunicacion interprocesos.

GUSANOS

Un gusano es un virus informatico o programa auto replicante que no altera los archivos sino que

reside en la memoria y se duplica a si mismo. Los gusanos utilizan las partes automaticas de un

sistema operativo que generalmente son invisibles al usuario. Es algo usual detectar la presencia

de gusanos en un sistema cuando, debido a su incontrolada replicacion, los recursos del sistema

se consumen hasta el punto de que las tareas ordinarias del mismo son excesivamente lentas o

simplemente no pueden ejecutarse.

Un gusano, al igual que un virus, esta disenado para copiarse de un equipo a otro, pero lo hace

automaticamente. En primer lugar, toma el control de las caracteristicas del equipo que permiten

transferir archivos o informacion. Una vez que un gusano este en su sistema, puede viajar solo. El

gran peligro de los gusanos es su habilidad para replicarse en grandes numeros. Por ejemplo, un

gusano podria enviar copias de si mismo a todos los usuarios de su libreta de direcciones de

correo electronico, lo que provoca un efecto domino de intenso trafico de red que puede hacer mas

lentas las redes empresariales e Internet en su totalidad.

Cuando se lanzan nuevos gusanos, se propagan muy rapidamente. Bloquean las redes y

posiblemente provocan esperas largas (a todos los usuarios) para ver las paginas Web en Internet.

Gusano Subclase de virus. Por lo general, los gusanos se propagan sin la intervencion del usuario

y distribuye copias completas (posiblemente modificadas) de si mismo por las redes. Un gusano

puede consumir memoria o ancho de banda de red, lo que puede provocar que un equipo se

bloquee.

Debido a que los gusanos no tienen que viajar mediante un programa o archivo "host", tambien

pueden crear un tunel en el sistema y permitir que otro usuario tome el control del equipo de forma

remota. Entre los ejemplos recientes de gusanos se incluyen: Sasser y Blaster.

-ESCANEO DE PUERTOS

El escaneo de puertos es una de las mas populares tecnicas utilizadas para descubrir y mapear

servicios que estan escuchando en un puerto determinado. Usando este metodo un atacante

puede crear una lista de las potenciales debilidades y vulnerabilidades en un puerto para dirigirse a

la explotacion del mismo y comprometer el host remoto Una de las primeras etapas en la



penetracion / auditoria de un host remoto es primeramente componer una lista de los puertos

abiertos utilizando una o mas de las tecnicas descritas abajo. Una ves establecida, los resultados

ayudaran al atacante a identificar los servicios que estan corriendo en ese puerto utilizando una

lista de puertos que cumplen con el RFC (la funcion /etc/services in UNIX, getservbyport()

automaticamente hace esto) permitiendo comprometer el host remoto en la etapa de

descubrimiento inicial. Las tecnicas de escaneo de puertos se dividen en tres tipos especificos y

diferenciados: *.escaneo abierto *.escaneo medio abierto *.escaneo oculto Cada una de esas

tecnicas permite un ataque para localizar puertos abiertos y cerrados en un servidor pero saber

hacer el escaneo correcto en un ambiente dado depende de la topologia de la red, IDS,

caracteristicas de logging del servidor remoto. Aunque un escaneo abierto deja bitacoras grandes y

es facilmente detectable produce los mejores resultados en los puertos abiertos y cerrados.

Alternativamente, utilizar un escaneo oculto permite evitar ciertos IDS y pasar las reglas del firewall

pero el mecanismo de escaneo como packet flags utilizados para detectar estos puertos puede

dejar muchos paquetes caidos sobre la red dando resultados positivos siendo estos falsos. Mas

adelante se discutira esto en la seccion de escaneo FIN de este documento. Enfocandonos masdirectamente en cada una de las tecnicas anteriores, estos metodos se pueden categorizar en tipos

individuales de escaneo. Veamos un modelo basico de escaneo incluyendo un barrido de ping.

Fig. 6.7.1 Modelo basico de escaneo.

-DENEGACION DE SERVICIO

En seguridad informatica, un ataque de denegacion de servicio , tambien llamado ataque DoS

(de las siglas en ingles Denial of Service ), es un ataque a un sistema de ordenadores o red que

causa que un servicio o recurso sea inaccesible a los usuarios legitimos. Normalmente provoca la



perdida de la conectividad de la red por el consumo del ancho de banda de la red de la victima o

sobrecarga de los recursos computacionales del sistema de la victima.

Se genera mediante la saturacion de los puertos con flujo de informacion, haciendo que el servidor

se sobrecargue y no pueda seguir prestando servicios, por eso se le dice "denegacion", pues haceque el servidor no de abasto a la cantidad de usuarios. Esta tecnica es usada por los llamados

crackers para dejar fuera de servicio a servidores objetivo.

El llamado DDoS (siglas en ingles de Distributed Denial of Service , denegacion de servicio

distribuida) es una ampliacion del ataque DoS, se efectua con la instalacion de varios agentes

remotos en muchas computadoras que pueden estar localizadas en diferentes puntos. El invasor

consigue coordinar esos agentes para asi, de forma masiva, amplificar el volumen del flood o

saturacion de informacion, pudiendo darse casos de un ataque de cientos o millares de

computadoras dirigido a una maquina o red objetivo. Esta tecnica se ha revelado como una de las

mas eficaces y sencillas a la hora de colapsar servidores, la tecnologia distribuida ha idosofisticandose hasta el punto de otorgar poder de causar danos serios a personas con escaso

conocimiento tecnico.

En ocasiones, esta herramienta ha sido utilizada como un notable metodo para comprobar la

capacidad de trafico que un ordenador puede soportar sin volverse inestable y perjudicar los

servicios que desempena. Un administrador de redes puede asi conocer la capacidad real de cada

maquina.

Metodos de ataque

Un ataque de "Denegacion de servicio" previene el uso legitimo de los usuarios al usar un servicio

de red. El ataque se puede dar de muchas formas, como por ejemplo:

Inundacion SYN (SYN Floods)

La inundacion SYN envia un flujo de paquetes TCP/SYN, muchas veces con la direccion de origen

falsificada. Cada unos de los paquetes recibidos es tratado por el destino como una peticion de

conexion, causando que el servidor intente establecer una conexion al responder con un paquete

TCP/SYN-ACK y esperando el paquete de respuesta TCP/ACK (Parte del proceso de

establecimiento de conexion TCP de 3 vias).

Sin embargo, debido a que la direccion de origen es falsa o la direccion IP real no ha solicitado la

conexion, nunca llega la respuesta. Estas conexiones a medias consumen recursos en el servidor y

limitan el numero de conexiones que se pueden hacer, reduciendo la disponibilidad del servidor

para responder peticiones legitimas de conexion.

Ataque LAND (LAND attack)



Un ataque LAND se realiza al enviar un paquete TCP/SYN falsificado con la direccion del servidor

objetivo como si fuera la direccion origen y la direccion destino a la vez. Esto causa que el servidor

se responda a si mismo continuamente y al final falle.

Inundacion ICMP (ICMP floods)

Es una tecnica DoS que pretender agota el ancho de banda de la victima. Consiste en enviar de

forma continuada un numero elevado de paquetes ICMP echo request (ping) de tamano

considerable a la victima, de forma que esta ha de responder con paquetes ICMP echo reply

(pong) lo que supone una sobrecarga tanto en la red como en el sistema de la victima.

Dependiendo de la relacion entre capacidad de procesamiento de la victima y atacante, el grado de

sobrecarga varia, es decir, si un atacante tiene una capacidad mucho mayor, la victima no puede

manejar el trafico generado.

Modelos de ataquesExiste una variante denominada smurf que amplifica considerablemente los efectos de un ataque

ICMP. En el smurf el atacante dirige paquetes ICMP echo request a una direccion IP de

broadcast10.

Existen tres partes en un ataque smurf: El atacante, el intermediario y la victima (comprobaremos

que el intermediario tambien puede ser victima).

Cuando el atacante genera el paquete ICMP echo request, este es dirigido a una direccion IP de

broadcast, pero la direccion origen del paquete IP la cambia por la direccion de la victima (IP

spoofing), de manera que todas las maquinas intermediarias (maquinas pertenecientes a la red

donde se envio el paquete) responden con ICMP echo reply a la victima. Como se dijo

anteriormente, los intermediarios tambien sufren los mismos problemas que las propias victimas.

Inundacion UDP (UDP floods)

Basicamente este ataque consiste en generar grandes cantidades de paquetes UDP contra la

victima elegida. Debido a la naturaleza sin conexion del protocolo UDP, este tipo de ataques suele

venir acompanado de IP spoofing6.

Es usual dirigir este ataque contra maquinas que ejecutan el servicio echo8 de forma que segeneran mensajes echo de un elevado tamano.

6.7 Cifrado



Existen muchas defensas frente a los ataques informaticos, que abarcan toda la gama que va

desde la metodologia a la tecnologia. La herramienta de caracter mas general que esta a

disposicion de los usuarios y de los disenadores de sistemas es la criptografia. En esta seccion

vamos a explicar algunos detalles acerca de la criptografia y de su uso en el campo de la seguridad

informatica.

En una computadora aislada, el sistema operativo puede determinar de manera fiable quienes son

el emisor y el receptor de todas las comunicaciones interprocesos, ya que el sistema operativo

controla todos los canales de comunicaciones de la computadora. En una red de computadoras, la

situacion es bastante distinta. Una computadora conectada a la red recibe bits desde el exterior, y

no tiene ninguna forma inmediata y fiable de determinar que maquina o aplicacion ha enviado esos

bits. De forma similar, la propia computadora envia bits hacia la red sin tener ninguna forma de

determinar quien puede llegar a recibirlos.

Comunmente, se utilizan las direcciones de red para inferir los emisores y receptores potenciales

de los mensajes que circulan por la red. Los paquetes de red llegan con una direccion de origen,

como por ejemplo una direccion IP. Y cuando una computadora envia mensajes, indica quinen es

el receptor pretendido del mismo especificando una direccion de destino. Sin embargo, para

aquellas aplicaciones en que la seguridad tenga importancia, correriamos el riesgo de meternos en

problemas si asumieramos que la direccion de origen o de destino de un paquete permite

determinar con fiabilidad quien a enviado o recibido dicho paquete. Una computadora maliciosa

podria enviar un mensaje con una direccion de origen falsificada y, asimismo, otras muchas

computadoras distintas de la especificada por la direccion de destino podrian (y normalmentehacen) recibir un paquete. Por ejemplo, todos los encaminadores ubicados en la ruta hacia el

destino recibiran tambien el paquete. ?como puede, entonces, decidir el sistema operativo si debe

conceder una solicitud, cuando no puede confiar en el origen especificado en dicha solicitud? ?y

como se supone que debe proporcionar proteccion para una solicitud o para un conjunto de datos,

cuando no puede determinar quien recibira la respuesta o el contenido del mensaje que envie a

traves de la red?



Generalmente, se considera impracticable construir una red (de cualquier tamano) en la que se

pueda “confiar” en este sentido en las direcciones de origen y destino de los paquetes. Por tanto, la

unica alternativa es eliminar, de alguna manera, la necesidad de confiar en la red; este es el trabajo

de la criptografia. Desde un punto de vista abstracto, la criptografia se utiliza para restringir los

emisores y/o receptores potenciales de un mensaje. La criptografia moderna se basa en una serie

de secretos, denominados clave , que se distribuyen selectivamente a las computadoras de una

red y se utilizan para procesar mensajes. La criptografia permite al receptor de un mensaje verificar

que el mensaje ha sido creado por alguna computadora que posee una cierta clave: esa clave es el

origen del mensaje. De forma similar, un emisor puede codificar su mensaje de modo que solo una

computadora que disponga de una cierta clave pueda decodificar el mensaje, de manera que esa

clave se convierte en el destino . Sin embargo, a diferencia de las direcciones de red, las claves

estan disenadas de modo que no sea computacionalmente factible calcularlas a partir de los

mensajes que se hayan generado con ellas, ni a partir de ninguna otra informacion publica. Por

tanto, las claves proporcionan un medio mucho mas fiable de restringir los emisores y receptores

de los mensajes. Observe que la criptografia es un campo de estudio completo por derecho propio,con una gran complejidad; aqui, vamos a explorar unicamente los aspectos mas importantes de

aquellas partes de la criptografia que se relacionan con los sistemas operativos.

Sistema de privacidad criptografico

En un sistema de privacidad criptografico, el remitente desea transmitir cierto mensaje no cifrado a

un receptor legitimo, la transmision ocurre sobre un canal inseguro asume ser monitoreado o

grabado en cinta por un intruso.

El remitente pasa el texto a una unidad de encriptacion que transforma el texto a un texto cifrado o

criptograma; el mismo no es entendible por el intruso. El mensaje es transmitido entonces, sobre

un canal seguro. Al finalizar la recepcion el texto cifrado pasa a una unidad de descripcion que

regenera el texto.

Criptoanalisis

Criptoanalisis es el proceso de intentar regenerar el mensaje desde el texto cifrado pero sin

conocimiento de las claves de encriptacion. Esta es la tarea normal de los intrusos. Si el intruso o

criptoanalista no puede determinar un mensaje desde el texto cifrado (sin la clave), entonces el

sistema de criptografiado es seguro.

Metodos y tecnicas de encriptacion

Cesar

Esta tecnica consistia simplemente en sustituir una letra por la situada tres lugares mas alla en el

alfabeto esto es la A se transformaba en D, la B en E y asi sucesivamente hasta que la Z se



convertia en C.

Gronsfeld

Este metodo utiliza mas de un alfabeto cifrado para poner en clave el mensaje y que se cambia deuno a otro segun se pasa de una letra del texto en claro a otra.

Es decir que deben tenerse un conjunto de alfabetos cifrados y una forma de hacer corresponder

cada letra del texto original con uno de ellos.

RSA

En los sistemas tradicionales de cifrado debe comunicarse una clave entre el emisor y el receptor

del mensaje, el problema aqui es encontrar un canal seguro para transmitir dicha clave. Este

problema viene a resolverse en los sistemas de clave publica la clave de cifrado, pues un tiempoenormemente de ordenador es necesario para encontrar una transformacion de descifrado a partir

de la de cifrado.

DES

DES fue desarrollado por IBM a mediados de los setenta. Aunque tiene un buen diseno, su tamano

de clave de 56 bits es demasiado pequeno para los patrones de hoy.

DES (Data Encryption Standard) es un mecanismo de encriptacion de datos de uso generalizado.

Hay muchas implementaciones de hardware y software de DES. Este transforma la informacion de

texto llano en datos encriptados llamados texto cifrado mediante el uso de un algoritmo especial y

valor semilla llamado clave. Si el receptor conoce la clave, podra utilizarla para convertir el texto

cifrado en los datos originales. Es un mecanismo de encriptado simetrico.

Chaffing & Winnowing

Esta tecnica propuesta por Donald Rivest. Es mas un intento de esquivar las restricciones a la

criptografia en EE.UU. (y otros paises) que una propuesta razonable debido al tamano de los

mensajes resultantes.

El termino ingles “winnowing” se tomara como aventar es decir separar el grano de la paja y eltermino “chaffing” por el castellano empajar (cubrir o rellenar con paja). La idea basica consiste en

mezclar la informacion real (grano) con otra de relleno (paja) de modo que sea imposible

separarlas excepto para el destinatario.

SKIPJACK

Este algoritmo fue descalificado por el gobierno de Estados Unidos. Algunos detalles sobre el



algoritmo en si y sus aplicaciones en la practica a los chips Clipper y Capstone.

Skipjack fue desarrollado por la NSA inicialmente para los chips Clipper y Capstone. Su diseno

comenzo en 1985 y se completo su evaluacion en 1990.

BIFIDO

El metodo Bifido es un cifrado fraccionario. Es decir que cada letra viene representada por una o

mas letras o simbolos, y donde se trabaja con estos simbolos mas que con las letras mismas.

WLBYKYAAOTB

Este metodo altera la frecuencia de los caracteres a diferencia de lo que ocurre por ejemplo con los

cifrados monoalfabeticos. Admite algunas variaciones como por ejemplo dividir la lista en 3,4,..., n

partes.

Cifrado exponencial

Es un sistema basado en la exponenciacion modular, debido Pohlig y Hellman (1978). Este metodo

es resistente al criptoanalisis.

Blowfish

Este algoritmo realiza un cifrado simple en 16 ciclos, con un tamano de bloque de 64 bytes para un

total de 448 bits. Aunque hay una fase compleja de la inicializacion. El cifrado de datos es muy

eficiente en los microprocesadores grandes.

Cifrado

La gran desventaja de las llaves secretas es que requieren un canal seguro para ser distribuidas -

Si una contrasena es enviada por un canal inseguro puede ser interceptada, y no habria manera de



lograr que quien la intercepte descifre con ella los mensajes enviados, o evitar que modifique o

envie mensajes falsificando su identidad. No siempre disponemos de un canal seguro. Lo que es

mas, estrictamente hablando, los canales seguros simplemente no existen. Sea como sea que la

informacion sea transmitida, siempre podra ser escuchada por un tercero. Si hace falta tener un

canal seguro para intercambiar las contrasenas, la utilidad de las contrasenas se vuelve nula.

La primera respuesta a estos problemas viene de Diffie y Hellman [ 5 ], siendo una de las

implementaciones mas comunes la RSA (por las siglas de sus autores, Rivest, Shamir y Adelman).

Ellos proponen un sistema en el cual haya dos funciones: E para cifrar y D para descifrar un

mensaje en claro P, tal que D (E (P)) = P. [ 4 ]

Las funciones E y D se traducen en un par unico de llaves para llevar a cabo una comunicacion

encriptada: Una llave publica y una llave privada. La llave publica es distribuida a cuantas personas

esten interesadas en ella, mientras que la llave privada se guarda celosamente. Cuando una

persona quiere enviarme un mensaje cifrado, lo cifra utilizando mi llave publica, y solo yo podre

descifrarlo utilizando mi llave privada. Estas funciones, ademas, tienen la caracteristica que si bien

calcularlas en el sentido correcto es relativamente sencillo, pero intentar aplicarlas en el sentido

inverso (encontrar una funcion inversa a E que nos permita encontrar P) es tan dificil que se

vuelve altamente impractico.

Otra importante caracteristica de los algoritmos derivados del trabajo de Diffie y Hellman es que las

funciones aplicadas son simetricas: Se puede aplicar tanto D (E (P)) = P como E (D (P)) =

P.

Una fuerte desventaja de las llaves asimetricas es su complejidad matematica. Ademas de ser

mucho mas complejas las funciones necesarias para realizar este tipo de cifrado, esto se refleja

desde el tamano de la llave: Las mas cortas empleadas hoy en dia son de 512 bits, y no se

consideran seguras de menos de 1024. No es poco comun, por otra parte, encontrar llaves de

hasta 2048 bits.

Sistemas de cifrado simetrico.

Los sistemas de cifrado simetrico son aquellos que utilizan la misma clave para cifrar y descifrar undocumento. El principal problema de seguridad reside en el intercambio de claves entre el emisor y

el receptor ya que ambos deben usar la misma clave. Por lo tanto se tiene que buscar tambien un

canal de comunicacion que sea seguro para el intercambio de la clave. Es importante que dicha

clave sea muy dificil de adivinar ya que hoy en dia los ordenadores pueden adivinar claves muy

rapidamente. Por ejemplo el algoritmo de cifrado DES usa una clave de 56 bits, lo que significa que

hay 72 mil billones de claves posibles. Actualmente ya existen ordenadores especializados que son

capaces de probar todas ellas en cuestion de horas. Hoy por hoy se estan utilizando ya claves de

http://www.gwolf.org/seguridad/pki/node20.html#Diffie-Hellman

http://www.gwolf.org/seguridad/pki/node20.html#Cryptography_FAQ_Index

http://www.gwolf.org/seguridad/pki/node20.html#Diffie-Hellman

http://www.gwolf.org/seguridad/pki/node20.html#Cryptography_FAQ_Index



128 bits que aumentan el "espectro" de claves posibles (2 elevado a 128) de forma que aunque se

uniesen todos los ordenadores existentes en estos momentos no lo conseguirian en miles de

millones de anos.

Sistemas de cifrado asimetrico.

Tambien son llamados sistemas de cifrado de clave publica. Este sistema de cifrado usa dos

claves diferentes. Una es la clave publica y se puede enviar a cualquier persona y otra que se

llama clave privada, que debe guardarse para que nadie tenga acceso a ella. Para enviar un

mensaje, el remitente usa la clave publica del destinatario para cifrar el mensaje. Una vez que lo ha

cifrado, solamente con la clave privada del destinatario se puede descifrar, ni siquiera el que ha

cifrado el mensaje puede volver a descifrarlo. Por ello, se puede dar a conocer perfectamente la

clave publica para que todo aquel que se quiera comunicar con el destinatario lo pueda hacer.

Un sistema de cifrado de clave publica basado en la factorizacion de numeros primos se basa enque la clave publica contiene un numero compuesto de dos numeros primos muy grandes. Para

cifrar un mensaje, el algoritmo de cifrado usa ese compuesto para cifrar el mensaje. Para descifrar

el mensaje, el algoritmo de descifrado requiere conocer los factores primos, y la clave privada tiene

uno de esos factores, con lo que puede facilmente descifrar el mensaje.

Es facil, con los ordenadores de hoy en dia, multiplicar dos numeros grandes para conseguir un

numero compuesto, pero es muy dificil la operacion inversa, Dado ese numero compuesto,

factorizarlo para conocer cada uno de los dos numeros. Mientras que 128 bits se considera

suficiente en las claves de cifrado simetrico, y dado que la tecnologia de hoy en dia se encuentra

muy avanzada, se recomienda en este caso que la clave publica tenga un minimo de 1024 bits.

Para un ataque de fuerza bruta, por ejemplo, sobre una clave publica de 512 bits, se debe

factorizar un numero compuesto de hasta 155 cifras decimales.

Autenticacion

Autenticacion ( Griego : αυθεντικ?? = verdadero o genuino, de ' los authentes' = el autor) es el

acto de establecimiento o confirmacion de algo (o alguien) como autentico, es decir que reclama

hecho por o sobre la cosa son verdadero. La autenticacion de un objeto puede significar (pensar) la

confirmacion de su procedencia, mientras que la autenticacion de una persona a menudo consiste

en verificar su identidad. La autenticacion depende de uno o varios factores de autenticacion.

En terminos de seguridad de redes de datos, se puede considerar uno de los tres pasos

fundamentales (AAA). Cada uno de ellos es, de forma ordenada:

Autenticacion En la seguridad de ordenador, la autenticacion es el proceso de intento de verificar la

identidad digital del remitente de una comunicacion como una peticion para conectarse. El

remitente siendo autenticado puede ser una persona que usa un ordenador, un ordenador por si



mismo o un programa del ordenador. En un web de confianza, "autenticacion" es un modo de

asegurar que los usuarios son quien ellos dicen que ellos son - que el usuario que intenta realizar

funciones en un sistema es de hecho el usuario que tiene la autorizacion para hacer asi.

Mecanismo general de autenticacion

La mayor parte de los sistemas informaticos y redes mantienen de uno u otro modo una relacion de

identidades personales (usuarios) asociadas normalmente con un perfil de seguridad, roles y

permisos. La autenticacion de usuarios permite a estos sistemas asumir con una seguridad

razonable que quien se esta conectando es quien dice ser para que luego las acciones que se

ejecuten en el sistema puedan ser referidas luego a esa identidad y aplicar los mecanismos de

autorizacion y/o auditoria oportunos.

El primer elemento necesario (y suficiente estrictamente hablando) por tanto para la autenticacion

es la existencia de identidades biunivocamente identificadas con un identificador unico (valga laredundancia). Los identificadores de usuarios pueden tener muchas formas siendo la mas comun

una sucesion de caracteres conocida comunmente como login .

El proceso general de autenticacion consta de los siguientes pasos:

1. El usuario solicita acceso a un sistema.

2. El sistema solicita al usuario que se autentique.

3. El usuario aporta las credenciales que le identifican y permiten verificar la

autenticidad de la identificacion.

4. El sistema valida segun sus reglas si las credenciales aportadas son suficientes

para dar acceso al usuario o no.

Distribucion de clavesLo ideal seria que pudieramos distribuir nuestra clave entregandosela en persona a nuestros

corresponsales. Sin embargo, en la practica las claves se distribuyen a menudo por correo

electronico o algun otro medio de comunicacion electronica. La distribucion por correo electronico

es una buena practica solo cuando tengamos unos pocos corresponsales, e incluso si tuvieramos

muchos corresponsales, podriamos usar un medio alternativo como puede ser publicar nuestra

clave publica en nuestra pagina en Internet. Sin embargo, esto es inutil si las personas quenecesitan nuestra clave publica no saben donde encontrar nuestra pagina.

Para solventar este problema existen los servidores de claves publicas, que recolectan y

distribuyen las claves publicas. Cuando un servidor recibe una clave publica, bien la anade a la

base de datos o bien la fusiona con una copia de la clave. Cuando alguien requiere al servidor una

clave publica, este la busca en la base de datos, y si la encuentra, la envia a quien se la haya



solicitado.

Los servidores de claves tambien son utiles cuando hay muchas personas que firman las claves de

otras con frecuencia. Sin un servidor de claves, cuando Arranca firma la clave de Javier, deberia

enviar a esta una copia de la clave firmada por el, de manera que Javier pudiera anadir la clavefirmada a su anillo de claves asi como distribuirla a todos sus corresponsales. Mediante este

proceso Javier y Arancha sirven a la totalidad de la comunidad construyendo lazos en forma de

anillos de confianza, o lo que es lo mismo, mejorando la seguridad de PGP. De todos modos esto

es una molestia si se firman las claves con frecuencia.

El uso de un servidor de claves facilita este proceso. Despues de firmar la clave de Javier, Arancha

puede enviar la copia firmada por el al servidor de claves. El servidor de claves anade la firma de

Arancha a la copia que ya posee de Javier. Las personas que esten interesadas en actualizar su

copia de la clave de Javier, consultan al servidor por propia iniciativa para obtener la clave

actualizada. Javier no necesita distribuir la clave, y puede obtener las firmas en su claverequiriendolas al servidor.

Se pueden enviar una o mas claves usando la opcion de la linea de ordenes --send-keys . Esta

opcion toma uno o mas especificadores de claves, y envia las claves especificadas al servidor de

claves. El servidor al que se envian las claves es especifica con la opcion de la linea de ordenes

--keyserver . Paralelamente, la opcion --recv-keys se usa para obtener claves desde un servidor de

claves, pero la opcion --recv-keys requiere el uso de un identificador de claves para poder

especificar la clave deseada. En el siguiente ejemplo Javier envia su clave publica al servidor de

claves certserver.pgp.com , y a continuacion actualiza su copia de la clave de Arancha desde el

mismo servidor.

javier:~$ gpg --keyserver certserver.pgp.com --recv-key D58711B7 gpg: requesting key

D58711B7 from certserver.pgp.com ... gpg: key D58711B7: 1 new signature gpg: Total number

processed: 1 gpg: new signatures: 1 javier:~$ gpg --keyserver certserver.pgp.com --send-key

[email protected] gpg: success sending to 'certserver.pgp.com' (status=200)

Existen varios servidores de claves en funcionamiento en todo el mundo. Los servidores mas

importantes estan sincronizados, de modo que es posible elegir un servidor de claves cercano a

nosotros en Internet, y usarlo de forma regular para enviar y recibir claves.

Fuentes



http://sistemasoperativos.angelfire.com/html/6.8.html

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