SPIEGAZIONE DELLA FIRMA DEI MESSAGGI: USI NELL'ACCESSO E NELLA VERIFICA

Cos'è la firma dei messaggi?

La firma dei messaggi è un processo crittografico in cui un utente appone una firma digitale univoca a un messaggio o a un dato, consentendo ad altri di verificarne l'autenticità e l'origine. A differenza della crittografia, che nasconde il contenuto di un messaggio, la firma garantisce che i dati non siano stati manomessi e conferma chi li ha inviati. La firma dei messaggi è fondamentale per proteggere le comunicazioni digitali, soprattutto nella blockchain, nell'autenticazione web e nella convalida dei documenti.

Il processo prevede due componenti principali: una chiave privata, che firma il messaggio, e una chiave pubblica, che viene utilizzata per verificare la firma. Il collegamento matematico tra le due chiavi è alla base della sicurezza della procedura. Se il messaggio viene modificato dopo la firma, o se la firma viene falsificata, la verifica fallirà. Ciò offre una solida garanzia di integrità dei dati e autenticità dell'utente in una vasta gamma di applicazioni.

Le firme digitali vengono comunemente create utilizzando algoritmi crittografici consolidati, come:

• RSA: Un algoritmo ampiamente utilizzato che supporta sia la crittografia che la firma.
• ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm): Popolare nella blockchain e nei sistemi in cui l'efficienza computazionale è fondamentale.
• EdDSA (Edwards-curve Digital Signature Algorithm): Noto per la maggiore sicurezza e velocità.

In termini pratici, quando un utente firma un messaggio, il sistema esegue l'hash del messaggio e crittografa l'hash con la sua chiave privata. Il destinatario può quindi decrittografare questa firma con la chiave pubblica e convalidare l'hash rispetto al proprio hash calcolato del messaggio. Se i due hash corrispondono, il messaggio è autentico e inalterato.

La firma dei messaggi è fondamentale nel contesto dei sistemi decentralizzati, in cui non è disponibile alcuna autorità centrale per convalidare transazioni o credenziali. Le firme crittografiche consentono l'emergere di un rapporto di fiducia peer-to-peer in aree come le reti blockchain, le applicazioni decentralizzate (dApp) e i framework di gestione delle identità Web3.

Autenticazione, protezione dei dati e conformità normativa sono alcune delle principali motivazioni alla base dell'utilizzo delle firme digitali negli ambienti software moderni. Che sia integrata in API, interfacce utente o livelli di protocollo sottostanti, la firma digitale dei messaggi è diventata un fattore chiave per una comunicazione sicura e verificabile nell'economia digitale.

Come la firma dei messaggi consente la verifica

L'uso più pratico della firma dei messaggi risiede nella verifica dell'identità, soprattutto in ambienti digitali privi di un'autorità centrale. La verifica tramite firma dei messaggi conferma che una specifica azione, messaggio o immissione di dati proviene da una fonte nota e non è stata alterata durante la trasmissione.

La verifica segue in genere una chiara sequenza di passaggi:

1. L'utente avvia un'azione che richiede convalida, come la richiesta di accesso a un sistema con restrizioni o l'invio di dati sensibili.
2. Il sistema invia all'utente un messaggio univoco (spesso contenente un nonce).
3. L'utente firma questo messaggio con la propria chiave privata, restituendo il messaggio firmato.
4. Il sistema verifica la firma utilizzando la chiave pubblica dell'utente.
5. Se la firma è valida e corrisponde all'identità prevista, la verifica ha esito positivo.

Questo approccio è comunemente applicato in:

• Verifica dell'email: i protocolli PGP e S/MIME utilizzano la firma dei messaggi per confermare l'autenticità del mittente.
• Transazioni blockchain: gli utenti firmano le transazioni con le chiavi private del wallet. I nodi verificano queste firme prima di includere le transazioni nei blocchi.
• Integrità dei file: gli sviluppatori possono pubblicare software insieme a checksum o hash firmati per garantire che gli utenti scarichino versioni inalterate.

L'uso di nonce, numeri arbitrari utilizzati una sola volta, risolve il problema degli attacchi di replay, in cui una trasmissione di dati valida viene ripetuta o ritardata in modo dannoso. Garantendo che ogni messaggio sia univoco e non sia mai stato inviato prima, i verificatori possono essere certi che la richiesta sia originale e aggiornata.

La firma dei messaggi aiuta anche a verificare i metadati, come timestamp o identità dell'autore, all'interno di sistemi decentralizzati più ampi. Ad esempio, nei casi d'uso della blockchain nella supply chain, i dati della catena di custodia possono essere firmati in diversi punti di controllo, convalidando la provenienza di asset fisici o digitali.

La verifica della firma svolge un ruolo cruciale nei sistemi di infrastrutture a chiave pubblica (PKI) e nelle autorità di certificazione (CA). In questi sistemi, i certificati digitali emessi da una CA vincolano le identità degli utenti alle chiavi pubbliche, consentendo a terze parti di verificare i messaggi firmati all'interno di un framework attendibile.

È importante notare che la firma dei messaggi supporta la validità legale in alcune giurisdizioni, come definito da normative come il regolamento eIDAS dell'Unione Europea o l'ESIGN Act degli Stati Uniti. In questo modo, le organizzazioni possono soddisfare i requisiti di conformità verificando al contempo in modo efficiente le azioni dei clienti o degli utenti nei flussi di lavoro digitali.

Protezione degli accessi con la firma dei messaggi

La firma dei messaggi offre una solida alternativa ai metodi di accesso tradizionali, in particolare all'autenticazione nome utente-password. Negli ambienti in cui sono prevalenti sistemi di identità decentralizzata (DID) o autenticati tramite portafoglio, gli utenti dimostrano la proprietà di una coppia di chiavi crittografiche, anziché dover ricordare o immettere credenziali statiche.

Questo processo, spesso definito autenticazione tramite firma dei messaggi, elimina i rischi associati al riutilizzo delle password, al phishing e alle violazioni dei database. Ecco come funziona in genere:

1. L'utente visita un sito web o una dApp che richiede l'autenticazione.
2. Il backend emette un messaggio di accesso, che in genere include:
   • Un nonce per garantire l'univocità
   • La data della richiesta per mitigare il rischio di replay
   • Metadati facoltativi, come IP o dettagli del cliente
3. L'utente firma questo messaggio utilizzando la propria chiave privata da un portafoglio digitale (ad esempio, MetaMask, Trust Wallet, ecc.).
4. Il sito verifica la firma utilizzando l'indirizzo pubblico associato all'utente.
5. Se valida, il sito emette un token di sessione o avvia l'accesso all'account.

Questo metodo è ampiamente utilizzato su piattaforme Web3 e blockchain. Ad esempio:

• Accesso a Ethereum: le dApp richiedono le firme del wallet prima di eseguire transazioni o concedere l'accesso.
• SIWE (Sign-In With Ethereum): uno standard in crescita per l'accesso decentralizzato su sistemi compatibili con Ethereum.
• App DeFi: proteggi l'identità dell'utente utilizzando le firme del wallet anziché password o token OAuth.

Oltre alla blockchain, il concetto si sta espandendo alle infrastrutture di sicurezza informatica tradizionali. Le aziende integrano chiavi di sicurezza hardware (come YubiKey) o moduli crittografici per dispositivi mobili che firmano localmente le richieste di autenticazione, riducendo i vettori di attacco remoti.

Questo approccio rafforza i sistemi di accesso nei seguenti modi:

• Nessuna memorizzazione delle password: Elimina il rischio di furto di credenziali dai database back-end.
• Resistenza al phishing: Gli utenti rispondono a sfide dinamiche e specifiche del sito, rendendo inefficaci i siti falsi.
• Supporto multi-dispositivo: Compatibile con portafogli mobili sicuri ed estensioni del browser.

Invece di sostituire i sistemi di gestione degli utenti esistenti, la firma dei messaggi spesso li integra. Può fungere da secondo fattore nei flussi di autenticazione a più fattori (MFA) o nell'accesso API sicuro. In combinazione con OAuth 2.0 o OpenID Connect, i messaggi firmati possono associare le identità ai token di accesso con maggiore granularità e sicurezza contestuale.

Con la maturazione degli ecosistemi di identità utente decentralizzati, i framework di identità auto-sovrana (SSI) offrono casi d'uso ancora più avanzati. In questo caso, le credenziali di identità vengono firmate digitalmente e presentate dagli utenti alle parti affidanti, eliminando la necessità di intermediari o di archiviazione centrale.

Per sviluppatori e architetti di sistema, adottare la firma dei messaggi nei sistemi di accesso significa creare con consapevolezza crittografica, un'attenta gestione dei nonce e una gestione sicura delle chiavi. Se eseguito correttamente, questo metodo fornisce un'autenticazione sicura, verificabile, rispettosa della privacy e a prova di futuro, sempre più in linea con i principi Zero Trust emergenti nelle moderne architetture IT.