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Por qué un registro de vuelo Nano es confiable: firmado, sellado, verificable

NNeil Bowen6 min de lectura

Por qué se puede confiar en un registro de vuelo Nano

Cómo nuestro altímetro Nano sella cada registro que guarda, qué lo evita y cómo un club o una competencia pueden usarlo para aceptar vuelos enviados por correo electrónico después sin preocuparse de si el registro ha sido editado.

¿Cómo pueden las competencias asegurar que los registros del altímetro sean correctos, sin ediciones y confiables?
 En un día de competencia eso significa dos cosas: nadie puede editar silenciosamente un registro después del aterrizaje, y nadie puede llegar con un registro grabado en otro lugar. Construimos el Nano para que ambas cosas puedan ser comprobadas desde el archivo mismo, sin confiar en la persona que lo entrega. El sistema también permite la verificación usando una clave pública directamente, o mediante las herramientas en nuestro sitio web.

Tres elementos de criptografía estándar

El registro está protegido por los mismos tres bloques de construcción que aseguran la banca en línea, las actualizaciones de software y SSH, utilizados de la misma manera que se utilizan allí. Nada aquí ha sido inventado por nosotros, que es el punto: el sistema ha sido estudiado públicamente durante décadas.

  • Una huella digital del archivo. Mientras el Nano escribe un registro de vuelo, ejecuta un hash SHA-256 sobre cada byte: cada muestra y cada campo de encabezado, incluyendo la apogea, los tiempos, la configuración, el número de serie, el número de vuelo y las etiquetas de dispositivo y competidor. El resultado es una huella digital de 32 bytes. Cambia un dígito en cualquier parte del archivo y la huella digital es un número completamente diferente.
  • Una firma sobre la huella digital. Luego el Nano firma esa huella digital con Ed25519, un esquema de firma de clave pública, utilizando una clave privada que existe solo dentro del dispositivo. La firma se escribe en el registro junto a la huella digital. Cualquiera que tenga la clave pública coincidente puede verificar que la firma coincida con la huella digital; nadie sin la clave privada puede hacer una.
  • Firmware encriptado. El programa del Nano se almacena en el chip bajo AES-256 y el chip solo ejecutará código encriptado. Ese es el lugar donde vive la clave privada. No puede ser leída del dispositivo, y un programa modificado no puede ser cargado en su lugar.

Lo que viaja con cada registro: la huella digital de su contenido y la firma sobre él. La clave privada que hace la firma está en el chip y en ningún otro lugar; la clave pública que la verifica puede ser dada a cualquiera.

Qué lo evita

Edita un registro, manualmente o con un programa, y su huella digital cambia. La firma en el archivo fue hecha sobre la huella digital antigua, por lo que ya no coincide, y no hay forma de hacer una nueva sin la clave privada. El sitio web rechaza el archivo y explica por qué. No importa cuán pequeña sea la edición, o si está en los datos, el encabezado o la configuración. Es la misma respuesta para un registro que nunca fue hecho por un Nano: un archivo inventado en una computadora no tiene una firma válida para llevar. Ni siquiera nosotros podemos falsificar un registro falso en el sitio web, y las claves privadas no se almacenan en ningún servidor en ningún lugar en ningún momento. 

Un metro agregado a una apogea. La huella digital es un número diferente, la firma hecha sobre la original ya no la coincide, y el registro es rechazado.

Porque el número de serie está dentro de lo que está firmado, un registro no puede ser movido de un altímetro a otro tampoco. Y porque la altitud barométrica sin procesar se mantiene en su propia columna, exactamente como el sensor la grabó, un oficial puede leer la cifra para la cual las reglas están escritas directamente del archivo, junto a la procesada.

Qué tan fuerte es, honestamente

No hay una forma conocida de romper AES-256, SHA-256 o Ed25519 con computadoras que existan o sean previsibles. El ataque por fuerza bruta a cualquiera de ellas no es un asunto de esperar mucho tiempo, está más allá de la energía y el tiempo disponibles, y por eso son las opciones estándar en todas partes donde la seguridad importa. Las matemáticas no son el camino para entrar.
Para todos los propósitos prácticos, un registro Nano es evidente de manipulación y puede ser verificado por cualquiera con la clave pública, sin confiar en nosotros, nuestro servidor o la persona que lo envió.

Verificación independiente. La verificación requiere solo la clave pública, no nada secreto, por lo que un organizador de competencia o un organismo de registros puede verificar los registros ellos mismos en lugar de tomar la palabra de AltimeterCloud. La herramienta de carga en el sitio hace la misma verificación para cualquiera que la quiera hecha rápidamente. La clave pública no puede crear firmas o falsificar registros, solo puede verificar.

Un día de competencia

La firma comprueba que un registro no ha sido cambiado desde que el Nano lo guardó. No comprueba por sí misma cuándo sucedió el vuelo, y un vuelo pregrabado de hace un mes es la otra forma de hacer trampa. El Nano tiene una etiqueta de competidor en su configuración exactamente para esto.

El organizador emite a cada competidor un código único el día del evento; el competidor lo escribe en su Nano antes de volar, lo que toma unos pocos segundos por USB; y a partir de entonces cada registro que ese Nano guarda lleva ese código dentro del encabezado firmado. Un vuelo grabado antes de que el código fuera emitido no puede contenerlo, y un código no puede ser añadido después sin romper la firma.

Emitir, ingresar, volar, enviar, verificar. Una vez que el código está en el encabezado firmado, el registro puede ser enviado por correo electrónico una semana después y aún así comprueba tanto que es genuino como que fue volado el día del evento.

Eso también quita la presión del día mismo. Los registros no tienen que ser descargados bajo supervisión o recolectados en el campo. Pueden ser cargados esa tarde, enviados por correo electrónico al organizador, o guardados y enviados con una reclamación de registro, y la verificación da la misma respuesta cada vez que se ejecuta. La etiqueta del dispositivo, el número de vuelo y el número de serie viajan con él, por lo que un organizador puede vincular un registro a una entrada sin ningún papeleo más allá del código que emitió.

Registros anteriores. El firmware Nano anterior a 1.52 protegía sus registros con un hash con clave en lugar de una firma. Esos registros aún se verifican en el sitio, pero la verificación depende de un secreto que se mantiene allí, por lo que no son independientemente verificables de la manera en que lo son los registros firmados. Todo desde 1.52 está firmado.

Nada de esto cambia lo que el Nano graba. La columna sin procesar no se toca, la columna procesada dice lo que los filtros hicieron, y la firma dice que nadie más hizo nada en absoluto. Esa es la idea completa.


Puedes verificar registros mediante la herramienta en línea de nuestro sitio web o incluso nuestro sistema API también.

La herramienta de verificación en línea
Usa esta herramienta para verificar registros y verlos en detalle fácilmente en nuestro sitio web. 

La herramienta de verificación de API
Usa esta herramienta para verificar en masa, o verificar automáticamente registros desde tu propio sitio web, o software fácilmente.

Clave pública de verificación
Para uso sin conexión en el software propio de competencias, por favor contáctanos para solicitar la clave pública, aunque es seguro liberarla, solo la ofrecemos caso por caso, y no se publica públicamente.