Exercicis: Bases de dades distribuïdes i ciberseguretat

Explica què és una base de dades distribuïda i dona dos avantatges respecte a una base centralitzada (disponibilitat, escalabilitat) i una complicació que introdueix (coherència entre còpies).

Defineix amb una frase aquestes amenaces habituals: pesca de credencials (phishing), programari de segrest (ransomware), atac de denegació de servei (DoS) i fuita de dades. Indica quina ataca sobretot el factor humà.

La figura mostra un servei amb les seves dades replicades en tres nodes; un d'ells ha fallat i està marcat amb l'interrogant. Explica què passa amb el servei mentre el node està caigut, què ha de fer el sistema en recuperar-lo i quina propietat dels sistemes distribuïts s'està aprofitant.

Explica la regla de còpies de seguretat «3-2-1»: quantes còpies, en quants suports diferents i on ha d'estar almenys una d'elles. Per què una còpia al mateix disc extern sempre connectat no protegeix contra el programari de segrest (ransomware)?

Explica què fa un gestor de contrasenyes i per què permet utilitzar una contrasenya llarga i diferent a cada servei. Quin risc concentra (la contrasenya mestra) i com es mitiga?

Explica la idea bàsica del xifratge: transformar dades llegibles en il·legibles sense la clau. Distingeix entre xifrar les dades emmagatzemades (en repòs) i xifrar la comunicació (en trànsit, com fa l'HTTPS) i què protegeix cadascun.

Les actualitzacions de seguretat tanquen vulnerabilitats ja conegudes. Explica què és una vulnerabilitat «de dia zero» (zero-day), per què el temps entre la publicació del pedaç i la seva instal·lació és crític i quina política d'actualitzacions recomanaries en un institut.

Explica què fa un tallafoc: quines regles aplica sobre el trànsit que entra i surt, quina diferència hi ha entre el tallafoc de l'encaminador (router) i el del mateix equip i per què «tot obert per comoditat» anul·la la seva funció.

Explica què és la replicació de dades i en què es diferencia d'una còpia de seguretat: quin problema resol cadascuna (caiguda d'un node en calent enfront de pèrdua o corrupció de dades) i per què un servei seriós necessita totes dues.

Rebs un correu que sembla del teu banc: demana «verificar el teu compte» en un enllaç amb urgència. Detalla almenys quatre senyals que delatarien un intent de pesca de credencials (phishing) (remitent, enllaç real, urgència, faltes, fitxers adjunts) i què hauries de fer pas a pas.

Explica el principi de defensa en profunditat: per què una sola mesura de seguretat mai és suficient i com es combinen capes (tallafoc perimetral, autenticació de doble factor, xifratge de les dades, còpies de seguretat, formació del personal) davant d'un atac de programari de segrest (ransomware).

Compara phishing (correu), smishing (SMS) i vishing (trucada de veu): quin canal utilitza cadascun, quin pretext típic empren (paquet retingut, ingrés inesperat, suport tècnic urgent) i quina regla de comportament comú els neutralitza tots tres.

Compara els factors d'autenticació: una cosa que saps (contrasenya), una cosa que tens (telèfon, targeta) i una cosa que ets (empremta). Explica per què dos factors del mateix tipus no són un doble factor real i per què el codi per SMS és el pitjor segon factor (SIM swapping) però tot i així millor que res.

Un «tècnic de manteniment» truca a recepció dient que necessita la contrasenya del Wi-Fi de direcció per reparar la impressora. Explica què és el pretexting (enginyeria social), quins senyals delaten la trucada i quin protocol de verificació hauria d'existir (no donar mai credencials per telèfon, verificar la identitat per un canal oficial).

Explica els riscos de les xarxes Wi-Fi públiques obertes (intercepció, punt d'accés fals amb nom similar) i com els mitiga una VPN (túnel xifrat fins al servidor VPN). Què no protegeix la VPN (el mateix dispositiu infectat, el phishing)?

Descriu la cadena típica d'un atac de programari de segrest (ransomware): entrada (correu amb fitxer adjunt o accés remot exposat), execució i xifratge de fitxers, nota de rescat. Identifica en quines anelles es pot tallar la cadena i amb quina mesura concreta en cadascuna.

Una botiga en línia replica la seva base de dades en dos centres allunyats. Després d'un tall de xarxa entre tots dos, cada centre continua acceptant comandes. Analitza el problema de coherència que apareix (el teorema CAP: coherència, disponibilitat i tolerància a particions), quina opció triaries per a l'estoc de productes i quina per als comentaris de clients, justificant la diferència.

Un hospital comarcal pateix un ciberatac de ransomware un divendres a la tarda: els monitors de quiròfan perden la comunicació amb els servidors centrals i les històries clíniques digitals apareixen xifrades amb una nota que exigeix 2,5 BTC en 48 hores. El director mèdic proposa pagar el rescat immediatament «per salvar vides», mentre que el responsable de manteniment suggereix tallar de cop el subministrament elèctric de la sala de servidors. Avalua críticament totes dues propostes justificant els seus riscos tècnics, ètics i forenses. A continuació, dissenya el protocol de contenció, continuïtat assistencial i recuperació que ha d'executar l'equip tècnic, prioritzant la seguretat dels pacients i garantint una restauració íntegra sense reinfecció.

Una entitat bancària implanta una mesura de seguretat estricta: per a qualsevol acció a la seva aplicació mòbil (inclosa la simple consulta de saldo), el client ha d'introduir una contrasenya de 16 caràcters, superar un reconeixement facial i escriure un codi enviat per SMS. Tres mesos després, les baixes de clients augmenten un 28 % i les incidències per comptes bloquejats es disparen, detectant-se a més que molts usuaris guarden les claus en notes sense xifrar al mateix mòbil. Analitza per què aquesta política ha provocat una degradació paradoxal de la seguretat i dissenya una estratègia d'autenticació adaptativa basada en el risc. Justifica quins factors d'autenticació (alguna cosa que sé, tinc o soc) exigiries en tres casos diferents: consultar moviments habituals, emetre una transferència internacional de 5.000 € des d'un dispositiu nou i canviar el número de telèfon associat al compte.

La direcció del teu institut aprova la següent normativa de seguretat per als comptes del professorat i de l'alumnat: «Les contrasenyes tindran exactament 8 caràcters, hauran de combinar obligatòriament majúscules, minúscules, nombres i símbols rars, caducaran de manera improrrogable cada 30 dies i queda terminantment prohibit l'ús de gestors de contrasenyes». Rebat tècnicament i psicològicament aquesta normativa, preveient quins patrons de comportament adoptaran els usuaris i a quins vectors d'atac quedarà exposat el centre. Dissenya després una política de contrasenyes alternativa i actualitzada d'acord amb les directrius d'agències de ciberseguretat (analitzant entropia, longitud enfront de complexitat, caducitat basada en risc i autenticació multifactor), justificant com cada canvi mitiga vulnerabilitats reals.

Un comerç electrònic local amb cinc empleats emmagatzema dades personals i bancàries de 12.000 clients en un servidor local connectat a internet sense segmentar. Durant una auditoria es registren els següents problemes en el darrer any: dues pèrdues temporals de connexió durant campanyes de rebaixes (pèrdues estimades de 800 € per hora), intents diaris automatitzats d'injecció SQL a la base de dades, credencials d'administració compartides en un full de càlcul accessible per tota la plantilla i absència de còpies de seguretat desconnectades de la xarxa. Elabora una matriu semicuantitativa de gestió del risc: assigna a cadascuna d'aquestes amenaces una puntuació justificada de probabilitat (1 a 5) i impacte (1 a 5), calcula el risc inherent resultant i dissenya les mesures tècniques i organitzatives prioritàries per tractar els dos riscos més crítics amb un pressupost limitat de 2.500 €.

Una plataforma global que combina xarxa social i passarel·la de microtransaccions replica les seves bases de dades en nodes ubicats a Europa, Amèrica i Àsia. Un tall imprevist en els cables submarins de comunicacions aïlla temporalment la regió europea de la resta de continents. Aplica el teorema CAP per predir les conseqüències operatives si el sistema intenta prioritzar la disponibilitat (sistemes AP) enfront de la coherència estricta (sistemes CP). Justifica tècnicament i econòmicament per què per al comptador de reproduccions d'un vídeo s'ha d'adoptar un model de coherència eventual mentre que per al saldo del moneder digital dels usuaris és imperatiu bloquejar transaccions no sincronitzades, analitzant el risc de doble despesa.

El departament de suport d'una empresa de comerç electrònic descobreix un dilluns a les 08:00 que, a causa d'una bretxa de seguretat a la seva passarel·la web, un atacant ha extret una base de dades amb noms, domicilis, DNI i números de targeta de crèdit de 25.000 clients. El director comercial proposa no fer pública la filtració per evitar una crisi de reputació i les pèrdues econòmiques derivades de la fuga de clients, argumentant que l'error tècnic ja ha estat esmenat a les 11:00. Avalua jurídicament i des de la perspectiva de la seguretat la proposta del director: determina les obligacions i els terminis improrrogables fixats pel RGPD respecte a l'autoritat de control i a les persones afectades, classifica el nivell de risc per als drets dels usuaris i prediu les sancions i responsabilitats legals a què s'enfronta l'empresa si oculta deliberadament l'incident.

Una estació depuradora d'aigües residuals gestiona les seves bombes i dosificadors químics mitjançant autòmats programables (PLC) antics els sistemes operatius dels quals ja no reben pedaços del fabricant i no admeten reinicis sense interrompre el subministrament. Per permetre que el personal tècnic revisi alarmes des de casa els caps de setmana, l'empresa va instal·lar un mòdem 4G connectat directament al mateix commutador (switch) on hi ha els PLC i els ordinadors administratius de facturació. Contrasta les prioritats de la ciberseguretat industrial (tríada DIC: Disponibilitat, Integritat i Confidencialitat) enfront de les d'un entorn ofimàtic corporatiu, prediu quins vectors d'atac crítics introdueix la configuració actual i dissenya una arquitectura segura basada en segmentació per zones i conductes (model Purdue / ISA-95), especificant els elements de protecció necessaris per habilitar l'accés remot segur sense exposar els autòmats a internet.

Repte del tema. Imagina que assessores una comunitat energètica local per a modernitzar i blindar la seva xarxa intel·ligent. Dissenyaràs una proposta tècnica integradora en tres fases:

1. Captura i Big Data: Entra al portal de Red Eléctrica de España (REE) i descarrega les dades horàries de demanda peninsular real dels últims $7$ dies. Importa-les a LibreOffice Calc, calcula la mitjana i traça una gràfica identificant el pic de consum màxim (ex. $> 32,4\text{ GW}$).

2. Predicció amb IA: Explica de manera raonada quin algorisme d'aprenentatge supervisat utilitzaries per entrenar un model amb aquestes dades i variables meteorològiques, per tal d'anticipar la demanda i balancejar càrregues.

3. Xarxa distribuïda i ciberseguretat: Planteja una arquitectura basada en blockchain amb contractes intel·ligents que permeti als veïns registrar transaccions segures d'excedents fotovoltaics sense intermediaris. Analitza dos vectors d'atac (com la suplantació en comptadors IoT o atacs DDoS) i prescriu mesures de mitigació basades en xifratge asimètric i segmentació de xarxa.

Genera un informe executiu de dues pàgines amb la gràfica i les teves justificacions tècniques.

Es valorarà:

• Extracció rigorosa de dades de REE i el seu tractament analític a LibreOffice.

• Coherència tècnica en seleccionar el model d'IA i el mecanisme de consens distribuït.

• Diagnòstic realista de ciberamenaces i solidesa de les defenses proposades.