Ciągłe zagrożenie atakami zimnymi butami

Spośród wielu różnych sposobów atakowania zawartości komputera, jednym z ciekawszych jest atak zimnego rozruchu. Wyszło to na jaw w 2008 roku, kiedy grupa naukowców z Princeton University ogłosiła, że ​​odkryła zupełnie nowy sposób na pokonanie szyfrowania dysku, standardowego mechanizmu ochrony poufnych danych na laptopach, smartfonach, netbookach, komputerach PC i Mac.

Dzisiaj Jos Wetzels z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven w Holandii przedstawia technikę i omawia różne opcje zapobiegania tego rodzaju atakom. Jego otrzeźwiający wniosek jest taki, że pomimo czasu, jaki upłynął od odkrycia ataków zimnych butów, ta forma ataków nadal stanowi wyraźne i aktualne niebezpieczeństwo.

Atak zimnego rozruchu jest możliwy dzięki mało znanej właściwości pamięci o dostępie swobodnym używanych w komputerach do szybkiego przechowywania i odczytu danych. Pamięć o dostępie swobodnym jest ulotna, co oznacza, że ​​musi być stale przepisywana w okresach mierzonych w milisekundach. Właściwość ta oznacza, że ​​wszystko, co jest przechowywane w pamięci o dostępie swobodnym, jest tymczasowe – po wyłączeniu urządzenia i utracie zasilania pamięć szybko traci datę.

Przynajmniej tak wszyscy myśleli. W 2008 roku grupa Princeton wykazała, że ​​dane przechowywane w pamięci o dostępie swobodnym okazują się być zachowane przez wiele sekund po utracie zasilania. Co więcej, schłodzenie pamięci może wydłużyć ten okres do wielu minut, a nawet godzin. (Jednym ze sposobów schłodzenia pamięci o dostępie swobodnym jest spryskanie jej odwróconą puszką z płynnym powietrzem, które uwalnia zimną ciecz zamiast gazu).

Podczas tego krótkiego okresu po utracie zasilania wszystkie informacje w pamięci o dostępie swobodnym są dostępne do pobrania. I tak właśnie działa atak zimnego rozruchu.

Pomysł polega na odcięciu zasilania urządzenia, a następnie natychmiastowym ponownym uruchomieniu go na dysku flash USB, aby system operacyjny nie nadpisał natychmiast zawartości pamięci o dostępie swobodnym. Następnie przeszukaj pamięć o dostępie swobodnym w poszukiwaniu poufnych materiałów, pobierz je i znikaj.

I to wszystko. Oczywiście atakujący musi mieć dostęp do danego komputera. Ale cały proces może zakończyć się bardzo szybko.

Ataki zimnego rozruchu są szczególnie zaprojektowane w celu wyodrębnienia informacji, gdy zawartość jest przechowywana na dysku w postaci zaszyfrowanej. Większość systemów szyfrowania radzi sobie z tym, przechowując klucz szyfrowania w pamięci o dostępie swobodnym, dzięki czemu jest on szybko dostępny w razie potrzeby. Ale oznacza to, że klucz można odczytać podczas ataku zimnego rozruchu.

Po wyodrębnieniu zawartości pamięci atakujący nadal musi znaleźć klucz, co nie zawsze jest całkiem proste. Jednym ze sposobów na zrobienie tego jest brutalna siła — testowanie każdej możliwej sekwencji bajtów jako potencjalnego klucza. Ale to jest czasochłonne i nieefektywne. Innym sposobem jest wyszukanie metadanych powiązanych z kluczami, takich jak prefiksy ASN.1 używane z kluczami RSA.

Jeszcze inną możliwością jest poszukiwanie matematycznych właściwości kluczy, takich jak ich wysoka entropia. Ale może to spowodować dużą liczbę fałszywych alarmów.

Prawdopodobnie najlepszym sposobem na wyodrębnienie kluczy jest użycie wszystkich tych technik i wszelkich innych, które są dostępne.

Eksperci ds. bezpieczeństwa z powodzeniem wykorzystali ataki zimnego rozruchu, aby pokonać szyfrowanie dysku na wielu różnych komputerach. Wykorzystali go do ataku BitLocker, który jest dostarczany z systemem Windows Vista, FileVault, który jest dostarczany z systemem Mac OS X i dm - crypt jest używany w systemie Linux. Używali go również na różnych smartfonach z Androidem z zaszyfrowanymi danymi.

Co więc można zrobić, aby chronić się przed atakami zimnego rozruchu? Wetzels twierdzi, że istnieje kilka opcji o różnym stopniu skuteczności.

Jednym z oczywistych podejść jest nie przechowywanie kluczy kryptograficznych w pamięci o dostępie swobodnym dłużej niż to konieczne. Wymaga to oprogramowania, które usuwa klucz, gdy jest używany i nadpisuje tę sekcję pamięci. Jednym z przykładów jest aplikacja o nazwie Deadbolt na smartfony z systemem Android, która bezpiecznie nadpisuje dowolny klucz przechowywany w pamięci, gdy tylko ekran smartfona zostanie zablokowany.

Innym szczególnie obiecującym podejściem jest przechowywanie wszelkich wrażliwych kluczy poza pamięcią o dostępie swobodnym. Jedna z proponowanych kategorii rozwiązań obejmuje modyfikacje jądra, które bezpiecznie przechowują wrażliwe klucze kryptograficzne poza pamięcią RAM w taki sposób, że nie są łatwo dostępne dla aplikacji działających ze zwykłymi uprawnieniami i są tracone zaraz po ponownym uruchomieniu komputera, mówi Wetzel.

Możliwe jest również uzyskanie sprzętu, który nie jest podatny na ataki zimnego rozruchu. Na przykład możliwe jest szyfrowanie informacji przechowywanych w pamięci o dostępie swobodnym i odszyfrowywanie ich, gdy są używane.

Inną opcją jest użycie dysków, które mają własny układ kryptograficzny, który w razie potrzeby odszyfrowuje dane. W ten sposób klucz nigdy nie jest przechowywany w pamięci o dostępie swobodnym ani używany przez procesor systemu.

Oczywiście bezpieczeństwo tych systemów zależy od zapewnienia, że ​​każdy klucz, na którym polegają, zostanie wymazany w przypadku utraty zasilania.

Żaden z nich nie jest oczywiście doskonały, a wniosek Wetzela jest taki, że ataki zimnego rozruchu są realnym i realistycznym wektorem dla atakującego, który chce wydobyć poufne informacje zawarte w pamięci.

Zostałeś ostrzeżony!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1408.0725 : Ukryty w śniegu, ujawniony podczas odwilży: Powrót do ataków zimnym butem

ukryć