Hoe zijn cryptografische orakels kwetsbaar voor opvullende Oracle-aanvallen?

Is het mogelijk dat een aanvaller gegevens in uw applicatie kan ontsleutelen en versleutelen zonder de decoderingssleutels te kennen? Het antwoord is ja, en het ligt in een cryptografische fout die een encryptie-orakel wordt genoemd.

Encryptie-orakels dienen als een potentiële toegangspoort voor aanvallers om informatie te verzamelen over gecodeerde gegevens, allemaal zonder directe toegang tot de encryptiesleutel. Hoe kunnen aanvallers cryptografische orakels misbruiken via technieken als opvul-orakelaanvallen? Hoe kunt u voorkomen dat dergelijke kwetsbaarheden u treffen?

Wat is een cryptografisch orakel?

Encryptie is een beveiligingsprotocol waarin platte tekst of gegevens worden omgezet in een onleesbaar gecodeerd formaat, ook wel cijfertekst genoemd bescherm de vertrouwelijkheid ervan en zorg ervoor dat deze alleen toegankelijk is voor geautoriseerde partijen met de decodering sleutel. Er zijn twee soorten codering: asymmetrisch en symmetrisch.

Asymmetrische codering maakt gebruik van een paar afzonderlijke sleutels (openbaar en privé) voor codering en decodering, terwijl symmetrische codering één enkele gedeelde sleutel gebruikt voor zowel codering als decodering. U kunt bijna alles coderen: sms-berichten, e-mails, bestanden, webverkeer, enz.

Aan de andere kant is een orakel een medium waarmee iemand gewoonlijk informatie verkrijgt die normaal gesproken niet voor gewone mannen beschikbaar zou zijn. Beschouw een orakel als een speciale doos waarin je iets doorgeeft, en het geeft je een resultaat. Je kent de inhoud van de doos niet, maar je weet wel dat het werkt.

Een cryptografisch orakel, ook wel opvulorakel genoemd, is een concept in de cryptografie dat verwijst naar a systeem of entiteit die informatie kan verschaffen over versleutelde gegevens zonder de versleuteling prijs te geven sleutel. In wezen is het een manier om met een encryptiesysteem te communiceren om kennis te verwerven over de gecodeerde gegevens zonder directe toegang tot de encryptiesleutel.

Een cryptografisch orakel bestaat uit twee delen: de vraag en het antwoord. De vraag verwijst naar de actie waarbij het orakel wordt voorzien van cijfertekst (gecodeerde gegevens), en het antwoord is de feedback of informatie die door het orakel wordt verstrekt op basis van zijn analyse van de cijfertekst. Dit kan het verifiëren van de geldigheid ervan omvatten of het onthullen van details over de overeenkomstige platte tekst, waardoor een aanvaller mogelijk wordt geholpen bij het ontcijferen van de gecodeerde gegevens, en omgekeerd.

Hoe werken opvullende Oracle-aanvallen?

Een belangrijke manier waarop aanvallers cryptografische orakels misbruiken, is via een opvullingsorakelaanval. Een opvullingsorakelaanval is een cryptografische aanval die misbruik maakt van het gedrag van een versleutelingssysteem of -service wanneer het informatie onthult over de juistheid van opvulling in cijfertekst.

Om dit te laten gebeuren, moet de aanvaller een fout ontdekken die een cryptografisch orakel onthult, er vervolgens gewijzigde cijfertekst naartoe sturen en de reacties van het orakel observeren. Door deze reacties te analyseren kan de aanvaller informatie over de platte tekst afleiden, zoals de inhoud of lengte ervan, zelfs zonder toegang te hebben tot de coderingssleutel. De aanvaller zal herhaaldelijk delen van de cijfertekst raden en wijzigen totdat hij de volledige platte tekst heeft gevonden.

In een realistisch scenario kan een aanvaller vermoeden dat een toepassing voor online bankieren, die gebruikersgegevens versleutelt, mogelijk een kwetsbaarheid voor het opvullende orakel heeft. De aanvaller onderschept het gecodeerde transactieverzoek van een legitieme gebruiker, wijzigt het en stuurt het naar de server van de applicatie. Als de server anders reageert (door fouten of door de tijd die nodig is om het verzoek te verwerken) op de gewijzigde cijfertekst, kan dit duiden op een kwetsbaarheid.

De aanvaller maakt er vervolgens misbruik van met zorgvuldig opgestelde zoekopdrachten, waardoor uiteindelijk de transactiegegevens van de gebruiker worden gedecodeerd en mogelijk ongeautoriseerde toegang tot zijn account wordt verkregen.

Een ander voorbeeld is het gebruik van het encryptie-orakel om authenticatie te omzeilen. Als een aanvaller in de verzoeken van een webapplicatie een encryptie-orakel ontdekt dat gegevens codeert en decodeert, kan de aanvaller dit gebruiken om toegang te krijgen tot een geldig gebruikersaccount. Hij kon het sessietoken van het account ontsleutelen via het orakel, de platte tekst wijzigen met hetzelfde orakel, en vervang het sessietoken door een vervaardigd gecodeerd token dat hem toegang geeft tot die van een andere gebruiker rekening.

Hoe cryptografische Oracle-aanvallen te voorkomen

Cryptografische orakelaanvallen zijn het gevolg van kwetsbaarheden in het ontwerp of de implementatie van cryptografische systemen. Het is belangrijk ervoor te zorgen dat u deze cryptografische systemen veilig implementeert om aanvallen te voorkomen. Andere maatregelen om versleutelingsorakels te voorkomen zijn onder meer:

1. Geverifieerde encryptiemodi: Niet alleen gebruik maken van geverifieerde encryptieprotocollen zoals AES-GCM (Galois/Counter Mode) of AES-CCM (Counter with CBC-MAC) biedt vertrouwelijkheid maar ook integriteitsbescherming, waardoor het voor aanvallers moeilijk wordt om met de gegevens te knoeien of deze te decoderen cijfertekst.
2. Consistente foutafhandeling: Zorg ervoor dat het coderings- of decoderingsproces altijd hetzelfde foutantwoord retourneert, ongeacht of de opvulling geldig is of niet. Dit elimineert verschillen in gedrag waar aanvallers misbruik van kunnen maken.
3. Beveiligingstesten: Voer regelmatig beveiligingsbeoordelingen uit, inclusief penetratietesten en codebeoordelingen, om potentiële kwetsbaarheden, waaronder problemen met encryptie-orakel, te identificeren en te beperken.
4. Snelheidsbeperking: Implementeer snelheidsbeperkingen voor versleutelings- en decoderingsverzoeken om brute-force-aanvallen te detecteren en te voorkomen.
5. Invoervalidatie: Valideer en zuiver gebruikersinvoer grondig voordat u deze versleutelt of ontsleutelt. Zorg ervoor dat invoer voldoet aan het verwachte formaat en de verwachte lengte om opvulling-orakelaanvallen via gemanipuleerde invoer te voorkomen.
6. Veiligheidseducatie en -bewustzijn: Train ontwikkelaars, beheerders en gebruikers over best practices op het gebied van versleuteling en beveiliging om een ​​beveiligingsbewuste cultuur te bevorderen.
7. Regelmatige updates: Houd alle softwarecomponenten, inclusief cryptografische bibliotheken en systemen, up-to-date met de nieuwste beveiligingspatches en updates.

Verbeter uw beveiligingspositie

Het begrijpen van en beschermen tegen aanvallen zoals encryptie-orakels is een must. Door veilige praktijken te implementeren kunnen organisaties en individuen hun verdediging tegen deze verraderlijke bedreigingen versterken.

Educatie en bewustzijn spelen ook een cruciale rol bij het bevorderen van een veiligheidscultuur die zich uitstrekt van ontwikkelaars en beheerders tot eindgebruikers. In deze voortdurende strijd om gevoelige gegevens te beschermen, moet u waakzaam blijven, op de hoogte blijven en één stap zetten potentiële aanvallers voor zijn is de sleutel tot het behoud van de integriteit van uw digitale activa en de gegevens die u bewaart Beste.