Hvordan er kryptografiske orakler sårbare for polstring av Oracle-angrep?

Er det mulig for en angriper å dekryptere og kryptere data på applikasjonen din uten å kjenne til dekrypteringsnøklene? Svaret er ja, og det ligger innenfor en kryptografisk feil kalt et krypteringsorakel.

Krypteringsorakler fungerer som en potensiell inngangsport for angripere til å samle informasjon om krypterte data, alt uten direkte tilgang til krypteringsnøkkelen. Så hvordan kan angripere utnytte kryptografiske orakler gjennom teknikker som polstring av orakelangrep? Hvordan kan du forhindre at slike sårbarheter påvirker deg?

Hva er et kryptografisk orakel?

Kryptering er en sikkerhetsprotokoll der ren tekst eller data konverteres til et uleselig kodet format, også kjent som chiffertekst, for å beskytte dens konfidensialitet og sikre at den kun kan nås av autoriserte parter med dekrypteringen nøkkel. Det finnes to typer kryptering: asymmetrisk og symmetrisk.

Asymmetrisk kryptering bruker et par distinkte nøkler (offentlige og private) for kryptering og dekryptering, mens symmetrisk kryptering bruker en enkelt delt nøkkel for både kryptering og dekryptering. Du kan kryptere nesten hva som helst, tekstmeldinger, e-poster, filer, nettrafikk osv.

På den annen side er et orakel et medium der en person vanligvis får informasjon som vanligvis ikke vil være tilgjengelig for bare menn. Tenk på et orakel som en spesiell boks når du passerer noe, og det gir deg et resultat. Du vet ikke innholdet i boksen, men du vet det fungerer.

Et kryptografisk orakel, også kjent som et polstringsorakel, er et konsept innen kryptografi som refererer til en system eller enhet som kan gi informasjon om krypterte data uten å avsløre krypteringen nøkkel. I hovedsak er det en måte å samhandle med et krypteringssystem for å få kunnskap om de krypterte dataene uten å ha direkte tilgang til krypteringsnøkkelen.

Et kryptografisk orakel består av to deler: spørringen og svaret. Spørringen refererer til handlingen med å gi oraklet chiffertekst (krypterte data), og svaret er tilbakemeldingen eller informasjonen gitt av oraklet basert på analysen av chifferteksten. Dette kan inkludere å verifisere gyldigheten eller avsløre detaljer om den korresponderende ren teksten, potensielt hjelpe en angriper med å dechiffrere de krypterte dataene, og vice versa.

Hvordan fungerer polstring av Oracle-angrep?

En viktig måte angripere utnytter kryptografiske orakler på er via et polstring-orakelangrep. Et utfyllingsorakelangrep er et kryptografisk angrep som utnytter oppførselen til et krypteringssystem eller en tjeneste når det avslører informasjon om riktigheten av utfylling i chiffertekst.

For at dette skal skje, må angriperen oppdage en feil som avslører et kryptografisk orakel, deretter sende modifisert chiffertekst til det og observere oraklets svar. Ved å analysere disse svarene kan angriperen utlede informasjon om ren tekst, for eksempel innholdet eller lengden, selv uten å ha tilgang til krypteringsnøkkelen. Angriperen vil gjentatte ganger gjette og endre deler av chifferteksten til de gjenoppretter hele ren tekst.

I et virkelighetsscenario kan en angriper mistenke at en nettbankapplikasjon, som krypterer brukerdata, kan ha et utfyllingsorakelsårbarhet. Angriperen fanger opp en legitim brukers krypterte transaksjonsforespørsel, endrer den og sender den til applikasjonens server. Hvis serveren reagerer annerledes – gjennom feil eller tiden det tar å behandle forespørselen – på den endrede chifferteksten, kan dette indikere en sårbarhet.

Angriperen utnytter det deretter med nøye utformede søk, dekrypterer til slutt brukerens transaksjonsdetaljer og får potensielt uautorisert tilgang til kontoen deres.

Et annet eksempel er å bruke krypteringsoraklet for å omgå autentisering. Hvis en angriper oppdager et krypteringsorakel i forespørslene til en nettapplikasjon som krypterer og dekrypterer data, kan angriperen bruke det til å få tilgang til en gyldig brukerkonto. Han kunne dekryptere økttokenet til kontoen, via oraklet, endre ren tekst ved å bruke det samme oraklet, og erstatte økttokenet med et utformet kryptert token som vil gi ham tilgang til en annen brukers regnskap.

Hvordan unngå kryptografiske Oracle-angrep

Kryptografiske orakelangrep er et resultat av sårbarheter i utformingen eller implementeringen av kryptografiske systemer. Det er viktig å sikre at du implementerer disse kryptografiske systemene sikkert for å forhindre angrep. Andre tiltak for å forhindre krypteringsorakler inkluderer:

1. Autentiserte krypteringsmoduser: Bruk av autentiserte krypteringsprotokoller som AES-GCM (Galois/Counter Mode) eller AES-CCM (Counter with CBC-MAC) ikke bare gir konfidensialitet, men også integritetsbeskyttelse, noe som gjør det vanskelig for angripere å tukle med eller dekryptere chiffertekst.
2. Konsekvent feilhåndtering: Sørg for at krypterings- eller dekrypteringsprosessen alltid returnerer samme feilrespons, uavhengig av om utfyllingen er gyldig eller ikke. Dette eliminerer forskjeller i atferd som angripere kan utnytte.
3. Sikkerhetstesting: Gjennomfør jevnlig sikkerhetsvurderinger, inkludert penetrasjonstesting og kodegjennomganger, for å identifisere og redusere potensielle sårbarheter, inkludert problemer med krypteringsorakel.
4. Prisbegrensning: Implementer hastighetsbegrensning for kryptering og dekrypteringsforespørsler for å oppdage og forhindre brute-force-angrep.
5. Inndatavalidering: Validere og rense brukerinndata grundig før kryptering eller dekryptering. Sørg for at innganger overholder forventet format og lengde for å forhindre polstring av orakelangrep via manipulerte innganger.
6. Sikkerhetsopplæring og bevissthet: Lær utviklere, administratorer og brukere om beste fremgangsmåter for kryptering og sikkerhet for å fremme en sikkerhetsbevisst kultur.
7. Regelmessige oppdateringer: Hold alle programvarekomponenter, inkludert kryptografiske biblioteker og systemer, oppdatert med de siste sikkerhetsoppdateringene og oppdateringene.

Forbedre sikkerheten din

Forståelse og beskyttelse mot angrep som krypteringsorakler er et must. Ved å implementere sikker praksis kan organisasjoner og enkeltpersoner styrke sitt forsvar mot disse lumske truslene.

Utdanning og bevissthet spiller også en sentral rolle, for å fremme en sikkerhetskultur som strekker seg fra utviklere og administratorer til sluttbrukere. I denne pågående kampen for å beskytte sensitive data, holde seg på vakt, holde seg informert og holde seg ett skritt foran potensielle angripere er nøkkelen til å bevare integriteten til dine digitale eiendeler og dataene du har kjære.