Изследователи по сигурността от компания NinjaLab разработиха техника за атака чрез странични канали, позволяваща клониране на ECDSA ключове, съхранявани в криптографски токени YubiKey 5 и други устройства, в които се използва криптографската библиотека на компания Infineon. Атаката получи кодово име EUCLEAK и освен токени с чипове Infineon SLE78, като YubiKey 5, може да се прилага и към много други системи с микроконтролери на Infineon, включително чипове Infineon Optiga Trust M и Infineon Optiga TPM.
Възможността за извършване на атака е потвърдена на практика за ключовете YubiKey 5Ci и TPM на чиповете SLB96xx, а за други устройства е теоретична. Уязвимостта в ключовете YubiKey 5 е отстранена в версия на фърмуера 5.7 чрез замяна на криптографската библиотека (корекцията е приложима само за нови устройства, тъй като в вече издадени устройства YubiKey не е предвидена възможност за обновление на фърмуера). За библиотеката Infineon са разработени блокиращи уязвимостта корекции, но те все още не са влезли в употреба, тъй като не са преминали сертификация.
Освен ключовете YubiKey 5, проблемът потенциално засяга TPM чиповете (Trusted Platform Module) на лаптопи Lenovo, Dell и HP, изолирани анклави на смартфони Samsung и OnePlus, хардуерни криптокошелета, смарткарти, SIM карти и EMV чипове на банкови карти, както и чиповете на електронни паспорти, използвани в Китай, Индия, Бразилия, САЩ и някои други азиатски и европейски страни.
Опасността от клониране на ключове се компенсира от условията и сложността при провеждането на атаката — атакуващият трябва да получи физически достъп до ключа и да го раз dismantlира, премахвайки пластмасовия корпус и екраниращата обвивка. След подобна манипулация, корпусът може да бъде възстановен на 3D принтер, но да се направят манипулациите незабележими е доста трудно. Сканирането на ключа отнема няколко минути, но още около час е необходим за внимателно разглобяване и създаване на нов корпус. След сканирането устройството може да се върне на собственика, но за възстановяване на закрития ECDSA ключ на база получените данни са необходими още около 24 часа изчисления (отбелязва се, че процесът може да бъде съкратен до един час, автоматизирайки ръчните операции и внасяйки оптимизации).
Освен физическите достъп до ключа, за успешна атака на услуги с многофакторна автентикация, нападателят допълнително трябва по някакъв начин да узнае потребителското име и паролата за услугата, за допълнителна автентикация на която се използва полученото хардуерно устройство. При безпаролна автентикация в режимите FIDO2 Passwordless или Passkey е необходимо да се възпроизведе уникален биометричен фактор, например отпечатък от пръст.
Методът на атаката се свежда до възстановяване на ключовете ECDSA, съхранени в токена, на базата на данни, получени чрез анализ на електромагнитния сигнал, излъчван от токена по време на формализирането на цифрови подписи и корелиращ с информацията за еферния ключ ECDSA, което е достатъчно за възстановяването на тайния ключ с използването на методи на машинно обучение. В случая с YubiKey за иницииране на операции с цифровия подпис е необходимо да се знае потребителското име и паролата в една от услугите, в които токенът се използва като допълнителен индекс за автентикация.
Проблемът е породен от използването в библиотеката на Infineon на небезопасен алгоритъм за изчисляване на обратно елемент по модул, чиято сложност зависи от стойностите на входните данни (за различни вектори се наблюдава различно време за изчисление на обратно елемент по модул). Подобна особеност позволява на базата на анализа на промените в сигнала да се извлече информация за отделни битове по време на изпълнението на операции с вектора на инициализация. В случая с ECDSA, дори определянето на няколко бита с информация за вектора на инициализация (nonce) е достатъчно, за да се осъществи атака по последователно възстановяване на целия частен ключ. За успешното възстановяване на ключа се изисква прихващане на активността при генерирането на приблизително 40 цифрови подписа.
За анализа на електромагнитното излъчване по време на генериране на цифрови подписи е необходимо професионално оборудване на стойност над 10 хиляди долара. Например, в процеса на атака изследователите са използвали измервателен комплекс Langer ICR HH 500-6 (2300 $), прилаган за тестове на микрочипове за електромагнитна съвместимост, усилвател Langer BT 706, микроманипулатор Thorlabs PT3/M (1000 $) с разрешение 10 µm, цифров микроскоп Dino-Lite AM4113TL (450 $) и четириканален осцилоскоп PicoScope 6424E (7500 $) с 8-битово разрешение АЦП.
Сценарият на атаката срещу токени YubiKey 5 се състои от следните стъпки:
- Определяне на логина и паролата за профила, защитен с токен, например чрез извършване на фишинг атака.
- Незабележимо получаване на физически достъп до токена.
- Анализ на електромагнитното излъчване от токена по време на операциите по аутентификация с използване на предварително получените логин и парола.
- Връщане на токена на жертвата.
- Възстановяване на свързания с изследвания профил частен ключ ECDSA чрез анализ на прихванати данни за електромагнитното излъчване.
- Създаване на клон на токена, предоставящ възможност за влизане в профила незабелязано от жертвата без наличието на оригиналния токен.
Източник: opennet.ru
