Заобикаляне на дисково криптиране, използващо TPM2 за автоматично отключване

Един от съпътстващите пакети в NixOS представи техника на атака, която позволява достъп до данни на криптирани дискови дялове, в конфигурации, които не изискват въвеждане на парола за отключване при стартиране, благодарение на разполагането в TPM2 (Trusted Platform Module) на информация за декриптиране. Такива конфигурации често се използват на сървъри или многопотребителски работни станции, където е проблематично ръчното въвеждане на паролата след всяко рестартиране.

При прилагане на подобен метод за криптиране на дисковете, декриптирането се извършва с помощта на допълнителен ключ, съхраняван в TPM и предоставян само след потвърждение на началното състояние на системата. Състоянието на системата се съхранява под формата на хешове в регистрите PCR (Platform Configuration Register) и се привързва към цифров подпис, с който е сертифициран загрузчикът, както и към контрольни суми на загрузчика и начален загрузъчен контекст (initrd). Достъпът до ключа в TPM се предоставя само когато всички свързани с него регистри PCR са в същото състояние, каквото е било при запазването на ключа.

Предполага се, че веригата на зареждане на операционната система се верифицира с помощта на UEFI Secure Boot и достъпът до ключовете може да бъде получен само от немодифициран образ на initrd. При успешна проверка, диска автоматично се отключва, но достъпът до декриптираните данни може да се получи само чрез влизане в своята учетна запис в системата. При опит за достъп без верифицирано зареждане или при опит за замени или изменения в initrd с цел прихващане на ключове, доверието в веригата ще бъде нарушено, състоянието на регистрите PCR ще се промени и TPM2 няма да предостави информацията, необходима за декриптиране.

Публикуваният метод на атака позволява да се избегне промяна на съдържанието на initrd в конфигурации, които не идентифицират криптираните дялове LUKS. Отбелязва се, че включването на подобна проверка на дяловете не се описва в всички намерени инструкции за настройка на дисковото криптиране, тъй като идентификацията на дяловете значително усложнява конфигурацията (необходимо е да се привлече допълнителен регистър PCR за проверка на ключа на дяла и генериране на initrd с оглед на неговата стойност). Примери за извършване на атака са демонстрирани за Fedora Linux в комбинация с инструментите clevis и за NixOS в комбинация с systemd-cryptenroll. За извършване на атака е необходим физически достъп до компютъра и възможност за извличане на носителя.

Методът се основава на това, че атакуващият може да замени съществуващия коренов криптиран дял със собствено създаден криптиран дял, използвайки същия UUID идентификатор и познати на атакуващия ключове за декриптиране. Средата initrd ще предаде управлението на init процеса в дяла на атакуващия. Тъй като съдържанието на initrd не е променено, състоянието на TPM няма да бъде нарушено и, получавайки контрол в собствената си среда, атакуващият може да използва TPM за декриптиране на ключа на оригиналния дисков дял.

Атаката се състои в следните стъпки:

• Изваждане на диска и провеждане на анализ на нешифрованите данни на друг компютър в дяла /boot. Определяне на информация за криптирания дял и неговия UUID идентификатор от initrd образа, намиращ се в дяла /boot.
• Създаване на резервно копие на първите 64 МБ от криптирания LUKS дял.
• Замяна на посочените 64 МБ с образ на собствен коренов дял, криптиран с известен на атакуващия ключ и с UUID идентификатор като стария дял.
• Връщане на диска в първоначалния компютър и зареждане с подменения коренов дял. Тъй като автоматичното отключване с ключа от TPM за подменения дял не успява, initrd изисква ръчно въвеждане на парола.
• Получаване на оригиналния ключ от TPM, използвайки метаданни за TPM и криптирания токен от LUKS заглавието на стария дял.
• Преместване на диска в компютъра на атакуващия, възстановяване на презаписаната част от LUKS дяла от резервното копие и използване на получения оригинален ключ за достъп до данните.

Източник: opennet.ru