Beveiligingsonderzoekers van NinjaLab hebben een techniek ontwikkeld voor aanval via zijkanalen, waarmee ECDSA-sleutels die zijn opgeslagen in cryptografische tokens zoals YubiKey 5 en andere apparaten die de cryptografische bibliotheek van Infineon gebruiken, gekloond kunnen worden. De aanval heeft de codenaam EUCLEAK gekregen en kan niet alleen worden toegepast op tokens met Infineon SLE78-chips, zoals YubiKey 5, maar ook op vele andere systemen met microcontrollers van Infineon, waaronder Infineon Optiga Trust M en Infineon Optiga TPM.
De mogelijkheid om de aanval uit te voeren is praktisch bevestigd voor YubiKey 5Ci- en TPM-sleutels op SLB96xx-chips, terwijl het voor andere apparaten theoretisch van aard is. Bij YubiKey 5 is de kwetsbaarheid verholpen in versie 5.7 van de firmware door de cryptografische bibliotheek te vervangen (de correctie is alleen van toepassing op nieuwe apparaten, aangezien er bij reeds uitgebrachte YubiKey-apparaten geen optie is voor firmware-updates). Er zijn patches ontwikkeld voor de Infineon-bibliotheek die de kwetsbaarheid verhelpen, maar deze zijn nog niet geïmplementeerd omdat ze niet zijn gecertificeerd.
Naast YubiKey 5 raakt het probleem potentiëel TPM-chips (Trusted Platform Module) van laptops van Lenovo, Dell en HP, geïsoleerde enclaves van smartphones van Samsung en OnePlus, hardware cryptowallets, smartcards, SIM-kaarten en EMV-chips van bankkaarten, evenals chips voor elektronische paspoorten die worden gebruikt in China, India, Brazilië, de VS en enkele andere Aziatische en Europese landen.
Het gevaar van het klonen van sleutels wordt gecompenseerd door de voorwaarden en de complexiteit van het uitvoeren van de aanval - de aanvaller moet fysieke toegang tot de sleutel krijgen en de sleutel demonteren, waarbij het plastic omhulsel en de afschermende behuizing moeten worden verwijderd. Na zo'n manipulatie kan de behuizing worden hersteld met een 3D-printer, maar het is vrij moeilijk om de manipulaties met de sleutel onopgemerkt te laten. Het scannen van de sleutel duurt enkele minuten, maar er is nog ongeveer een uur nodig voor het zorgvuldig demonteren en creëren van een nieuwe behuizing. Na het scannen kan het apparaat aan de eigenaar worden teruggegeven, maar voor het recreëren van de gesloten ECDSA-sleutel op basis van de verkregen gegevens zijn nog eens 24 uur rekenkracht nodig (er wordt opgemerkt dat het proces kan worden teruggebracht tot een uur door handmatige bewerkingen te automatiseren en optimalisaties door te voeren).
Naast fysieke toegang tot de sleutel, moet de aanvaller ook op een andere manier de gebruikersnaam en het wachtwoord van de dienst ontdekken waarvoor de hardware sleutel wordt gebruikt als een extra authenticatiefactor. Bij gebruik van wachtwoordloze authenticatie in de FIDO2 Passwordless of Passkey-modus is het bovendien noodzakelijk om een unieke biometrische factor (zoals een vingerafdruk) te reproduceren.
De aanvalsmethode bestaat uit het reconstrueren van de in de token opgeslagen ECDSA-sleutels op basis van gegevens die zijn verkregen door de analyse van het elektromagnetische signaal dat door de token tijdens het genereren van digitale handtekeningen wordt uitgezonden. Dit signaal correleert met informatie over de ephemere ECDSA-sleutel, die voldoende is voor het herstellen van de geheime sleutel met behulp van machine learning-methoden. In het geval van YubiKey is het nodig om de gebruikersnaam en het wachtwoord te kennen van een van de diensten waarin de token wordt gebruikt als een extra authenticatie-eenheid voor digitale handtekeningoperaties.
Het probleem wordt veroorzaakt door het gebruik van een onveilige algoritme voor het berekenen van de inverse modulus in de Infineon-bibliotheek, waarvan de berekeningstijd afhankelijk is van de waarden van de invoergegevens (voor verschillende vectoren is er een variabele tijd voor de berekening van de inverse modulus). Deze eigenschap maakt het mogelijk om informatie over afzonderlijke bits te extraheren op basis van de analyse van het signaal tijdens de uitvoering van de operaties met de initialisatievector. In het geval van ECDSA is het al voldoende om enkele bits met informatie over de initialisatievector (nonce) te bepalen voor een aanval via sequentieel herstel van de volledige privésleutel. Voor een succesvolle reconstructie van de sleutel is het nodig om de activiteit tijdens het genereren van ongeveer 40 digitale handtekeningen te onderscheppen.
Voor de analyse van elektromagnetische straling tijdens het genereren van digitale handtekeningen is professionele apparatuur nodig, met een waarde van meer dan 10.000 dollar. Bijvoorbeeld, tijdens de aanval gebruikten onderzoekers het meetcomplex Langer ICR HH 500-6 ($2300), dat wordt gebruikt voor het testen van chips op elektromagnetische compatibiliteit, de versterker Langer BT 706, de micromanipulator Thorlabs PT3/M ($1000) met een resolutie van 10 μm, de digitale microscoop Dino-Lite AM4113TL ($450) en een vierkanaalsoscilloscoop PicoScope 6424E ($7500) met 8-bits ADC-resolutie.
Het aanvalsscenario op YubiKey 5-tokens bestaat uit de volgende stappen:
- Het achterhalen van de gebruikersnaam en het wachtwoord van het account dat door de token wordt beschermd, bijvoorbeeld door middel van een phishingaanval.
- Onopgemerkt fysiek toegang verkrijgen tot de token.
- Analyse van elektromagnetische straling van de token tijdens authenticatieoperaties met gebruik van de eerder verkregen gebruikersnaam en wachtwoord.
- De token teruggeven aan het slachtoffer.
- Het reconstructie van de aan het onderzochte account gekoppelde ECDSA-geheime sleutel door de geanalyseerde onderschepte gegevens van de elektromagnetische straling.
- Het creëren van een kloon van de token, dat de mogelijkheid biedt om toegang te krijgen tot het account zonder dat het slachtoffer het in de gaten heeft, zonder de oorspronkelijke token.
Bron: opennet.ru
