Badacze bezpieczeństwa z firmy NinjaLab opracowali technikę ataku przez kanały boczne, pozwalającą na sklonowanie kluczy ECDSA przechowywanych w tokenach kryptograficznych YubiKey 5 oraz innych urządzeniach wykorzystujących bibliotekę kryptograficzną firmy Infineon. Atak otrzymał kryptonim EUCLEAK i, oprócz tokenów z chipami Infineon SLE78, takich jak YubiKey 5, może być zastosowany do wielu innych systemów z mikrokontrolerami firmy Infineon, w tym chipów Infineon Optiga Trust M i Infineon Optiga TPM.
Możliwość przeprowadzenia ataku została potwierdzona w praktyce dla kluczy YubiKey 5Ci i TPM działających na chipach SLB96xx, natomiast dla innych urządzeń ma charakter teoretyczny. W kluczach YubiKey 5 luka została załatana w wersji oprogramowania 5.7 poprzez wymianę biblioteki kryptograficznej (poprawka dotyczy tylko nowych urządzeń, ponieważ w już wydanych urządzeniach YubiKey nie ma możliwości aktualizacji oprogramowania). Dla biblioteki Infineon opracowano poprawki blokujące lukę, jednak nie zostały one jeszcze wdrożone, ponieważ nie przeszły certyfikacji.
Oprócz kluczy YubiKey 5 problem potencjalnie dotyczy chipów TPM (Trusted Platform Module) w laptopach Lenovo, Dell i HP, izolowanych enklaw smartfonów Samsung i OnePlus, sprzętowych portfeli kryptowalut, kart inteligentnych, kart SIM oraz chipów EMV kart bankowych, a także chipów elektronicznych paszportów używanych w Chinach, Indiach, Brazylii, USA oraz w niektórych innych krajach azjatyckich i europejskich.
Niebezpieczeństwo klonowania kluczy jest równoważone przez warunki i złożoność przeprowadzenia ataku — atakujący musi uzyskać fizyczny dostęp do klucza oraz rozebrać go, pozbywając się plastikowej obudowy i osłony ekranowej. Po takim zabiegu obudowę można odbudować na drukarce 3D, ale uczynienie manipulatorów z klucza niewidocznymi jest wystarczająco trudne. Skanowanie klucza zajmuje kilka minut, ale kolejna godzina jest potrzebna na staranną rozbiórkę i stworzenie nowej obudowy. Po zeskanowaniu urządzenie można zwrócić właścicielowi, ale do odtworzenia prywatnego klucza ECDSA na podstawie uzyskanych danych potrzeba jeszcze około 24 godzin obliczeń (zaznacza się, że proces można skrócić do godziny, automatyzując ręczne operacje i wprowadzając optymalizacje).
Oprócz fizycznego dostępu do klucza, aby skutecznie przeprowadzić atak na usługi z wieloskładnikowym uwierzytelnianiem, przestępca musi dodatkowo w jakiś sposób poznać nazwę użytkownika i hasło do usługi, do której utrzymania używany jest uzyskany sprzętowy klucz, a w przypadku zastosowania uwierzytelniania bezhasłowego w trybach FIDO2 Passwordless lub Passkey konieczne jest odtworzenie unikalnego czynnika biometrycznego (np. odcisku palca).
Metoda ataku polega na rekonstrukcji kluczy ECDSA przechowywanych w tokenie na podstawie danych uzyskanych poprzez analizę sygnału elektromagnetycznego emitowanego przez token podczas tworzenia podpisów cyfrowych, który koreluje z informacjami o efemerycznym kluczu ECDSA. Te informacje są wystarczające do odzyskania klucza tajnego z użyciem metod uczenia maszynowego. W przypadku YubiKey, aby zainicjować operacje związane z podpisem cyfrowym, należy znać nazwę użytkownika i hasło w jednym z serwisów, w których token jest używany jako dodatkowy element uwierzytelnienia.
Problem jest spowodowany używaniem w bibliotece Infineon niebezpiecznego algorytmu obliczania odwrotnego elementu modulo, którego czas obliczeń zależy od wartości danych wejściowych (dla różnych wektorów obserwuje się różny czas obliczeń odwrotnego elementu modulo). Taka cecha pozwala na wydobycie informacji o poszczególnych bitach podczas wykonywania operacji z wektorem inicjalizacji na podstawie analizy zmiany sygnału. W przypadku ECDSA, zdefiniowanie nawet kilku bitów z informacjami o wektorze inicjalizacji (nonce) jest wystarczające do przeprowadzenia ataku polegającego na sekwencyjnym odzyskiwaniu całego klucza prywatnego. Aby skutecznie odtworzyć klucz, konieczne jest przechwycenie aktywności podczas generowania około 40 podpisów cyfrowych.
Do analizy promieniowania elektromagnetycznego podczas generowania podpisów cyfrowych wymagane jest posiadanie profesjonalnego sprzętu, którego koszt przekracza 10 tysięcy dolarów. Na przykład, podczas ataku badacze wykorzystali kompleks pomiarowy Langer ICR HH 500-6 (2300 USD), stosowany do testowania układów scalonych pod kątem zgodności elektromagnetycznej, wzmacniacz Langer BT 706, mikromanipulator Thorlabs PT3/M (1000 USD) o rozdzielczości 10 µm, cyfrowy mikroskop Dino-Lite AM4113TL (450 USD) oraz czterokanałowy oscyloskop PicoScope 6424E (7500 USD) o 8-bitowej rozdzielczości ADC.
Scenariusz ataku na tokeny YubiKey 5 składa się z poniższych kroków:
- Określenie loginu i hasła do konta zabezpieczonego tokenem, na przykład poprzez przeprowadzenie ataku phishingowego.
- Niezauważalne uzyskanie fizycznego dostępu do tokena.
- Analiza promieniowania elektromagnetycznego z tokena podczas operacji uwierzytelniania z wykorzystaniem wcześniej uzyskanych loginu i hasła.
- Zwrócenie tokena ofierze.
- Odtworzenie przypisanego do badanej konta klucza prywatnego ECDSA poprzez analizę przechwyconych informacji o promieniowaniu elektromagnetycznym.
- Stworzenie klonu tokena, umożliwiającego dostęp do konta niezauważalnie od ofiary bez posiadania oryginalnego tokena.
Źródło: opennet.ru
