INTRODUCERE

Krakmi este
program (de obicei dimensiuni mici 1-2
kilobytes) pentru care trebuie să găsiți o parolă
sau creați o cheie. Crammies sunt de obicei scrise
pentru a testa nivelul de cunoștințe al oamenilor din domeniu
criptografie și hacking de programe. Krak mi
vine din expresia engleză Crack Me -
pirata-ma.

Cumva eu
a fost necesar să se introducă suport pentru „înregistrare”
cheile unuia dintre programele comerciale. Pe
Am avut acel moment de experiență în această chestiune
destul de puțin, am încercat să-l piratez o dată
câteva crackme, dar nimic nu a funcționat și eu
a aruncat-o repede. Dar când a venit stimulentul, eu
Am decis să încep cu crackme și acum lucrez la el
studierea diverșilor algoritmi de criptare
date (cum ar fi DES, TWODES, RSA și altele). Destul
este posibil ca următoarele articole ale mele să fie despre
algoritmi de criptare, din moment ce
utilizarea acestor algoritmi este semnificativă
crește timpul petrecut cu hacking.

TIPURI DE CRACKME

Având în vedere
diverse fisuri, am identificat două principale
tip: criptat cu fisuri și care conține
doar algoritmul.

Decriptor
Cracmi de primul tip contine de obicei
multe „tehnici” anti-depanare (complexitate
a acestor tehnici depinde de nivelul de cunoștințe
persoana care a scris krami-ul, cel mai mult
tehnicile comune sunt ușor evitate
oameni și depanatori care lucrează sub
modul protejat) și înainte
pentru a începe să analizați algoritmul, trebuie să obțineți
cod decriptat. Cu atât mai dificil
descifrarea, (cel mai probabil) mai dificilă
va exista un algoritm pentru a ghici parola (sau parolele)
la el. Foarte des se dovedește că
un algoritm de 300 de octeți poate fi mai greu de spart,
cum să descifrezi crackmi. Fara cunostinte
De asemenea, nu recomand să încalci matematica
care utilizează algoritmul RSA (algoritm
criptare cu cheie publică) sau
asemănătoare. Desigur, este mai bine să începeți
fisuri necriptate. Nici eu nu o recomand
incearca sa spargi fisurile de la grupele UCL, UCF, rPG, SOS
- îți vei pierde timpul.

În unele
Krakmi trebuie să știe nu parola, dar
faceți o cheie de înregistrare. Proces
a sparge așa ceva nu este mult
diferă de „parolă”, dar este mai „mai aproape”
la distrugerea programelor.

ALGORITMUL DE FRUPERE
CRACKME

Fisuri complexe
sunt sparte de parole de forță brută, pentru
Acesta este motivul pentru care sunt scrise programe mici. Mai des
există o singură parolă. Complexitate
crește datorită mărimii necesarului
parola și caracterele din care ar trebui
constau.

Algoritm:

Analiză
algoritm de verificare a parolei

Scris
keygen (program de ghicire a parolei)

Lansarea keygen-ului

ANALIZA ALGORITMULUI
VERIFICARE PAROLA

Pentru analiză
ar trebui să studiați cu atenție algoritmul
verificări de parole. Pentru aceasta folosiți dvs
depanator preferat (Soft Ice, TD, DeGlucker...), ai nevoie
uita-te cu atentie la ceea ce se verifica
parolă. Se poate verifica la un test
suma (crc), în acest caz cel mai probabil parola
va trebui să caute forța brută, sau poate
verificat de un personaj, atunci
poți „ghici” întreaga parolă sau cel puțin
câteva dintre simbolurile sale, restul va trebui
cautare prin forta bruta.

Controla
suma secțiunii de cod este un număr (de obicei doi
sau patru octeți, poate în crackmi
folosit şi un octet) care
conține informații despre această secțiune de cod.
Proceduri utilizate în mod obișnuit pentru crustacee
calculul sumei de control primitive (de exemplu
arhivatorii folosesc crc32). Să luăm în considerare
exemplu de algoritm care calculează
suma de control:

De exemplu, toată lumea
octeții secțiunii sunt adunați și se dovedește
numărul este un număr și este un control
cantitatea parcelei. De exemplu, avem un complot
cod format din 5 octeți:

001 004 000 005 100

Controla
suma sa va fi egală cu 1+4+0+5+100=110.

Principal
dificultatea de a sparge fisurile care verifică
Parola pentru crc este că crc nu poate fi descompus! Aceste.
cunoscând suma de verificare a parolei - 110 nu o știm
putem afla ce este egal cu cel puţin unul dintre
elemente de parolă.

SCRIEREA KAGEN

Practic pentru
toate tipurile de fisuri de care aveți nevoie pentru a scrie keygen,
cu excepția plămânilor. Poate fi spart cu ușurință
aproape orice hack
înlocuind mai mulți octeți), dar autorii întreabă
spune parola, dar cel mai important lucru este pierdut
interes.

Pentru ce
Ar trebui să găsesc o parolă de 3 caractere
sortați aproximativ:255
* 255 * 255 COMBINAȚII

Poate fi redus
număr de combinații, de exemplu știind că în
Sunt folosite doar parole în limba engleză
litere (mari și mici), apoi în loc de 255
Trebuie doar să sortați 52 de caractere
doar numere, că vom trece doar prin 10
personaje.

Keygen trebuie
salvează contorul de decriptat
combinatii. Din moment ce parola brute force
durează mult, apoi pleacă
Nu pot porni computerul timp de câteva zile,
deodată ai nevoie. Poate fi introdus în
abilitatea keygen de a salva contorul în
fișier, iar la pornire citiți-l din fișier și
continua decriptarea de la întrerupt
pozitii.

LANSAREA KEYGEN

Forța brută a parolei
în funcție de unii parametri (în
în principal pe numărul de posibile din parolă
caractere și dimensiunea parolei) necesită
o perioadă destul de lungă de timp.
Pot fi utilizate mai multe computere
fiecare dintre ele va verifica unele
parte a combinaţiilor.

Pentru hacking Encrypted Sistem de fișiere Software-ul (EFS) poate fi utilizat folosind software-ul Advanced EFS Data Recovery de la ElcomSoft. O versiune demonstrativă a acestui software poate fi obținută la http://www.elcomsoft.com/aefsdr.html

Fereastra de pornire a programului

Fig 3. Fereastra Programe avansate Recuperarea datelor EFS

Programul poate decripta fișierele protejate numai dacă cheile de criptare (nu toate, dar cel puțin unele dintre ele) există încă în sistem și nu au fost modificate.

Pentru fișierele criptate în sistemul de operare Windows 2000, dacă cheia bazei de date a contului (SYSKEY) este stocată pe dischetă sau dacă a fost instalată opțiunea „Pornire parolă”, trebuie să cunoașteți una dintre următoarele parole pentru a putea decripta fisierele:

parola de pornire sau dischetă lansa

parola utilizatorului care a criptat fișierele

Parola agentului de recuperare (dacă este posibil)

Dacă computerul făcea parte dintr-un domeniu atunci când fișierele au fost criptate, este posibil să nu puteți decripta fișierele în unele cazuri. Dacă parola utilizatorului (care a criptat fișierele) a fost schimbată după codare, poate fi necesar să introduceți vechea parolă în program.

Hackerea parolelor Windows 9x

Cu toate acestea, nu uitați că există o modalitate mult mai ușoară de a sparge parolele de rețea. Deoarece în majoritatea organizațiilor de astăzi sistemul de operare al mașinii client este Windows 95/98, atunci, în consecință, este mult mai ușor să organizați piratarea protecției cu parolă a acestui sistem de operare, deoarece parola într-un astfel de fișier este stocată doar cu majuscule ( cu majuscule), știind că acest lucru este mult mai convenabil și mai ușor de găsit mai târziu parola de rețea necesară.

Există un număr mare de programe pentru spargerea parolelor Windows 95/98, dar ne vom concentra pe cel mai popular dintre ele, PwlTool 6.0, pe exemplul căruia a fost efectuată cercetarea.

Figura 3 prezintă fereastra principală de lucru a acestui program, concepută pentru a funcționa pe computere care rulează Windows 95/98, Windows NT/2000.

PwlTool este un set de instrumente de recuperare a parolei. Programul principal este RePwl. Acest program vă permite să recuperați parola de conectare uneori uitată sau pierdută pentru Windows 95 (original și OSR2) și Windows 98. De asemenea, vă permite să vizualizați parolele salvate în fișierul PWL.

Ce este un fișier pwl?

Windows 95/98 salvează parola într-un fișier PWL. Fișierele PWL pot fi găsite în directorul Windows. Numele lor sunt de obicei salvate ca USERNAME.PWL. Fișierul PWL este criptat și nu este ușor să extragi parole din el. Primul algoritm de criptare pentru versiunea Windows 95 a fost creat în așa fel încât a făcut posibilă crearea de programe pentru decriptarea fișierelor PWL. Cu toate acestea, în versiunea OSR2, acest dezavantaj a fost eliminat.

Evaluarea fiabilității fișierelor pwl.

Sistemul de protecție prin parolă din OSR2 este profesional și de încredere în ceea ce privește criptografia. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, acesta conține mai multe deficiențe grave, și anume:

toate parolele sunt convertite în majuscule, acest lucru reduce semnificativ numărul de parole posibile;

Algoritmii MD5 și RC4 utilizați pentru criptare permit criptarea parolei mai rapidă, dar fiabilă parola Windows trebuie să aibă cel puțin nouă caractere.

Sistemul de stocare în cache a parolelor este în mod inerent nesigur. Parola poate fi salvată numai dacă niciun personal neautorizat nu vă poate accesa computerul.

Cercetătorii de la Universitatea Princeton au descoperit o modalitate de a ocoli criptarea hard diskului folosind o proprietate a modulelor RAM stocați informații pentru o perioadă scurtă de timp chiar și după o pană de curent.

Prefaţă

Deoarece trebuie să aveți o cheie pentru a accesa un hard disk criptat și, desigur, este stocată în RAM, tot ceea ce este necesar este să obțineți acces fizic la computer pentru câteva minute. După repornirea de la dur extern disc sau USB Flash, se face o descărcare completă a memoriei și cheia de acces este extrasă din acesta în câteva minute.

În acest fel, puteți obține cheile de criptare (și accesul complet la hard disk) utilizate de programele BitLocker, FileVault și dm-crypt în sisteme de operare Windows Vista, Mac OS X și Linux, precum și popularul sistem gratuit de criptare a hard diskului TrueCrypt.

Importanța acestei lucrări constă în faptul că nu există o singură metodă simplă de protecție împotriva acestei metode de hacking, în afară de oprirea alimentării pentru un timp suficient pentru a șterge complet datele.

O demonstrație vizuală a procesului este prezentată în video.

Adnotare

Contrar credinței populare, memoria DRAM, folosită în majoritatea calculatoare moderne, stochează datele chiar și după oprirea alimentării timp de câteva secunde sau minute, iar acest lucru se întâmplă la temperatura camerei și chiar dacă cipul este scos de pe placa de bază. Acest timp este suficient pentru a face o descărcare completă a RAM. Vom arăta că acest fenomen permite unui atacator cu acces fizic la sistem să ocolească funcțiile OS pentru a proteja datele cheii criptografice. Vom arăta cum poate fi folosită reîncărcarea pentru a realiza atacuri cu succes împotriva sistemelor de criptare cunoscute hard disk-uri fără a utiliza dispozitive sau materiale specializate. Vom determina experimental gradul și probabilitatea de reținere a magnetizării reziduale și vom arăta că timpul pentru care datele pot fi preluate poate fi crescut semnificativ folosind tehnici simple. De asemenea, vor fi propuse noi metode pentru căutarea cheilor criptografice în depozitele de memorie și corectarea erorilor asociate cu pierderea de biți. Totuși, vor fi discutate și câteva modalități de reducere a acestor riscuri solutie simpla nu stim.

Introducere

Majoritatea experților presupun că datele din memoria RAM a unui computer sunt șterse aproape instantaneu după oprirea alimentării sau cred că datele reziduale sunt extrem de dificil de recuperat fără utilizarea unui echipament special. Vom arăta că aceste ipoteze sunt incorecte. Memoria DRAM convențională pierde datele treptat în câteva secunde, chiar și la temperaturi normale și chiar dacă cipul de memorie este scos de pe placa de bază, datele vor rămâne în ea minute sau chiar ore, cu condiția ca cipul să fie stocat la temperaturi scăzute. Datele reziduale pot fi recuperate folosind metode simple, care necesită pe termen scurt acces fizic la calculator.

Vom arăta o serie de atacuri care, folosind efectele de remanență ale DRAM, ne vor permite să recuperăm cheile de criptare stocate în memorie. Acest lucru reprezintă o amenințare reală pentru utilizatorii de laptopuri care se bazează pe sisteme de criptare hard disk. La urma urmei, dacă un atacator fură un laptop în timp ce discul criptat este conectat, el va putea efectua unul dintre atacurile noastre pentru a accesa conținutul, chiar dacă laptopul în sine este blocat sau în modul de repaus. Vom demonstra acest lucru atacând cu succes mai multe sisteme de criptare populare, cum ar fi BitLocker, TrueCrypt și FileVault. Aceste atacuri ar trebui să aibă succes și împotriva altor sisteme de criptare.

Deși ne-am concentrat eforturile asupra sistemelor de criptare a hard diskului, dacă un atacator are acces fizic la computer, orice informație importantă stocată în RAM poate deveni o țintă pentru atac. Este probabil ca și multe alte sisteme de securitate să fie vulnerabile. De exemplu, am descoperit că Mac OS X lasă parole pentru conturiîn memorie, de unde le-am putut extrage, am făcut și atacuri pentru a obține închise chei RSA Server web Apache.

Unii reprezentanți ai comunității securitatea informatiei iar fizicienii în semiconductori știau deja despre efectul de remanență al DRAM, existau foarte puține informații despre acesta. Drept urmare, mulți dintre cei care proiectează, dezvoltă sau folosesc sisteme de securitate sunt pur și simplu nefamiliarizați cu acest fenomen și cu cât de ușor poate fi exploatat de către un atacator. Din câte știm, acesta este primul lucru detaliat studierea consecinţelor acestor fenomene asupra securităţii informaţiei.

Atacurile asupra unităților criptate

Criptarea hard disk-urilor este o metodă binecunoscută de protecție împotriva furtului de date. Mulți oameni cred că sistemele de criptare hard disk le vor proteja datele, chiar dacă un atacator a obținut acces fizic la computer (de fapt, pentru asta sunt, nota editorului). O lege de stat din California, adoptată în 2002, impune raportarea posibilelor dezvăluiri de date personale numai dacă datele nu au fost criptate, deoarece. Se crede că criptarea datelor este o măsură de protecție suficientă. Deși legea nu descrie ceva anume solutii tehnice, mulți experți recomandă utilizarea sistemelor de criptare pentru hard disk-uri sau partiții, care vor fi considerate suficiente măsuri de protecție. Rezultatele cercetării noastre au arătat că încrederea în criptarea discurilor este nefondată. Un atacator mai puțin calificat poate ocoli multe sisteme de criptare utilizate în mod obișnuit dacă un laptop cu date este furat în timp ce este pornit sau în modul de repaus. Și datele de pe un laptop pot fi citite chiar dacă se află pe o unitate criptată, așa că utilizarea sistemelor de criptare a hard diskului nu este o măsură suficientă.

Am folosit mai multe tipuri de atacuri asupra sistemelor binecunoscute de criptare a hard diskului. Ceea ce a durat cel mai mult timp a fost instalarea discurilor criptate și verificarea corectitudinii cheilor de criptare detectate. Obținerea unei imagini RAM și căutarea cheilor a durat doar câteva minute și a fost complet automatizată. Există motive să credem că majoritatea sistemelor de criptare a hard diskului sunt susceptibile la atacuri similare.

BitLocker

BitLocker este un sistem inclus în unele versiuni de Windows Vista. Funcționează ca un driver care rulează între sistemul de fișiere și driverul de hard disk, criptând și decriptând sectoarele selectate la cerere. Cheile folosite pentru criptare rămân în RAM atâta timp cât discul criptat este criptat.

Pentru a cripta fiecare sector al unui hard disk, BitLocker folosește aceeași pereche de chei creată de algoritmul AES: o cheie de criptare a sectorului și o cheie de criptare care funcționează în modul Cipher Block Chaining (CBC). Aceste două chei sunt la rândul lor criptate cu cheia principală. Pentru a cripta un sector, se efectuează o procedură de adăugare binară pe textul simplu cu cheia de sesiune generată prin criptarea octetului de compensare a sectorului cu cheia de criptare a sectorului. Datele rezultate sunt apoi procesate de două funcții de amestecare care folosesc algoritmul Elephant dezvoltat de Microsoft. Aceste funcții fără cheie sunt utilizate pentru a crește numărul de modificări la toți biții de criptare și, în consecință, pentru a crește incertitudinea datelor sectorului criptat. În ultima etapă, datele sunt criptate cu algoritmul AES în modul CBC, folosind cheia de criptare corespunzătoare. Vectorul de inițializare este determinat prin criptarea octetului de offset al sectorului cu cheia de criptare utilizată în modul CBC.

Am implementat un atac demonstrativ complet automat numit BitUnlocker. În acest caz, un extern disc USB cu sistem de operare Linux și un bootloader modificat bazat pe SYSLINUX și driverul FUSE care vă permite să conectați unități criptate BitLocker la sistemul de operare Linux. Pe un computer de testare care rulează Windows Vista, alimentarea a fost oprită, USB a fost conectat hard disk, iar încărcarea a avut loc de la acesta. După aceea, BitUnlocker a aruncat automat memoria RAM pe o unitate externă, a folosit programul de căutare a cheilor pentru a căuta posibile chei, a încercat toate opțiunile potrivite (perechi de chei de criptare sectorială și cheie de mod CBC) și, dacă a reușit, a conectat unitatea criptată. De îndată ce discul a fost conectat, a devenit posibil să lucrați cu el ca orice alt disc. Pe un laptop modern cu 2 gigabiți de memorie RAM, procesul a durat aproximativ 25 de minute.

Este de remarcat faptul că acest atac a devenit posibil să fie efectuat fără inginerie inversă a vreunui software. În documentație sistem Microsoft BitLocker este descris suficient pentru a înțelege rolul cheii de criptare a sectorului și al cheii modului CBC și pentru a crea propriul program care implementează întregul proces.

Principala diferență dintre BitLocker și alte programe din această clasă este modul în care sunt stocate cheile atunci când unitatea criptată este deconectată. În mod implicit, în modul de bază, BitLocker protejează cheia principală doar cu ajutorul unui modul TPM, care există pe multe PC-uri moderne. Această metodă, care pare a fi utilizată pe scară largă, este deosebit de vulnerabilă la atacul nostru, deoarece permite obținerea cheilor de criptare chiar dacă computerul a fost oprit mult timp, deoarece la pornirea computerului, cheile sunt încărcate automat în RAM (înainte de fereastra de conectare) fără a introduce informații de autentificare.

Aparent, specialiștii Microsoft sunt familiarizați cu această problemă și, prin urmare, recomandă configurarea BitLocker într-un mod îmbunătățit, în care cheile sunt protejate nu numai folosind TPM, ci și cu o parolă sau cheie pe un dispozitiv extern. Dispozitiv de stocare USB. Dar, chiar și în acest mod, sistemul este vulnerabil dacă un atacator obține acces fizic la PC în momentul în care acesta funcționează (poate fi chiar blocat sau în modul de repaus (se consideră stările - pur și simplu oprit sau hibernare în acest caz). nu sunt susceptibile la acest atac).

FileVault

Sistemul FileVault de la Apple a fost parțial investigat și proiectat invers. În Mac OS X 10.4, FileVault utilizează o cheie AES de 128 de biți în modul CBC. La introducerea parolei utilizatorului, antetul este decriptat, conținând cheia AES și a doua cheie K2, folosită pentru calcularea vectorilor de inițializare. Vectorul de inițializare pentru I-lea bloc de disc este calculat ca HMAC-SHA1 K2(I).

Am folosit programul nostru EFI pentru a crea imagini RAM pentru a obține date de pe un computer Macintosh (pe baza procesor Intel) cu o unitate montată criptată de FileVault. După aceasta, programul keyfind a găsit automat cheile FileVault AES fără erori.

Fără un vector de inițializare, dar cu cheia AES rezultată, devine posibilă decriptarea a 4080 din cei 4096 de octeți ai fiecărui bloc de disc (toți cu excepția primului bloc AES). Ne-am asigurat că vectorul de inițializare este și el în dump. Presupunând că datele nu au fost încă corupte, un atacator poate determina vectorul încercând toate șirurile de 160 de biți din dump unul câte unul și verificând dacă pot forma un posibil text simplu atunci când sunt adăugate binar la prima parte decriptată a blocului. . Împreună, utilizarea programelor precum vilefault, chei AES și un vector de inițializare vă permit să decriptați complet un disc criptat.

În timp ce investigăm FileVault, am descoperit că Mac OS X 10.4 și 10.5 lasă mai multe copii ale parolei utilizatorului în memorie, unde sunt vulnerabili la acest atac. Parolele conturilor sunt adesea folosite pentru a proteja cheile, care la rândul lor pot fi folosite pentru a proteja frazele de acces ale unităților criptate cu FileVault.

TrueCrypt

TrueCrypt este un sistem de criptare popular cu sursă deschisă, care rulează pe Windows, MacOS și Linux. Acceptă mulți algoritmi, inclusiv AES, Serpent și Twofish. În versiunea 4, toți algoritmii funcționau în modul LRW; în cea de-a 5-a versiune actuală, folosesc modul XTS. TrueCrypt stochează cheia de criptare și modifică cheia în antetul partiției de pe fiecare unitate, care este criptată cu o cheie diferită derivată din parola introdusă de utilizator.

Am testat TrueCrypt 4.3a și 5.0a care rulează pe Linux. Am conectat unitatea, criptată cu o cheie AES de 256 de biți, apoi am scos alimentarea și am folosit propriul software de descărcare a memoriei pentru a porni. În ambele cazuri, keyfind a găsit o cheie de criptare intactă de 256 de biți. De asemenea, în cazul TrueCrypt 5.0.a, keyfind a reușit să recupereze cheia de ajustare a modului XTS.

Pentru a decripta discurile create de TrueCrypt 4, trebuie să modificați cheia modului LRW. Am descoperit că sistemul îl stochează în patru cuvinte înainte de programarea cheilor AES. În depozitul nostru, cheia LRW nu a fost coruptă. (Dacă au apărut erori, vom putea recupera cheia).

Dm-cripta

Nucleul Linux, începând cu versiunea 2.6, include suport încorporat pentru dm-crypt, un subsistem de criptare a discului. Dm-crypt folosește o varietate de algoritmi și moduri, dar în mod implicit folosește un cifr AES de 128 de biți în modul CBC cu IV-uri generate nu pe baza informațiilor cheie.

Am testat partiția creată de dm-crypt folosind ramura LUKS (Linux Unified Key Setup) a utilitarului cryptsetup și nucleul 2.6.20. Discul a fost criptat folosind AES în modul CBC. Am oprit pentru scurt timp alimentarea și, folosind un bootloader PXE modificat, am făcut o descărcare de memorie. Programul keyfind a detectat o cheie AES corectă de 128 de biți, care a fost recuperată fără erori. După ce este restaurat, atacatorul poate decripta și monta partiția criptată dm-crypt prin modificarea utilitarului cryptsetup, astfel încât să accepte cheile în formatul necesar.

Metode de protecție și limitările acestora

Implementarea protecției împotriva atacurilor asupra memoriei RAM nu este banală, deoarece cheile criptografice utilizate trebuie să fie stocate undeva. Vă sugerăm să vă concentrați eforturile pe distrugerea sau ascunderea cheilor înainte ca un atacator să poată obține acces fizic la PC, împiedicând rularea software-ului de descărcare RAM, protejând fizic cipurile RAM și reducând durata de viață a datelor RAM atunci când este posibil.

Suprascrierea memoriei

În primul rând, ar trebui, ori de câte ori este posibil, să evitați stocarea cheilor în RAM. Trebuie să suprascrieți informațiile cheie atunci când nu mai sunt utilizate și să împiedicați copiarea datelor în fișierele de pagină. Memoria trebuie ștearsă în prealabil folosind instrumente OS sau biblioteci suplimentare. Desigur, aceste măsuri nu vor proteja cheile utilizate în prezent, deoarece acestea trebuie să fie stocate în memorie, cum ar fi cheile utilizate pentru discuri criptate sau pe servere web securizate.

De asemenea, RAM trebuie să fie șters în timpul procesului de pornire. Unele PC-uri pot fi configurate pentru a șterge memoria RAM la pornire folosind un instrument de curățare. Solicitare POST(Autotestare la pornire) înainte de a încărca sistemul de operare. Dacă un atacator nu poate împiedica executarea acestei solicitări, atunci nu va putea face un dump de memorie cu informații importante pe acest PC. Dar, el încă mai are posibilitatea de a elimina cipurile RAM și de a le introduce într-un alt PC cu setările BIOS de care are nevoie.

Restricționarea descărcării din rețea sau de pe medii amovibile

Multe dintre atacurile noastre au fost efectuate folosind descărcări prin rețea sau de pe medii amovibile. PC-ul trebuie configurat să solicite o parolă de administrator pentru a porni din aceste surse. Dar trebuie remarcat faptul că, chiar dacă sistemul este configurat să pornească numai de pe hard disk-ul principal, un atacator poate schimba unitatea de disc în sine sau, în multe cazuri, poate reseta NVRAM-ul computerului pentru a reveni la setările inițiale BIOS.

Modul de repaus sigur

Rezultatele studiului au arătat că simpla blocare a desktop-ului PC-ului (adică sistemul de operare continuă să funcționeze, dar pentru a începe să interacționați cu acesta trebuie să introduceți o parolă) nu protejează conținutul RAM. De asemenea, modul de hibernare nu este eficient dacă computerul este blocat la întoarcerea din modul de repaus, deoarece un atacator poate activa revenirea din modul de repaus, apoi poate reporni laptopul și poate face o descărcare de memorie. Nici modul de hibernare (conținutul RAM este copiat pe hard disk) nu va ajuta, cu excepția cazurilor de utilizare a informațiilor cheie pe medii înstrăinate pentru a restabili funcționarea normală.

În majoritatea sistemelor de criptare a hard diskului, utilizatorii se pot proteja prin oprirea computerului. (Sistemul Bitlocker în modul de funcționare de bază al modulului TPM rămâne vulnerabil, deoarece discul va fi conectat automat când computerul este pornit). Conținutul memoriei poate persista pentru o perioadă scurtă de timp după ce a fost deconectat, așa că se recomandă să vă monitorizați stația de lucru pentru încă câteva minute. În ciuda eficienței sale, această măsură este extrem de incomodă din cauza timpului lung de încărcare a stațiilor de lucru.

Trecerea la modul de repaus poate fi asigurată în următoarele moduri: solicitați o parolă sau alt secret pentru a „trezi” stația de lucru și criptați conținutul memoriei cu o cheie derivată din această parolă. Parola trebuie să fie puternică, deoarece un atacator poate face o descărcare de memorie și apoi poate încerca să ghicească parola prin forță brută. Dacă criptarea întregii memorie nu este posibilă, trebuie să criptați numai acele zone care conțin informații cheie. Unele sisteme pot fi configurate să intre în acest tip de mod de repaus protejat, deși aceasta nu este de obicei setarea implicită.

Evitarea calculelor prealabile

Cercetările noastre au arătat că utilizarea precalculării pentru a accelera operațiunile criptografice face informațiile cheie mai vulnerabile. Precalculele au ca rezultat informații redundante despre datele cheie care apar în memorie, ceea ce permite unui atacator să recupereze cheile chiar dacă există erori. De exemplu, așa cum este descris în Secțiunea 5, informațiile despre cheile iterative ale algoritmilor AES și DES sunt extrem de redundante și utile unui atacator.

Neefectuarea calculelor prealabile va reduce performanța deoarece calculele potențial complexe vor trebui repetate. Dar, de exemplu, puteți stoca în cache valorile precalculate pentru o anumită perioadă de timp și puteți șterge datele primite dacă nu sunt utilizate în acest interval. Această abordare reprezintă un compromis între securitate și performanța sistemului.

Extindere cheie

O altă modalitate de a preveni recuperarea cheii este de a modifica informațiile cheie stocate în memorie, astfel încât să fie mai dificilă recuperarea cheii din cauza diverse erori. Această metodă a fost discutată în teorie, unde s-a arătat o funcție rezistentă la descoperire a cărei intrare rămâne ascunsă chiar dacă aproape toată ieșirea a fost descoperită, la fel ca funcționarea funcțiilor unidirecționale.

În practică, imaginați-vă că avem o cheie AES K pe 256 de biți care nu este utilizată în prezent, dar va fi necesară mai târziu. Nu îl putem suprascrie, dar vrem să-l facem rezistent la încercările de recuperare. O modalitate de a realiza acest lucru este de a aloca o zonă mare de date B-bit, de a o completa cu date aleatoare R și apoi de a stoca în memorie rezultatul următoarei transformări K+H(R) (sumare binară, nota editorului), unde H este o funcție hash, cum ar fi SHA-256.

Acum imaginați-vă că alimentarea a fost oprită, acest lucru ar face ca biții d din această zonă să fie modificați. Dacă funcția hash este puternică, atunci când încearcă să recupereze cheia K, atacatorul poate conta doar că poate ghici ce părți din zona B au fost modificate din aproximativ jumătate care s-ar fi putut schimba. Dacă d biți au fost modificați, atacatorul va trebui să caute o zonă de dimensiune (B/2+d)/d pentru a găsi valorile corecte ale lui R și apoi să recupereze cheia K. Dacă zona B este mare, astfel o căutare poate fi foarte lungă, chiar dacă d este relativ mic

În teorie, am putea stoca toate cheile în acest fel, calculând fiecare cheie doar atunci când avem nevoie de ea și ștergând-o când nu avem nevoie de ea. Astfel, folosind metoda de mai sus, putem stoca cheile în memorie.

Protecție fizică

Unele dintre atacurile noastre s-au bazat pe accesul fizic la cipurile de memorie. Astfel de atacuri pot fi prevenite prin protecția memoriei fizice. De exemplu, modulele de memorie sunt amplasate într-o carcasă închisă pentru PC sau sunt sigilate cu adeziv epoxidic pentru a preveni încercările de a le îndepărta sau de a le accesa. De asemenea, puteți implementa ștergerea memoriei ca răspuns la temperaturi scăzute sau încercări de deschidere a carcasei. Această metodă va necesita instalarea de senzori cu un sistem de alimentare independent. Multe dintre aceste metode implică hardware rezistent la manipulare (cum ar fi coprocesorul IBM 4758) și pot crește foarte mult costul stației de lucru. Pe de altă parte, utilizarea memoriei lipite la placa de baza, va costa mult mai putin.

Schimbarea arhitecturii

Puteți schimba arhitectura PC-ului. Acest lucru este imposibil pentru computerele deja utilizate, dar vă va permite să vă asigurați altele noi.

Prima abordare este de a proiecta module DRAM astfel încât acestea să ștergă toate datele mai repede. Acest lucru poate fi dificil, deoarece obiectivul de a șterge datele cât mai repede posibil intră în conflict cu celălalt obiectiv de a împiedica datele să dispară între perioadele de reîmprospătare a memoriei.

O altă abordare este adăugarea hardware-ului de stocare a informațiilor cheie care este garantat să ștergă toate informațiile din stocarea sa la pornire, repornire și oprire. În acest fel, vom avea un loc securizat pentru a stoca mai multe chei, deși vulnerabilitatea asociată cu precalcularea acestora va rămâne.

Alți experți au propus o arhitectură în care conținutul memoriei să fie criptat permanent. Dacă, în plus, implementăm ștergerea cheilor la repornire și întreruperea alimentării, atunci această metodă va oferi suficientă protecție împotriva atacurilor pe care le-am descris.

Calculatoare de încredere

Hardware-ul corespunzător conceptului de „calcul de încredere”, de exemplu, sub formă de module TPM, este deja folosit în unele PC-uri. Deși util în protejarea împotriva unor atacuri, în forma sa actuală astfel de echipamente nu ajută la prevenirea atacurilor pe care le descriem.

Folosit module TPM nu implementați criptare completă. În schimb, ei observă procesul de pornire pentru a decide dacă este sigur să încărcați cheia în RAM sau nu. Dacă software-ul trebuie să utilizeze o cheie, atunci se poate implementa următoarea tehnologie: cheia, într-o formă utilizabilă, nu va fi stocată în RAM până când procesul de pornire decurge conform așteptărilor. Dar de îndată ce cheia este în RAM, aceasta devine imediat o țintă pentru atacurile noastre. TPM-urile pot împiedica încărcarea unei chei în memorie, dar nu împiedică citirea acesteia din memorie.

Concluzii

Contrar credinței populare, modulele DRAM stochează date pentru o perioadă relativ lungă de timp atunci când sunt dezactivate. Experimentele noastre au arătat că acest fenomen permite o întreagă clasă de atacuri care pot obține date sensibile, cum ar fi chei de criptare, din RAM, în ciuda încercărilor sistemului de operare de a-și proteja conținutul. Atacurile pe care le descriem sunt implementabile în practică, iar exemplele noastre de atacuri asupra sisteme populare criptarea o dovedește.

Dar și alte tipuri de software sunt vulnerabile. Sistemele de management al drepturilor digitale (DRM) folosesc adesea chei simetrice stocate în memorie, iar acestea pot fi, de asemenea, obținute folosind metodele descrise. După cum am arătat, serverele web compatibile cu SSL sunt, de asemenea, vulnerabile, deoarece se stochează în memorie chei private necesare pentru a crea sesiuni SSL. Metodele noastre de găsire a informațiilor cheie sunt susceptibile de a fi eficiente pentru a găsi parole, numere de cont și orice altele informatii importante, stocat în RAM.

Se pare că nu mod simplu eliminați vulnerabilitățile găsite. Schimbarea software-ului nu va fi, cel mai probabil, eficientă; modificările hardware vor ajuta, dar costurile de timp și resurse vor fi mari; Tehnologia de calcul de încredere în forma sa actuală este, de asemenea, ineficientă, deoarece nu poate proteja cheile aflate în memorie.

În opinia noastră, laptopurile care sunt adesea amplasate în locuri publice și funcționează în moduri care sunt vulnerabile la aceste atacuri sunt cele mai susceptibile la acest risc. Prezența unor astfel de riscuri arată că criptarea discului protejează datele importante într-o măsură mai mică decât se crede în mod obișnuit.

Ca urmare, este posibil să trebuiască să tratați memoria DRAM ca pe o componentă nesigură a unui computer modern și să evitați procesarea importante informații confidențialeîn ea. Dar, deocamdată, acest lucru nu este practic până când arhitectura PC-urilor moderne nu se schimbă pentru a permite software-ului să stocheze cheile într-o locație sigură.