A Note on the Influence of a Zero Length Nonce on GCM and GMAC
Dieses Paper präsentiert einen einfachen Angriff, der den Hash-Schlüssel von GCM und GMAC zurückgewinnt, wenn ein Null-Längen-Nonce verwendet wird, was eine beliebige Fälschung ermöglicht – eine Schwachstelle, die spezifisch für den ISO/IEC-Standard ist, der solche Nonces zulässt, aber nicht die NIST-Version, welche eine Mindestlänge vorschreibt.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich die digitale Welt als eine geschäftige Stadt vor, in der jede gesendete Nachricht wie ein versiegelter Brief ist. Um diese Briefe sicher aufzubewahren, verwenden wir spezielle Schlösser namens Verschlüsselung, und um sicherzustellen, dass niemand sie manipuliert hat, bringen wir ein einzigartiges Wachssiegel namens „Tag“ an. Eine der populärsten Arten, dies zu tun, ist ein System namens GCM (Galois/Counter Mode). Betrachten Sie GCM als ein hochmodernes Postamt, das Ihren Brief nicht nur verschließt, sondern ihn auch mit einem mathematischen Fingerabdruck stempelt. Dieser Fingerabdruck wird mithilfe eines geheimen „Hash-Schlüssels“ erstellt, einer speziellen Zahl, die nur dem Absender und dem Empfänger bekannt ist. Wenn der Fingerabdruck bei der Ankunft des Briefes übereinstimmt, weiß jeder, dass er echt ist. Wenn der Fingerabdruck falsch ist, wird der Brief abgelehnt. Dieses System wird überall eingesetzt, von Ihrem WLAN bis hin zum sicheren Online-Banking, daher ist es entscheidend, den geheimen Hash-Schlüssel sicher aufzubewahren. Wenn ein böswilliger Akteur diesen Schlüssel stiehlt, könnte er eigene Briefe fälschen und das Postamt täuschen, indem er vorgibt, sie seien echt.
Eine kürzlich erschienene Notiz des Forschers Yaobin Shen untersucht eine sehr spezifische, etwas ungewöhnliche Sicherheitslücke in der Art und Weise, wie dieses System manchmal konfiguriert wird. Die Arbeit konzentriert sich auf ein winziges Detail: die „Nonce“. In der Welt von GCM ist die Nonce wie eine eindeutige Seriennummer oder ein Einmalpasswort, das für jeden gesendeten Brief unterschiedlich sein muss. Sie stellt sicher, dass selbst wenn Sie dieselbe Nachricht zweimal senden, das Schloss und das Siegel völlig unterschiedlich aussehen. Die Arbeit untersucht, was passiert, wenn jemand versehentlich – oder absichtlich – eine „Null-Längen“-Nonce verwendet, was im Grunde eine leere Schachtel ohne Inhalt ist. Während einige offizielle Regelwerke für dieses System (speziell die ISO/IEC-Versionen) eine solche leere Schachtel erlauben, verbieten andere (wie die NIST-Version) dies strikt und verlangen mindestens ein klein wenig Daten. Shens Arbeit zeigt, dass, wenn man den Regeln folgt, die die leere Schachtel erlauben, ein geschickter Angreifer diese leere Schachtel nutzen kann, um die Mathematik hinter dem Siegel zu knacken.
Die Arbeit demonstriert einen cleveren Trick, bei dem ein Angreifer, indem er lediglich eine mit dieser leeren Nonce verschlüsselte Nachricht beobachtet, ein komplexes mathematisches Rätsel lösen kann, um den geheimen Hash-Schlüssel zurückzugewinnen. Es ist, als würde ein Dieb bemerken, dass, wenn man eine Tür mit einem leeren Schlüsselloch abschließt, das Schloss in einer Weise klickt, die die Form des Generalschlüssels offenbart. Soblich der Angreifer diesen Schlüssel hat, kann er jede beliebige Nachricht fälschen. Er kann gefälschte Briefe mit perfekten Siegeln erstellen, die das System als echt akzeptiert. Der Autor merkt an, dass dieser Angriff spezifisch gegen die Versionen des Systems funktioniert, die die leere Nonce erlauben, aber gegen die Versionen, die eine nicht-leere Nonce vorschreiben, vollständig scheitert. Die Arbeit deutet nicht nur an, dass dies passieren könnte; sie liefert eine klare, schrittweise Methode, die genau zeigt, wie die Mathematik in diesem spezifischen Szenario zusammenbricht, und beweist damit, dass die „leere Schachtel“ eine gefährliche Schwachstelle in bestimmten Implementierungen ist.
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