Linux disk encryption and self-encrypting drives -- A case study on Opal2 drives security

Immagina che l'hard disk del tuo computer sia una cassaforte bancaria ad alta tecnologia. Per anni, abbiamo protetto il denaro all'interno (i tuoi dati) assumendo una guardia molto attenta (la crittografia software) che controlla ogni singola borsa prima che entri o esca. Ma di recente, i produttori di casseforti hanno iniziato a costruire le guardie direttamente nella porta della cassaforte stessa. Queste sono chiamate Self-Encrypting Drives (SED), specificamente quelle di tipo Opal2. L'idea era semplice: se la cassaforte si chiude da sola, dovrebbe essere più veloce e sicura, giusto?

Beh, un team di curiosi detective dell'Università Masaryk ha deciso di testare questa teoria. Non si sono limitati a prendere per parola i produttori; hanno preso 38 diverse casseforti "da scaffale" di varie marche, alcune nuove e altre usate, e le hanno sottoposte a un rigoroso test di stress black-box. Non sapevano come fossero costruite all'interno; hanno solo inviato comandi e osservato cosa accadeva.

Ecco cosa hanno scoperto, e perché è un po' un'altalena.

La "Chiave Magica" che non era così Magica

La sorpresa più grande? Alcune di queste casseforti "intelligenti" stavano in realtà facendo degli inganni alla crittografia.

Pensa alla crittografia come a un codice segreto dove ogni lettera che scrivi viene rimescolata. Per assicurarsi che il codice sia davvero sicuro, lo rimescolatore deve usare una "torsione" unica per ogni singola pagina del tuo diario. Se scrivi la stessa frase a pagina 1 e a pagina 100, la versione rimescolata dovrebbe apparire totalmente diversa.

I ricercatori hanno scoperto che su diversi dischi (come alcuni di Lenovo e Samsung) le casseforti stavano diventando pigre. Usavano la stessa torsione per più pagine. È come se una spia usasse la stessa stretta di mano segreta per ogni singolo agente che incontra. Se un attaccante vede lo stesso schema due volte, può indovinare il messaggio segreto, anche senza la chiave. In alcuni casi, i dischi usavano una dimensione di "blocco" interna di 4096 byte ma fingevano che fosse più piccola, causando il riutilizzo della "torsione" nella seconda metà del blocco. Non è stato un disastro totale, ma significava che se cambiavi la tua password, alcuni vecchi schemi potrebbero essere ancora visibili nei dati rimescolati.

Il Generatore di "Numeri Casuali" che non era Casuale

Per bloccare la cassaforte, hai bisogno di una chiave veramente casuale. Immagina di dover scegliere il numero vincente della lotteria. Se la macchina che sceglie i numeri è guasta e sceglie sempre "7, 14, 21", sei nei guai.

Lo standard Opal2 chiede al disco di agire come un generatore di numeri casuali. I ricercatori hanno testato questo chiedendo ai dischi di emettere 1 MB di dati casuali e controllando se i numeri fossero veramente mescolati.

• Il Risultato: Diversi dischi sono falliti miseramente. Alcuni dischi (come certi modelli Lenovo e Samsung) erano così prevedibili che stavano praticamente contando: "1, 2, 3... 32, 1, 2, 3..."
• Il Verdetto: Il documento suggerisce che se ti affidi al generatore del disco per creare le tue chiavi segrete, potresti usare una chiave che un attaccante può indovinare. Per questo motivo, i ricercatori hanno deciso di non usare il generatore casuale del disco per la crittografia Linux. Al contrario, si affidano al generatore casuale del computer, che è molto più affidabile.

La Funzionalità "Super User" che era Rotta

Esiste una funzione speciale chiamata SUM (Single-User Mode). Immaginala come una chiave "Manager" e una chiave "User". Il Manager può configurare la cassaforte, ma l'User è l'unico che può aprirla. Il Manager non dovrebbe poter sbirciare tra le cose dell'User.

I ricercatori hanno provato a configurare questa funzione su i dischi. Hanno scoperto che, sebbene molti dischi dichiarassero di supportare questa funzione, l'implementazione reale era spesso difettosa. Su alcuni dischi, il "Manager" poteva ancora sbloccare i dati dell' "User", o il passaggio tra le modalità era così instabile che un attaccante poteva interrompere il processo e rubare i dati. A causa di questi glitch, i ricercatori hanno scoperto che, su 24 dischi che dichiaravano di supportare questa modalità "Super User", solo 14 funzionavano effettivamente abbastanza correttamente da poter essere considerati affidabili.

Il Problema del "Pulsante di Reset"

Ogni cassaforte ha un pulsante di reset principale chiamato PSID (Physical Security Identification). È un codice stampato su un adesivo sul disco. Se dimentichi la tua password, puoi usare questo codice per cancellare il disco e ricominciare da capo.

I ricercatori hanno riscontrato alcuni problemi qui:

1. Codici Prevedibili: Su alcuni dischi (specificamente un lotto di Western Digital), i codici di reset non erano veramente casuali. Seguivano uno schema. Se conoscevi il codice di un disco, potevi indovinare il codice di un altro disco dello stesso lotto semplicemente provando alcuni numeri.
2. Segreti Dimenticati: Molti utenti non si rendono conto che questo codice sull'adesivo è un segreto. Le persone pubblicano foto dei loro dischi online con il codice chiaramente visibile. Se un hacker vede quella foto e ha l'accesso remoto al tuo disco bloccato, può cancellare istantaneamente i tuoi dati.
3. Controllatori Lenienti: Alcuni dischi (come certi modelli Micron) erano troppo permissivi. Accettavano il codice di reset anche se aggiungevi delle lettere extra alla fine. È come un buttafuori che ti fa entrare anche se dici che il tuo nome è "John Smith" quando sulla lista c'è solo "John". Non è un attacco diretto, ma dimostra che l'ingegneria della sicurezza era trascurata.

L'Impostore "Pyrite"

Prima ancora di iniziare i test, il team ha dovuto scartare 12 dischi. Perché? Perché erano etichettati come "Opal2" (la versione ad alta sicurezza) ma erano in realtà Pyrite2. Pyrite2 è come una versione "Lite" della cassaforte: ha una serratura, ma non cripta realmente i dati all'interno. È solo una porta che dice "Vietato l'ingresso" senza avere vere pareti. I ricercatori hanno dovuto filtrarli per assicurarsi di testare una crittografia reale.

La Buona Notizia: Un Nuovo Strumento per Linux

Nonostante tutte queste casseforti traballanti, i ricercatori non si sono limitati a dire "è rotto" e se ne sono andati. Hanno costruito un nuovo set di strumenti per Linux (il sistema operativo usato da molti server e computer orientati alla privacy).

Hanno creato un modo per controllare automaticamente se un disco si sta comportando correttamente prima di permettirti di usarlo. Se un disco prova a usare un cattivo generatore di numeri casuali o ha una modalità "Super User" difettosa, il nuovo software lo individuerà e passerà automaticamente a una modalità più sicura e standard. Hanno anche rilasciato la loro "Opal Test Suite" come strumento open-source, in modo che chiunque possa controllare i propri dischi.

Il Punto Fondamentale

Il documento conclude che, sebbene la crittografia hardware (SED) sia un'ottima idea, la realtà attuale è disordinata. I produttori spesso prendono scorciatoie, implementano le funzioni in modo errato o lasciano falle di sicurezza.

• Ciò che hanno escluso: Hanno dimostrato che non si può fidare ciecamente del generatore di numeri casuali del disco o della sua modalità "Super User" senza prima controllare.
• Ciò che hanno dimostrato: Hanno misurato fallimenti specifici in 38 dischi, mostrando che i bug del firmware sono reali e comuni.
• La conclusione: La crittografia hardware non è ancora uno scudo magico. È uno strato utile, ma deve essere abbinata a un software intelligente (come i nuovi strumenti Linux che hanno costruito) per intercettare gli errori commessi dall'hardware. Finché i produttori non risolveranno questi problemi di firmware, la scommessa più sicura è trattare l'hardware come un aiutante, non come l'unico guardiano dei tuoi segreti.