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

Imagine que o disco rígido do seu computador é um cofre de alta tecnologia. Durante anos, protegemos o dinheiro dentro dele (seus dados) contratando um guarda muito cuidadoso (criptografia de software) que verifica cada bolsa antes de entrar ou sair. Mas recentemente, os fabricantes de cofres começaram a construir os guardas integrados na própria porta do cofre. Estes são chamados de Unidades Auto-Criptografadas (SEDs), especificamente do tipo Opal2. A ideia era simples: se o cofre se tranca sozinho, deve ser mais rápido e seguro, certo?

Bem, uma equipe de detetives curiosos da Universidade de Masaryk decidiu testar essa teoria. Eles não apenas aceitaram a palavra dos fabricantes; eles pegaram 38 diferentes cofres "prontos para o uso" de várias marcas, alguns novos e outros usados, e os submeteram a um rigoroso teste de estresse de caixa preta. Eles não sabiam como os cofres eram construídos por dentro; eles apenas enviavam comandos e observavam o que acontecia.

Aqui está o que eles descobriram, e por que isso é um pouco como uma montanha-russa.

A "Chave Mágica" que não era tão Mágica

A maior surpresa? Alguns desses cofres "inteligentes" estavam, na verdade, pregando peças na criptografia.

Pense na criptografia como um código secreto onde cada letra que você escreve é embaralhada. Para garantir que o código seja verdadeiramente seguro, o embaralhador precisa usar um "giro" único para cada página do seu diário. Se você escrever a mesma frase na página 1 e na página 100, a versão embaralhada deve parecer totalmente diferente.

Os pesquisadores descobriram que em vários discos (como alguns da Lenovo e Samsung), os cofres estavam ficando preguiçosos. Eles estavam usando o mesmo "giro" para múltiplas páginas. É como se um espião usasse o mesmo aperto de mão secreto para cada agente que encontrasse. Se um atacante visse o mesmo padrão duas vezes, ele poderia adivinhar qual era a mensagem secreta, mesmo sem a chave. Em alguns casos, os discos estavam usando um tamanho de "bloco" de 4096 bytes internamente, mas fingindo que era menor, fazendo com que o "giro" fosse reutilizado na segunda metade do bloco. Não foi um desastre total, mas significou que, se você mudasse sua senha, alguns padrões antigos ainda poderiam estar visíveis nos dados embaralhados.

O Gerador de "Números Aleatórios" que não era Aleatório

Para trancar o cofre, você precisa de uma chave verdadeiramente aleatória. Imagine tentar escolher um número da loteria vencedor. Se a máquina que escolhe os números estiver quebrada e sempre escolher "7, 14, 21", você terá problemas.

O padrão Opal2 pede que o disco atue como um gerador de números aleatórios. Os pesquisadores testaram isso pedindo ao disco para cuspir 1 MB de dados aleatórios e verificando se os números estavam realmente misturados.

• O Resultado: Vários discos falharam miseravelmente. Alguns discos (como certos modelos da Lenovo e Samsung) eram tão previsíveis que estavam basicamente contando: "1, 2, 3... 32, 1, 2, 3..."
• O Veredito: O artigo sugere que, se você confiar no gerador do disco para criar suas chaves secretas, poderá estar usando uma chave que um atacante pode adivinhar. Por causa disso, os pesquisadores decidiram não usar o gerador aleatório do disco para a criptografia do Linux. Em vez disso, eles aderem ao próprio gerador aleatório do computador, que é muito mais confiável.

O Recurso de "Super Usuário" que estava Quebrado

Existe um recurso especial chamado SUM (Modo de Usuário Único). Pense nisso como uma chave de "Gerente" e uma de "Usuário". O Gerente pode configurar o cofre, mas o Usuário é o único que pode abri-lo. O Gerente não deve ser capaz de espiar as coisas do Usuário.

Os pesquisadores tentaram configurar isso nos discos. Eles descobriram que, embora muitos discos diziam suportar esse recurso, a implementação real era frequentemente defeituosa. Em alguns discos, o "Gerente" ainda conseguia desbloquear os dados do "Usuário", ou a transição entre os modos era tão instável que um atacante poderia interromper o processo e roubar os dados. Devido a essas falhas, os pesquisadores descobriram que, de 24 discos que alegavam suportar este modo de "Super Usuário", apenas 14 funcionavam corretamente o suficiente para serem confiáveis.

O Problema do "Botão de Reset"

Todo cofre tem um botão de reset mestre chamado PSID (Identificação de Segurança Física). É um código impresso em um adesivo no disco. Se você esquecer sua senha, pode usar esse código para apagar o disco e começar de novo.

Os pesquisadores encontraram alguns problemas aqui:

1. Códigos Previsíveis: Em alguns discos (especificamente um lote da Western Digital), os códigos de reset não eram verdadeiramente aleatórios. Eles seguiam um padrão. Se você soubesse o código de um disco, poderia adivinhar o código de outro disco do mesmo lote apenas tentando alguns números.
2. Segredos Esqucidos: Muitos usuários não percebem que este código de adesivo é um segredo. As pessoas postam fotos de seus discos online com o código claramente visível. Se um hacker vir essa foto e tiver acesso remoto ao seu disco bloqueado, ele pode apagar seus dados instantaneamente.
3. Verificadores Lenientes: Alguns discos (como certos modelos da Micron) eram "bonzinhos" demais. Eles aceitavam o código de reset mesmo se você adicionasse letras extras ao final dele. É como um segurança deixando você entrar mesmo se você disser que seu nome é "João Smith" quando a lista diz apenas "João". Não é um hack direto, mas mostra que a engenharia de segurança foi descuidada.

O Impostor "Pyrite"

Antes mesmo de começarem os testes, a equipe teve que descartar 12 discos. Por quê? Porque eles estavam rotulados como "Opal2" (a versão de alta segurança), mas eram na verdade Pyrite2. O Pyrite2 é como uma versão "Lite" do cofre — tem uma tranca, mas não criptografa os dados dentro. É apenas uma porta que diz "Proibida a Entrada" sem ter paredes de verdade. Os pesquisadores tiveram que filtrar esses para garantir que estavam testando criptografia real.

A Boa Notícia: Uma Nova Ferramenta para o Linux

Apesar de todos esses cofres instáveis, os pesquisadores não apenas disseram "está quebrado" e foram embora. Eles construíram um novo conjunto de ferramentas para o Linux (o sistema operacional usado por muitos servidores e computadores focados em privacidade).

Eles criaram uma maneira de verificar automaticamente se um disco está se comportando corretamente antes de permitir que você o use. Se um disco tentar usar um gerador de números aleatórios ruim ou tiver um modo de "Super Usuário" quebrado, o novo software irá detectá-lo e mudar automaticamente para um modo mais seguro e padrão. Eles também lançaram sua "Suíte de Testes Opal" como uma ferramenta de código aberto, para que qualquer pessoa possa verificar seus próprios discos.

A Conclusão Final

O artigo conclui que, embora a criptografia de hardware (SEDs) seja uma ótima ideia, a realidade atual é bagunçada. Os fabricantes estão frequentemente cortando caminhos, implementando recursos incorretamente ou deixando brechas de segurança.

• O que eles descartaram: Eles provaram que você não pode confiar cegamente no gerador de números aleatórios do disco ou no seu modo de "Super Usuário" sem verificar primeiro.
• O que eles provaram: Eles mediram falhas específicas em 38 discos, mostrando que bugs de firmware são reais e comuns.
• A lição: A criptografia de hardware ainda não é um escudo mágico. É uma camada útil, mas precisa ser acompanhada de softwares inteligentes (como as novas ferramentas de Linux que eles construíram) para capturar os erros que o hardware comete. Até que os fabricantes corrijam esses problemas de firmware, a opção mais segura é tratar o hardware como um ajudante, não como o único guardião dos seus segredos.