〔最新消息〕2021-01-13

Google泰坦安全金鑰遭法國研究人員駭客攻擊


 
2018年7月,在使用Yubico安全金鑰產品進行雙因素認證(2FA)多年後,Google宣佈作為競爭對手進入市場,推出自己的產品,名為Google Titan。
 
這類安全金鑰通常被稱為FIDO金鑰,以Fast IDentity線上聯盟的名字命名,該聯盟策劃了一系列認證技術的技術規範,"促進認證和設備證明標準的開發、使用和遵守"。
 
大膽地說,FIDO的目標是 "説明減少世界對密碼的過度依賴"。
 
Google Titan設備與瑞典公司Yubico和中國公司飛天(該公司實際上製造了Titan所使用的硬體)的類似產品一樣,看起來就像一個微型鑰匙扣,裡面有專門的、據說是防篡改的硬體,用於執行安全的加密計算。


 
 
就像你的信用卡上的晶片(事實上,Titan鑰匙使用的是和一些智慧卡一樣的安全處理器),或者你手機中的SIM卡,Titans的設計是為了以一種相當特殊的方式進行加密。
 
泰坦可以在內部生成加密金鑰,可以對你發送給它們的資料進行加密(或數位簽章),並且可以匯出加密(或簽名)後的資料。
 
但它們不能匯出金鑰本身的秘密部分,因為金鑰被鎖在晶片內部。
 
你可能可以想像,這使得實現安全登錄過程成為可能,其中。
 

  • ● 你不需要記住一個複雜的密碼 因為必要的加密秘密就存儲在泰坦金鑰上。
  • ● 每次登錄時提交的認證資料都是不同的,這要歸功於過程中的主動加密計算,不像傳統的密碼每次都是一樣的。
  • ● 你不能不小心把秘密透露給別人,因為它是在金鑰裡面生成的,無法提取。
  • ● 沒有金鑰,你就無法登錄,這使得它成為理想的第二認證因素--"你所擁有的東西",用行話說,與 "你所知道的東西"(如你的用戶名和常規密碼)一起。
 
簡單地說,金鑰本身不僅能生成而且還能安全地存儲自己的加密秘密,這意味著它至少在理論上不能被拷貝或複製。
 
這種防複製功能可以提供強有力的保護,防止諸如網路釣魚(即你被騙在一個虛假網站上輸入密碼)和鍵盤記錄(即你被惡意軟體感染,這些惡意軟體監控你的擊鍵,並在你輸入密碼時竊取你的密碼)等攻擊。
 

 
泰坦鑰匙使用USB(你把它們短暫地插入一個USB埠),NFC(你在一個支援NFC的設備(如手機)附近揮動它們)或藍牙(與NFC的想法相同)的選擇。因為它們不能被欺騙吐出你的秘密加密金鑰,所以即使你把它們連接到本身就感染了惡意軟體的電腦或手機上,它們也不能被掠奪或盜取資料。
 
 
當然,所有這些防拷貝保護都依賴於兩個重要的假設,即泰坦金鑰真的是防拷貝的,其內部私密資料無法被攻擊者提取。
 
這個假設剛剛被推翻。
 
來自一家名為NinjaLab公司的法國研究人員Victor Lomne和Thomas Roche剛剛發表了一篇題為《通往泰坦的側面之旅》的精彩論文。對Google泰坦安全金鑰的側通道攻擊。
 
在這篇公認技術性很強的論文中(需要很強的數學能力),他們解釋了他們如何繞過Titan的防拷貝保護,並想出了從設備中提取秘密資料的方法。
 
特別是,Titan金鑰提供了對一種名為ECDSA(橢圓曲線數位簽章演算法)的公開金鑰加密演算法的支援,設備本身會生成一個公開金鑰和私密金鑰對,只輸出公開金鑰,而將私密金鑰保存在設備內部,你不應該能夠得到它。
 
令人驚奇的是,研究人員想出了一種技術,誠然不是一種簡單或快速的技術,通過這種技術,他們可以利用電磁輻射--設備在運行時電子在設備內部飛速旋轉而發出的微小、雜散的無線電波--來猜測Titan處理器晶片在進行密碼計算時的內部狀態。
 
特別是,他們想出了如何在晶片執行認證操作時對其進行監控,而這個設備的設計是只要有要求就能完成的。
 
從幾千次加密計算的電磁發射組合中,他們能夠推斷出這個過程中使用的私密金鑰。
 
有趣的是,他們的電磁窺探並沒有直接揭示出私密金鑰的位數。
 
相反,他們能夠猜測到一個亂數的一些位值,這個亂數被稱為nonce(使用一次的數字),每次計算數位簽章時,都會在內部生成並使用乘法運算。
 
乘法演算法是眾所周知的難以程式設計的,無論被乘的是什麼數字,它們的行為都是一致的。
 
鑒於你已經知道了輸入資料、公開金鑰和輸出資料,知道隨機的nonce(在每次數位簽章完成後被故意扔掉)就足以提取私密金鑰。
 

 
如果你讓一個人在沒有計算器的情況下乘法,你就可以看到 "連貫乘法的複雜性 "問題的作用。他們會馬上得出312×100的答案;312×101會花一點時間,但他們應該能在腦海中完成;但如果問他們312×456,他們幾乎肯定會拿起筆和紙,花很多倍的時間才能得到答案。無論計算是 "易 "還是 "難",確保你的乘法運算法則做得一模一樣,分毫不差,都是出奇的難。
 
 
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