Wie sind kryptografische Oracles anfällig für Padding Oracle-Angriffe?

Ist es einem Angreifer möglich, Daten in Ihrer Anwendung zu entschlüsseln und zu verschlüsseln, ohne die Entschlüsselungsschlüssel zu kennen? Die Antwort lautet „Ja“, und sie liegt in einem kryptografischen Fehler namens Verschlüsselungsorakel.

Verschlüsselungsorakel dienen Angreifern als potenzielles Einfallstor, um Informationen über verschlüsselte Daten zu sammeln, ohne direkten Zugriff auf den Verschlüsselungsschlüssel zu haben. Wie können Angreifer also kryptografische Orakel durch Techniken wie Padding-Oracle-Angriffe ausnutzen? Wie können Sie verhindern, dass solche Schwachstellen Sie beeinträchtigen?

Was ist ein kryptografisches Orakel?

Verschlüsselung ist ein Sicherheitsprotokoll bei dem reiner Text oder Daten in ein unleserliches codiertes Format, auch Chiffretext genannt, umgewandelt werden Schützen Sie die Vertraulichkeit und stellen Sie sicher, dass bei der Entschlüsselung nur autorisierte Parteien darauf zugreifen können Schlüssel. Es gibt zwei Arten der Verschlüsselung: asymmetrisch und symmetrisch.

Die asymmetrische Verschlüsselung verwendet ein Paar unterschiedlicher Schlüssel (öffentlicher und privater) zur Ver- und Entschlüsselung, während die symmetrische Verschlüsselung einen einzigen gemeinsamen Schlüssel sowohl zur Ver- als auch zur Entschlüsselung verwendet. Sie können fast alles verschlüsseln, Textnachrichten, E-Mails, Dateien, Webverkehr usw.

Andererseits ist ein Orakel ein Medium, durch das eine Person normalerweise Informationen erhält, die einem normalen Menschen normalerweise nicht zugänglich wären. Stellen Sie sich ein Orakel wie eine spezielle Kiste vor, wenn Sie etwas hindurchgeben, und Sie erhalten ein Ergebnis. Sie kennen den Inhalt der Box nicht, wissen aber, dass es funktioniert.

Ein kryptografisches Orakel, auch Padding-Orakel genannt, ist ein Konzept in der Kryptographie, das sich auf a bezieht System oder Entität, die Informationen über verschlüsselte Daten bereitstellen kann, ohne die Verschlüsselung preiszugeben Schlüssel. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Möglichkeit, mit einem Verschlüsselungssystem zu interagieren, um Erkenntnisse über die verschlüsselten Daten zu gewinnen, ohne direkten Zugriff auf den Verschlüsselungsschlüssel zu haben.

Ein kryptografisches Orakel besteht aus zwei Teilen: der Abfrage und der Antwort. Die Abfrage bezieht sich auf die Aktion, dem Orakel Chiffretext (verschlüsselte Daten) bereitzustellen, und die Antwort ist das Feedback oder die Informationen, die das Orakel auf der Grundlage seiner Analyse des Chiffretexts bereitstellt. Dies könnte die Überprüfung seiner Gültigkeit oder die Offenlegung von Details zum entsprechenden Klartext umfassen, was einem Angreifer möglicherweise dabei helfen könnte, die verschlüsselten Daten zu entschlüsseln, und umgekehrt.

Wie funktionieren Padding-Oracle-Angriffe?

Eine wichtige Möglichkeit für Angreifer, kryptografische Oracles auszunutzen, ist ein Padding-Oracle-Angriff. Ein Padding-Oracle-Angriff ist ein kryptografischer Angriff, der das Verhalten eines Verschlüsselungssystems oder -dienstes ausnutzt, wenn es Informationen über die Richtigkeit des Paddings im Chiffretext preisgibt.

Dazu muss der Angreifer einen Fehler entdecken, der ein kryptografisches Orakel aufdeckt, dann einen modifizierten Chiffretext dorthin senden und die Antworten des Orakels beobachten. Durch die Analyse dieser Antworten kann der Angreifer Informationen über den Klartext, beispielsweise seinen Inhalt oder seine Länge, ableiten, auch ohne Zugriff auf den Verschlüsselungsschlüssel zu haben. Der Angreifer wird wiederholt Teile des Chiffretexts erraten und ändern, bis er den gesamten Klartext gefunden hat.

In einem realen Szenario kann ein Angreifer vermuten, dass eine Online-Banking-Anwendung, die Benutzerdaten verschlüsselt, eine Schwachstelle im Bereich „Padding Oracle“ aufweist. Der Angreifer fängt die verschlüsselte Transaktionsanforderung eines legitimen Benutzers ab, ändert sie und sendet sie an den Server der Anwendung. Wenn der Server aufgrund von Fehlern oder der Zeit, die zur Verarbeitung der Anfrage benötigt wird, unterschiedlich auf den geänderten Chiffretext reagiert, kann dies auf eine Sicherheitslücke hinweisen.

Der Angreifer nutzt es dann mit sorgfältig gestalteten Abfragen aus, entschlüsselt schließlich die Transaktionsdetails des Benutzers und verschafft sich möglicherweise unbefugten Zugriff auf sein Konto.

Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung des Verschlüsselungsorakels zur Umgehung der Authentifizierung. Entdeckt ein Angreifer in den Anfragen einer Webanwendung ein Verschlüsselungsorakel, das Daten ver- und entschlüsselt, kann sich der Angreifer damit Zugriff auf das Konto eines gültigen Benutzers verschaffen. Er könnte das Sitzungstoken des Kontos über das Orakel entschlüsseln und den Klartext mit demselben Orakel ändern. und ersetzen Sie das Sitzungstoken durch ein manipuliertes verschlüsseltes Token, das ihm Zugriff auf das eines anderen Benutzers gewährt Konto.

So vermeiden Sie kryptografische Oracle-Angriffe

Kryptografische Oracle-Angriffe sind das Ergebnis von Schwachstellen im Entwurf oder der Implementierung kryptografischer Systeme. Es ist wichtig sicherzustellen, dass Sie diese kryptografischen Systeme sicher implementieren, um Angriffe zu verhindern. Weitere Maßnahmen zur Verhinderung von Verschlüsselungsorakeln sind:

1. Authentifizierte Verschlüsselungsmodi: Nicht nur die Verwendung authentifizierter Verschlüsselungsprotokolle wie AES-GCM (Galois/Counter-Modus) oder AES-CCM (Counter mit CBC-MAC). Bietet Vertraulichkeit, aber auch Integritätsschutz, sodass es für Angreifer schwierig ist, die Datei zu manipulieren oder zu entschlüsseln Geheimtext.
2. Konsistente Fehlerbehandlung: Stellen Sie sicher, dass der Verschlüsselungs- oder Entschlüsselungsprozess immer die gleiche Fehlerantwort zurückgibt, unabhängig davon, ob die Auffüllung gültig ist oder nicht. Dadurch werden Verhaltensunterschiede beseitigt, die Angreifer ausnutzen könnten.
3. Sicherheitstests: Führen Sie regelmäßig Sicherheitsbewertungen durch, einschließlich Penetrationstests und Codeüberprüfungen, um potenzielle Schwachstellen, einschließlich Oracle-Verschlüsselungsproblemen, zu identifizieren und zu mindern.
4. Ratenbegrenzung: Implementieren Sie eine Ratenbegrenzung für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsanfragen, um Brute-Force-Angriffe zu erkennen und zu verhindern.
5. Eingabevalidierung: Überprüfen und bereinigen Sie Benutzereingaben gründlich vor der Ver- oder Entschlüsselung. Stellen Sie sicher, dass die Eingaben dem erwarteten Format und der erwarteten Länge entsprechen, um Padding-Oracle-Angriffe über manipulierte Eingaben zu verhindern.
6. Sicherheitserziehung und -bewusstsein: Schulen Sie Entwickler, Administratoren und Benutzer in Best Practices für Verschlüsselung und Sicherheit, um eine sicherheitsbewusste Kultur zu fördern.
7. Regelmäßige Updates: Halten Sie alle Softwarekomponenten, einschließlich kryptografischer Bibliotheken und Systeme, mit den neuesten Sicherheitspatches und Updates auf dem neuesten Stand.

Verbessern Sie Ihre Sicherheitslage

Es ist ein Muss, Angriffe wie Verschlüsselungsorakel zu verstehen und sich davor zu schützen. Durch die Implementierung sicherer Praktiken können Organisationen und Einzelpersonen ihre Abwehrkräfte gegen diese heimtückischen Bedrohungen stärken.

Aufklärung und Sensibilisierung spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Förderung einer Sicherheitskultur, die sich von Entwicklern und Administratoren bis hin zu Endbenutzern erstreckt. In diesem andauernden Kampf um den Schutz sensibler Daten gilt es, wachsam zu bleiben, informiert zu bleiben und einen Schritt voraus zu sein Potenziellen Angreifern einen Schritt voraus zu sein, ist der Schlüssel zur Wahrung der Integrität Ihrer digitalen Vermögenswerte und der von Ihnen gespeicherten Daten Liebling.