Karsten Nohl

GSM-Verschlüsselung mit einfacher Hardware zu knacken

Der Kryptographie-Spezialist und Hacker Karsten Nohl hat bei der Sicherheitskonferenz Black Hat gezeigt, wie sich GSM-Telefonate mit Standardhardware entschlüsseln lassen. Die entsprechende Software stellt seine Berliner Firma Security Research Labs frei zur Verfügung.

Artikel veröffentlicht am 30. Juli 2010, 15:30 Uhr, Jens Ihlenfeld

Bereits auf dem Hackerkongress 26C3 des Chaos Computer Clubs hatte Nohl zusammen mit Chris Paget auf einige grundlegende Sicherheitsprobleme von GSM hingewiesen. Mittlerweile stellt Nohl mit seiner Firma Security Research Labs die Software bereit, mit der sich die Verschlüsselung von GSM-Telefonaten mit großer Wahrscheinlichkeit mit preiswerter Hardware knacken lässt.

Dabei werden verschiedene freie Werkzeuge kombiniert: Gnuradio kommt zur Aufzeichnung verschiedener GSM-Kanäle zum Einsatz, der GSM-Receiver von Airprobe decodiert die Kontrollsignale und - sofern keine Verschlüsselung verwendet wird - auch die Sprachdaten.

Wird der GSM-Traffic mit A5/1 verschlüsselt, kommt das von Security Research Labs veröffentlichte Werkzeug Kraken zum Einsatz. Damit lässt sich der von A5/1 verwendete geheime Schlüssel aus den aufgezeichneten GSM-Daten extrahieren. Sind zwei verschlüsselte, aber im Klartext bekannte Nachrichten vorhanden, findet das auf einem normalen PC laufende Kraken in 90 Prozent der Fälle den geheimen Schlüssel. Und das in wenigen Sekunden.

Dazu greift Kraken auf sogenannte Rainbow-Tabellen zurück, die zuvor in rund zwei Monaten berechnet wurden. Sie umfassen 40 Tabellen und insgesamt etwa 2 TByte an Daten.

Wie der Angriff im Detail abläuft, erläutert Nohl in seinem Aufsatz Attacking phone privacy. Frank Stevenson erläutert in einer E-Mail, wie sich Kraken einrichten lässt. Laut Stevenson ist geplant, Kraken um GPU-Beschleunigung für ATI-Karten zu erweitern, was das Knacken der Verschlüsselung weiter beschleunigen soll.

GSM-Hacker Harald Welte weist zwar auf einige Einschränkungen des Angriffs hin, stellt aber fest, dass - anders als von der GSM-Association angegeben - für den Angriff anfällige GSM-Zellen häufiger zu finden sind, als zu erwarten. Mindestens zwei Mobilfunkanbieter betrieben entsprechende Mobilfunkzellen in Berlin.

Karsten Nohl weist auch auf Abwehrmethoden hin, die einen entsprechenden Angriff deutlich schwieriger machen würden, bislang aber kaum Verbreitung gefunden haben. Letztendlich sei festzustellen, so Nohl: Sicherheitsmaßnahmen haben eine gewisse Lebenszeit und die A5/1-Verschlüsselung in GSM hatte ihre Lebenszeit überschritten.

Eine Alternative sei der Umstieg auf das ebenfalls für GSM spezifizierte Verschlüsselungssystem A5/3, das auch bei UMTS zum Einsatz kommt, dessen Einführung aber recht teuer wäre.