Cachebleed-Angriff: CPU-Cache kann private Schlüssel verraten

Forschern ist es gelungen, RSA-Verschlüsselungsoperationen von OpenSSL mittels eines Cache-Timing-Angriffs zu belauschen und so den privaten Key zu knacken. Der Cachebleed-Angriff nutzt dabei Zugriffskonflikte auf den Cache-Speicher.

Artikel veröffentlicht am , Hanno Böck
Verräterische Zugriffsmuster im CPU-Cache erlauben das Knacken von RSA-Schlüsseln.
Verräterische Zugriffsmuster im CPU-Cache erlauben das Knacken von RSA-Schlüsseln. (Bild: Cachebleed-Webseite)

Der Cache von Intel-Prozessoren kann zum Risiko werden: Einem Team von Kryptographen ist es gelungen, einen von OpenSSL genutzten privaten RSA-Schlüssel mittels einer Cache-Timing-Attacke zu extrahieren. Gegenmaßnahmen gegen den sogenannten Cachebleed-Angriff wurden jetzt in OpenSSL implementiert, vermutlich sind aber weitere Verschlüsselungsbibliotheken betroffen.

Zugriffskonflikt auf Cache-Speicher

Stellenmarkt
  1. System Engineer (m/w/d) Citrix ADC / NetScaler
    DATAGROUP Köln GmbH, Köln (Home-Office)
  2. Fulfillment Experte / Projektleiter Operations Prozesse/E-Commerce Warehouse (mobiles Arbeiten) ... (m/w/d)
    DPD Deutschland GmbH, Raum Frankfurt am Main, München, Dortmund (Home-Office)
Detailsuche

Beim Zugriff auf den CPU-Cache kann es auf Prozessoren der Sandy-Bridge-Reihe zu Zugriffskonflikten kommen. Versuchen zwei Prozesse gleichzeitig auf dieselbe Cache-Zelle zuzugreifen, entsteht ein Konflikt, nur einem Prozess wird der Zugriff erlaubt.

Durch diese Zugriffskonflikte gelang es den Forschern, Informationen über das Zugriffsmuster der Multiplikationsoperation von OpenSSL zu extrahieren. Für einen erfolgreichen Angriff müssen etwa 16.000 Verschlüsselungsoperationen beobachtet werden.

Anschließend hat ein Angreifer etwa 60 Prozent des privaten RSA-Schlüssels. Das reicht, um den gesamten Schlüssel zu erhalten. Für einen 4.096-Bit-Schlüssel benötigten die Cachebleed-Autoren etwa zwei Stunden auf einem gewöhnlichen PC.

Golem Akademie
  1. CEH Certified Ethical Hacker v11
    8.-12. November 2021, online
  2. IT-Sicherheit für Webentwickler
    2.-3. November 2021, online
  3. Linux-Systeme absichern und härten
    8.-10. November 2021, online
Weitere IT-Trainings

Ursache des Angriffs ist, dass die OpenSSL-RSA-Operationen Speicherzugriffe nach bestimmten Mustern durchführen, die durch den privaten Schlüssel beeinflusst sind. Überraschend ist, dass dieser Angriff funktioniert, obwohl OpenSSL bereits Gegenmaßnahmen gegen Seitenkanalangriffe implementiert hat.

Das praktische Risiko durch den Angriff ist eher gering einzuschätzen, wie die Autoren schreiben. Denkbar wäre ein Szenario, in dem ein Angreifer einen Account auf demselben Server hat wie das Opfer. In typischen Cloud-Umgebungen dürfte der Angriff jedoch in den meisten Fällen durch andere parallel laufende Prozesse gestört werden.

Neuere Prozessoren aus der Haswell-Serie sind von dem Angriff nicht betroffen, da dort derartige Cache-Zugriffskonflikte nicht auftreten. Ein Abschalten der Hyperthreading-Funktion kann den Angriff ebenfalls verhindern. Ob Prozessoren anderer Hersteller und Architekturen ebenfalls betroffen sind, wurde nicht untersucht.

OpenSSL implementiert Gegenmaßnahmen

OpenSSL hat mit dem gerade veröffentlichten Update die RSA-Operationen so verändert, dass sie den Angriff vereiteln. NSS ist laut den Cachebleed-Autoren vermutlich ebenfalls betroffen, dafür steht jedoch noch kein Update bereit. Vermutlich haben zahlreiche andere RSA-Implementierungen ähnliche Probleme.

Mit dem OpenSSL-Update auf 1.0.2g und 1.0.1s wurden neben Cachebleed noch weitere weniger kritische Sicherheitslücken behoben. Wegen des Drown-Angriffs ist das SSLv2-Protokoll künftig standardmäßig deaktiviert.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Infiltration bei Apple TV+
Die Außerirdischen sind da!

Nach Foundation wartet Apple innerhalb kürzester Zeit gleich mit der nächsten Science-Fiction-Großproduktion auf. Diesmal landen die Aliens auf der Erde.
Eine Rezension von Peter Osteried

Infiltration bei Apple TV+: Die Außerirdischen sind da!
Artikel
  1. Truth Social: Trumps soziales Netz bekommt Probleme mit Hackern und Lizenz
    Truth Social
    Trumps soziales Netz bekommt Probleme mit Hackern und Lizenz

    Hacker starten in Trumps-Netzwerk einen "Online-Krieg gegen Hass" mit Memes. Der Code scheint illegal von Mastodon übernommen worden zu sein.

  2. Krypto: NRW versteigert beschlagnahmte Bitcoin
    Krypto
    NRW versteigert beschlagnahmte Bitcoin

    Nordrhein-Westfalen hat Bitcoin im achtstelligen Eurobereich beschlagnahmt und will diese jetzt loswerden - im Rahmen einer Auktion.

  3. Rust, Deepfake, Sony, Microsoft: Konsolen-Termin für Among Us, mehr Speicher für die Xbox
    Rust, Deepfake, Sony, Microsoft
    Konsolen-Termin für Among Us, mehr Speicher für die Xbox

    Sonst noch was? Was am 22. Oktober 2021 neben den großen Meldungen sonst noch passiert ist, in aller Kürze.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Seagate SSDs & HDD günstiger (u. a. ext. HDD 14TB 326,99) • Dualsense PS5-Controller Weiß 57,99€ • MacBook Pro 2021 jetzt vorbestellbar • World of Tanks jetzt mit Einsteigerparket • Docking-Station für Nintendo Switch 9,99€ • Alternate-Deals (u. a. iPhone 12 Pro 512GB 1.269€) [Werbung]
    •  /