Abo
  • Services:

Seitenkanalangriff: Erdungspotential verrät geheime Schlüssel

Durch Messungen des Erdungspotentials lassen sich geheime Schlüssel von älteren GnuPG-Versionen extrahieren. Das kann durch Messungen an Metallteilen am Gehäuse oder durch Netzwerkkabel geschehen.

Artikel veröffentlicht am , Hanno Böck
Verräterische elektrische Spannungssignale gefährden Verschlüsselungsalgorithmen.
Verräterische elektrische Spannungssignale gefährden Verschlüsselungsalgorithmen. (Bild: Genkin, Pipman, Tromer)

Ein Forscherteam der Universität Tel Aviv hat eine neue Methode für Seitenkanalangriffe auf Verschlüsselungen präsentiert. Die Forscher nutzen dafür eine Messung des Erdungspotentials. Bei einer älteren GnuPG-Version ließ sich der Angriff praktisch durchführen, in neueren Versionen sind bereits Gegenmaßnahmen gegen derartige Angriffe eingebaut. Das Paper zu dem Angriff soll im September auf der CHES-Konferenz (Cryptographic Hardware and Embedded Systems) in Korea präsentiert werden, eine Vorabversion wurde bereits jetzt im Netz veröffentlicht.

Stellenmarkt
  1. Güntner GmbH & Co. KG, Fürstenfeldbruck Raum München
  2. Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Schweinfurt

Das Erdungspotential eines Computers lässt sich an verschiedenen Stellen messen. So sind alle Metallteile eines Gehäuses üblicherweise damit verbunden. Die meisten Laptops haben keine nach außen hin sichtbaren Metallteile, aber mit einem spitzen Metallgegenstand lässt sich üblicherweise der metallische Kühlkörper des Prozessors erreichen. Auch an einem Netzwerkkabel befindet sich eine Erdleitung, an der sich das Erdungspotential eines PCs messen lässt.

RSA-Schlüssel mit 4096-Bit extrahiert

Dem Forscherteam ist es gelungen, bestimmte niederfrequente Schwingungen zu identifizieren, die auf Verschlüsselungsoperationen zurückgehen. Dabei konnte es das Signal mit Hilfe einer speziellen verschlüsselten Nachricht so verstärken, dass sich ein geheimer ElGamal-Schlüssel mit 3072 Bit und ein RSA-Schlüssel mit 4096 Bit aufgrund des gemessenen Erdungspotentials berechnen ließen.

Der Angriff benötigte nur wenige Sekunden und wenige Entschlüsselungsoperationen. Um das Opfer eines solchen Angriffs dazu zu bringen, die präparierte Nachricht zu entschlüsseln, reicht üblicherweise eine E-Mail: Mailprogramme mit Unterstützung für GnuPG entschlüsseln diese direkt, sobald der Nutzer die E-Mail anklickt.

Schon Berührung mit der Hand verrät Informationen

Um den Angriff erfolgreich durchzuführen, hatten die Forscher die Messungen mit Laborequipment durchgeführt. Einige Informationen über die Verschlüsselung lassen sich auch mit deutlich einfacheren Methoden extrahieren, etwa mit einem Smartphone. Sogar wenn die Erdleitung durch einen Menschen berührt wird, der an der anderen Hand ein Messgerät angeschlossen hat, lassen sich noch Informationen extrahieren.

Dasselbe Forscherteam hat bereits im vergangenen Jahr einen ähnlichen Angriff präsentiert: Damals konnte gezeigt werden, dass die mit einem Mikrophon aufgezeichneten Geräusche eines Prozessors bei Verschlüsselungsoperationen zum Berechnen des geheimen Schlüssels genutzt werden können. Der damalige Angriff benötigte jedoch noch einige Stunden und sehr viele Entschlüsselungsoperationen auf dem Gerät des Opfers.

Neben der Möglichkeit der akustischen Analyse weisen die Forscher darauf hin, dass sich ähnliche Angriffe auch durch Messungen der elektromagnetischen Abstrahlung und durch die Analyse des Stromverbrauchs eines Geräts durchführen lassen.

Blinding verhindert Seitenkanalangriffe

Um derartige Seitenkanalangriffe zu verhindern, wurde in neueren GnuPG-Versionen eine Technik namens Blinding implementiert. Dabei wird versucht, die kryptographischen Operationen so zu implementieren, dass die Berechnungen unabhängig vom verwendeten Schlüssel möglichst ähnlich sind. Die gute Nachricht ist, dass diese Methoden offenbar funktionieren. Sowohl der neue Angriff als auch der ältere akustische Angriff funktionieren nur mit älteren Versionen von GnuPG.

Allerdings: Obwohl sich mit neueren GnuPG-Versionen keine Schlüssel mehr extrahieren lassen, konnten die Forscher weiterhin Informationen über die Verschlüsselung extrahieren. So ließen sich etwa zwei unterschiedliche RSA-Schlüssel auch bei neueren GnuPG-Versionen aufgrund ihres Signals unterscheiden.

Derartige Angriffe in der Hardware zu verhindern, ist laut den Autoren des neuen Angriffs schwierig. Daher halten sie es auch für sinnvoll, Gegenmaßnahmen in der Verschlüsselungssoftware zu implementieren. Bereits im vergangenen Jahr hatte man die GnuPG-Entwickler über den Angriff informiert und Vorschläge für weitere Gegenmaßnahmen gemacht. Dem Problem wurde die ID CVE-2013-4576 zugewiesen.

Weiteres Forschungspotential

Ob und in welcher Form andere Verschlüsselungsbibliotheken betroffen sind, ist laut den Autoren unklar. Die wichtigen Verschlüsselungsbibliotheken wie OpenSSL und NSS nutzen schon seit längerer Zeit Blinding-Technologien. Nicht untersucht wurde die Frage, welche anderen Informationen ein Computer über derartige Seitenkanäle möglicherweise preisgibt. Es gibt also reichlich Potential für weitere Forschungsarbeiten zum Thema

Wer eine aktuelle Version von GnuPG in Kombination mit der Bibliothek libgcrypt in der Version 1.6 einsetzt, ist von dem Angriff nicht betroffen. In der älteren GnuPG-Version 1.4 wurde das Blinding in Version 1.4.6 eingeführt.



Anzeige
Spiele-Angebote
  1. (-60%) 15,99€
  2. 59,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie
  3. 14,99€
  4. 2,99€

furanku1 20. Aug 2014

Um dann mal ganz spitzfindig zu werden: Warum sollte da sichtbares Licht besonders...

DY 19. Aug 2014

Stimme ich überein. Dies gilt allesamt für das Szenario PC_ offline. PC_Online wird kein...

!amused 19. Aug 2014

Technisch ist der Angriffsvektor ja sehr interessant. Die üblichen Verdächtigen, die das...

tibrob 18. Aug 2014

Siehe Artikeltext: "Ob und in welcher Form andere Verschlüsselungsbibliotheken betroffen...

1e3ste4 18. Aug 2014

Hättest du dir mal die Mühe gemacht, auf den Link zu klicken, dann hättest du gesehen...


Folgen Sie uns
       


Threadripper 2990WX - Test

Wir testen den Ryzen Threadripper 2990WX, den ersten 32-Kern-Prozessor für High-End-Desktops. In Anwendungen wie Blender oder Raytracing ist er unschlagbar schnell, bei weniger gut parallisierter Software wie Adobe Premiere oder x265 wird er aber von Intels ähnlich teurem Core i9-7980XE überholt.

Threadripper 2990WX - Test Video aufrufen
IT-Jobs: Achtung! Agiler Coach gesucht?
IT-Jobs
Achtung! Agiler Coach gesucht?

Überall werden sie gesucht, um den digitalen Wandel voranzutreiben: agile Coaches. In den Jobbeschreibungen warten spannende Aufgaben, jedoch müssen Bewerber aufpassen, dass sie die richtigen Fragen stellen, wenn sie etwas bewegen möchten.
Von Marvin Engel

  1. Studitemps Einige Studierende verdienen in der IT unter Mindestlohn
  2. SAP-Berater Der coolste Job nach Tourismusmanager und Bierbrauer
  3. Digital Office Index 2018 Jeder zweite Beschäftigte sitzt am Computer

Threadripper 2990WX und 2950X im Test: Viel hilft nicht immer viel
Threadripper 2990WX und 2950X im Test
Viel hilft nicht immer viel

Für Workstations: AMDs Threadripper 2990WX mit 32 Kernen schlägt Intels ähnlich teure 18-Core-CPU klar und der günstigere Threadripper 2950X hält noch mit. Für das Ryzen-Topmodell muss aber die Software angepasst sein und sie darf nicht zu viel Datentransferrate benötigen.
Ein Test von Marc Sauter

  1. 32-Kern-CPU Threadripper 2990WX läuft mit Radeons besser
  2. Threadripper 2990WX AMDs 32-Kerner kostet weniger als Intels 18-Kerner
  3. Zhongshan Subor Z+ AMD baut SoC mit PS4-Pro-Leistung für chinesische Konsole

Stromversorgung: Das Märchen vom Blackout durch Elektroautos
Stromversorgung
Das Märchen vom Blackout durch Elektroautos

Die massenhafte Verbreitung von Elektroautos stellt das Stromnetz vor neue Herausforderungen. Doch verschiedenen Untersuchungen zufolge sind diese längst nicht so gravierend, wie von Kritikern befürchtet.
Ein Bericht von Friedhelm Greis

  1. Elektromobilität iEV X ist ein Ausziehelektroauto
  2. Elektroautos Bundesrechnungshof hält Kaufprämie für unwirksam
  3. Ladekabel Startup Ubitricity gewinnt Klimaschutzpreis in New York

    •  /