NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher?
NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher?
René ’Lynx’ Pfeiffer
DeepSec GmbH ihttps://deepsec.net/, [email protected]
Linuxwochen Eisenstadt 2014 Fachhochschulstudiengänge Burgenland, Studienzentrum Eisenstadt. NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher?
Vorstellung
Studium der Physik PGP Benutzer seit 1992 (aus denselben Gründen wie heute) selbstständig seit 1999 in der Informationstechnologie seit 2001 Lehrtätigkeit bei Firmen und dem Technikum Wien seit 2008 in der Geschäftsführung der DeepSec Konferenz seit 2010 in der Geschäftsführung der Crowes Agency OG NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher?
Motivation – Warum?
Kryptographie ist wichtige Sicherheitskomponente Klartext ist so 2000 ... aber vor Christus! Klartext ist fahrlässig (schon lange) Verschlüsselung macht neugierig (seit über 1200 Jahren) Welche Algorithmen und Methoden greifen (jetzt) noch? NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Hintergrund
National Security Agency (NSA)
NSA erfaßt Signals Intelligence (SIGINT) für USA „The NSA is tasked with the global monitoring, collection, decoding, translation and analysis of information and data for foreign intelligence and counterintelligence purposes, including surveillance of targeted individuals on U.S. soil.“ Autorisiert für Geheimoperationen, Abhöranlagen & Sabotage NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Hintergrund
Zugriff auf Kommunikation
Sinn und Zweck der Dienste Anstrengungen schon seit den 1990er Jahren „Crypto Wars“ , Begründung Cypherpunk Bewegung Exportverbote für Kryptographie Clipper Chip für Key-Escrow Skipjack Algorithmus der NSA CALEA, Cyberspace Electronic Security Act, ... Leaks von Snowden beleuchten Geheimdienstarbeit in punkto Kommunikationsüberwachung Projekt Bullrun (NSA) Projekt Edgehill (GCHQ) plus weitere Werkzeuge (Hammerstein, Hammerchant, ...) NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Hintergrund
Projekt Bullrun/Edgehill
Reaktion auf Verbreitung der Kryptographie im Internet Kompensieren der fehlenden Schlüsselhinterlegung (key escrow) Sicherstellung des Zugriffs auf verschlüsselte Kommunikation Kombination von verschiedenen Methoden NSA startete Programm bereits ≈ 2000 NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Hintergrund
Cyber Spy Gang
NSA und GCHQ sind nicht alleine ... „Five Eyes“ – NSA, GCHQ, CSE (CA), DSD (AU), GCSB (NZ) MI5, MI6, US DoJ, CIA, FBI, Homeland Security, DEA, IRS, ... Partner in Dänemark, Deutschland (BND), Israel, Niederlande, Singapur, Schweden, Schweiz Programme in anderen Ländern zu erwarten/vorhanden russischer FSB (SORM, Internetzugriff, ...) China (61398 部 ) Iran ... NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Um welche Daten geht es eigentlich?
Metadaten Quelle, Ziel (in jeder Form) Protokoll Zeitstempel, Dauer, Datengröße Inhaltstyp jegliche Orte (GPS, Ortsnamen, Domains, ...) ... Inhaltsdaten Gespräche, Korrespondenz Dateien jeglicher Art ... NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Fokus der Attacken von NSA/GCHQ
Abfangen von Netzwerkverkehr mit/ohne Hilfe von Internetanbietern Kompromittieren von Infrastruktur (Router, Kabel, ...) Kompromittieren von Endgeräten (Smartphones, PCs, ...) Kompromittieren von Implementationen Einbau schwacher / geschwächter Kryptographie Schwächen von Standards Beschaffen von kryptographischen Schlüsseln notfalls „brute force“ Ausprobieren („Brechen“ ) NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Abfangen von Netzwerkverkehr
Jedweder Datenverkehr im Internet ist Freiwild! (Mehrfache) Verschlüsselung ist best practice! Metadaten schwierig bis nicht zu schützen Spuren in Logfiles, IP Adressen, Mobilnetzwerken, ... Anonymisierungsnetzwerke gebündelte Datentransmissionen (Multiplexing) VPN Mesh Netzwerke (siehe z.B. tinc) technische Lösungen müssen mit OpSec ergänzt werden! NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Metadaten aus Korrespondenz
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Kompromittierte Systeme
NSA kauft Exploits von Vupen, Raytheon, Lockheed Martin, Northrop, ... gutes Zeichen – Indiz für ungebrochene Mathematik effizientes Umgehen von Schutzmaßnahmen Kopieren von (temporären) Schlüsseln Mitschneiden direkt an der Quelle an alle Crypto Hipster: Mobiltelefone sind nicht vertrauenswürdig! Aufgrund Kosten nicht gegen breite Masse angewendet NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Kompromittieren von Implementationen
NSA Hintertür in Produkten der Crypto AG Ciphering Machines NSA Hintertür in IBM Lotus Notes NSA Hintertür in Microsoft Windows ADVAPI.DLL NSA „bittet“ Hersteller periodisch um „kleine Anpassungen“ Zweck Schwächung der Kryptographie Manipulation von Zufallsquellen (Schlüsselgenerierung) Einbau von Zweit-/Dritt-/...schlüsseln ... NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
Schwächen von Standards
Fall: Dual_EC_DRBG – Dual Elliptic Curve Deterministic Random Bit Generator NIST publizierte diesen als Standard Schwächen schon bei Standardisierung bekannt (2006) Vermutung einer Hintertür (2007) Firma RSA Security verwendet Dual_EC_DRBG zu Schlüsselgenerierung effiziente Reduktion des key space für „brute force“ RSA Security warnt vor PRNG (2013, nach Snowden Leaks) NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ∃Cryptocalypse
NSAs und RSAs Angriff auf TLS
Dual EC PRNG + TLS = DualECTLS Dual EC PRNG vorhanden in RSA BSAFE Share for C/C++ RSA BSAFE Share for Java Microsoft® Secure Channel (SChannel; verwendet von IIS) * OpenSSL FIPS Object Module Studie fand Dual EC Attacken auf TLS Transmissionen möglich RSA BSAFE Library hat TLS Extended Random Modus auf Bitte von NSA eingefügt (2008) Modus beschleunigt Attacken um Faktor 65.000 still deaktiviert von RSA Monate nach Snowden Leaks klare Anzeichen für gezielte Attacke auf TLS NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
Was noch gut funktioniert
SSL/TLS, (Open)SSH, OpenVPN™ & IPsec in richtiger Konfiguration PGP/GPG, (Open)VPN & OTR auf unkompromittierten Systemen TOR (O-Ton NSA: „TOR stinks!“ ) Verwenden wie empfohlen! Hidden Services Implementationen in Freier Software & offenen Standards Keine Black Boxes! Keine proprietäre Software! Keine „Open Source“ Software (wie z.B. TrueCrypt)! Keine binary blobs! NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
SSL/TLS Probleme
OpenSSL „Heartbleed“Bug (CVE-2014-0160) TLS Heartbeat Extension fehlerhaft implementiert TLS Heartbeat Extension nur für UDP sinnvoll Widerruf von Zertifikaten funktioniert nicht zuverlässig Chrome Browser prüft Widerrufe nicht Online Certificate Status Protocol (OCSP) nicht zuverlässig Infrastruktur nicht für 100.000+ Widerrufe vorbereitet Verbessrungen sind in Planung TLS v1.3 OCSP Stapling NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
Alternative Standards
Advanced Encryption Standard – NIST, USA NIST muß mit der NSA zusammenarbeiten CRYPTREC (Cryptography Research and Evaluation Committees) – Japan NESSIE (New European Schemes for Signatures, Integrity and Encryption) – EU ECRYPT (European Network of Excellence in Cryptology) – EU Aber: Keine Algorithmen verwenden, die nicht untersucht wurden! Keine Algorithmen selbst entwickeln! NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
Perfect Forward Secrecy (PFS)
Langzeitschlüssel −→ Session Key für Transmission Idee: Session Key nicht kompromittiert, wenn Langzeitschlüssel kompromittiert Generierung Session Key erfordert gute Zufallszahlen Perfect Forward Secrecy wird unterstützt von IPsec (optional) OpenSSL & GnuTLS OpenVPN™ (nur mit SSL/TLS Authentication!) OTR SSH Enigma kannte Session Keys, moderne ISPs und Start-Ups anscheinend nicht! NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
PFS mit OpenSSL konfigurieren
Für nginx: ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; ssl_prefer_server_ciphers on; ssl_ciphers „EECDH+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+SHA384 EECDH+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH+aRSA+RC4 EECDH EDH+aRSA RC4 !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS“ ; Für Apache (siehe auch Security/Server Side TLS): SSLProtocol all -SSLv2 -SSLv3 SSLHonorCipherOrder on SSLCipherSuite „EECDH+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+SHA384 EECDH+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH+aRSA+RC4 EECDH EDH+aRSA RC4 !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS“ Siehe Applied Crypto Hardening Projekt. NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
PFS richtig konsumieren
Server und Client einigen sich auf Modus viele Browser akzeptieren unsichere/schwache Ciphers/Keys Defaults oft nicht sicher genug Preferences / about:config is your friend! minimal SSLv2 und Schlüssel <128 Bit deaktivieren! TLSv1.1 und TLSv1.2 noch nicht überall vorhanden Updates können Konfiguration ändern! NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
Algorithmen
Analyse von Algorithmen sehr schwer „verwendbar“ AES, Blowfish, Twofish, Camellia, Serpent SHA-2 Familie (SHA256, SHA384, SHA512, ...), RIPEMD Familie, Tiger, Whirlpool vermeiden Digital Signature Algorithm (DSA) in jeder Form RC4 (gute Attacke 2013 publiziert) DES (!) 3DES (mit Key Option 2 & 3, und generell) Hashalgorithmen MD5, SHA1, NIST Version von SHA-3 (Keccak) NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? ¬Cryptocalypse
Betriebsarten von Blockchiffren
Blockchiffren lassen sich in Stromchiffren umwandeln Cipher Block Chaining Mode (CBC Mode) sehr verbreitet CBC in TLS v1.0 angreifbar (BEAST Attacke) behoben in TLS v1.1 und höher gute Alternativen sind Counter Mode (CTR) – leicht(er) verfügbar Galois/Counter Mode (GCM) – mit Vorbehalt Randnotiz: Attacken erforden (oft) hohe Bandbreite NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Fazit
Zusammenfassung
Kryptographie funktioniert (noch). Implementationen { funktionieren, nicht, immer }. Private Schlüssel sind Kronjuwelen des 21. Jahrhunderts. Spionageskandal erzwingt Hinterfragen sämtlicher Infrastruktur. Es gibt keine Abkürzungen. Eigenes Know-How in Sachen Crypto unabdingbar für die Zukunft! −→ Hausaufgabe: Vergleich elliptische Kurven mit RSA Algorithmen NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Fazit
Warnung!
NSA (Leaks) stilisiert:
Bild von Uwe Kils. NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Fazit
Fragen? NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Kontaktmöglichkeiten
Kontakt
Informationen über die DeepSec und DeepINTEL Konferenzen erhält man über die folgenden Wege: https://deepsec.net/ & https://deepintel.net/ E-Mail (PGP/GPG) 0x8531093E6E4037AF oder 0xE1170EDE22860969 Videos http://www.vimeo.net/deepsec Twitter https://twitter.com/deepsec RedPhone & TextSecure: +43.676.5626390 NSA und die Kryptographie: Wie sicher ist sicher? Kontaktmöglichkeiten
Obligatorische geheime Botschaft
—–BEGIN PGP MESSAGE—– Version: GnuPG v1.4.12 (GNU/Linux)
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