10. Secure HW
Zadání
Využití hardwaru pro ochranu citlivých/kryptografických dat a operací s nimi. Čipové karty a jejich role bezpečnostního mechanismu.
Vypracování
HSM
- pro zajištění bezpečného (a rychlého) zpracování, komunikace a ukládání (extrémně) citlivých dat
- uložení dat jako jsou (nezašifrované) klíče na disku nebo v paměti je problematické, protože může dojít k jejich získání útočníkem (odstránkování paměti, záloha na nezašifrovaný disk, reset a boot do systému, který analyzuje obsah RAM, který ještě nezmizel apod.)
- tradičně používány v bankovním sektoru a v posledních pár desítkách let také certifikačním i autoritami
- komunikace mezi zařízením a HSM pouze přes API - PKCS#11 nebo Common Cryptographic Architecture (CCA)
- díky omezené funkcionalitě a jednoduchému návrhu snáze verifikovatelný a testovatelný než mnoho-účelové systémy
- různé části (architektura):
- mechanismy pro fyzickou ochranu (senzory, zalití v oceli…)
- generátory (skutečně) náhodných čísel (s alg. ochranou proti side channel útokům)
- speciální koprocesory pro sym. i (především) asym. kryptografii
- Non-Volatile RAM pro uchování dat (stálý zdroj napětí např. pomocí baterie)
- I/O moduly
- baterie
- a další …
- Fyzická bezpečnost
- neoprávněná manipulace (tampering) by měla:
- být znesnadněna - tamper resistance
- zanechat stopy - tamper evindence
- být detekována (bezprostředně zjištěna) - tamper detection
- vyvolat protiopatření - tamper response
- různé druhy útoků:
- fyzický invazivní (žíravina, odstranění obalu, mikrosondy) většinou drahé, nutné znát systém a mít vybavení - útoky pasivní nebo aktivní
- fyzický polo-invazivní - UV, Rentgen, teplo, mráz atd.
- Logická bezpečnost (logické - neinvazivní útoky)
- Monitoring a útoky na postranní kanály (měření napětí, šumu, času krypto operací s ohledem na implementaci.)
- útoky na API (PKCS #11, CCA)- nedostatečná kontrola parametrů, integrity klíčů, přístupových oprávnění atd.
- Environmental security - chrání samotné zařízení (kamera, dva páry očí, politiky používání…)
- Operational security - Měl by pracovat jen přes API a HW k tomu určený (falešné ATM terminál…)
- Bezpečnostní požadavky certifikovány pomocí strandardu FIPS 140-2 (aktuální verze, v příštích letech očekávána 140-3), který definuje 4 úrovně bezpečnosti:
- není požadována fyzická bezpečnost
- je požadována zpětná zjistitelnost neoprávněné manipulace
- je požadována detekce a reakce na neoprávněnou manipulaci
- požadována ochrana proti narušení prostředí, ve kterém HSM pracuje
- Příklady: 1 crypto software, 2 smart cards.
- FIPS 140-3
- vsech 11 oblasti redefinováno + nová úroveň (5) bezpečnosti, zesílení požadavků
- Příklad HSM: ISIC, TPM chip, Inkarta CD …
Čipové karty
- pasivní (chipcards) nebo aktivní (smartcards)
- omezené prostředky - vše na jednom čipu, vyžadována malá spotřeba energie, málo RAM
- operační systém v ROM, aplikace v EEPROM
- podle komunikačního rozhraní se dělí na:
- kontaktní
- bezkontaktní
- kombinované - jeden čip s oběma rozhraními
- hybridní - více čipů s různými rozhraními
Smartcards
- standardizovány ve standardech ISO-7816
- komunikace zařízení s kartou pomocí APDU (Application Protocol Data Unit)
- APDU
- CLA - třída instrukce
- INS - číslo instrukce
- P1, P2 - data
- Lc - délka vstupních dat (může být vynechána, pokud nejsou předávána vstupní data)
- Data - vstupní data (nemusí být předávána)
- Le - očekávaná délka výstupních dat (nemusí být uvedena, pokud nejsou očekávána data)
- použití přes PC/SC - poskytuje jednotné nízkoúrovňové API pro práci s čipovými kartami (na Linuxu PC/SC-Lite), např. funkce (trochu moc konkrétní…):
- SCardEstablishContext
- SCardListReaders
- SCardConnect
- SCardReconnect
- SCardDisconnect
- SCardReleaseContext
- SCardTransmit
Pasy s čipem
- čip se vyrábí v Německu, karta s čipem ve Švýcarsku :)
- Jedná se o čipovou kartu podle standardu ISO 14443, komunikuje pomocí zátěžové modulace, umožňuje komunikaci s více pasy v jednom poli
- Obsahuje 16 datových skupin, aktuálně jen tři bývají obsazené:
- DG1 - textové řádky fyzicky napsané na kartě
- DG2 - barevná fotka (jpeg/jpeg2000)
- DG3 - otisky prstů, ve formátu WSQ, původně používaným FBI
- otisky jsou chráněny rozšířeným řízením přístupu - čtečka musí být autorizovaná vydávající zemí a obsahovat klíč pro rozšifrování otisku
Materiály
- Kapitoly Labaku
Pokud byste byli zalogování, mohli byste zanechat komentář.
Nahoru
