Mitl intelligens, és hogyan lehet megtámadni?

Mit l intelligens, és hogyan lehet megtámadni? - Intelligens kártyák biztonsági kérdései -

Dr. Berta István Zsolt, PhD, MBA, CISA Microsec Kft, K+F és folyamatszervezési igazgató www.berta.hu Dr. Berta István Zsolt

1

Magamról BME, info szak, 2001. BME, CrySys labor (www.crysys.hu) Microsec Kft. - e-Szignó Hitelesítés Szolgáltató (www.e-szigno.hu)

Dr. Berta István Zsolt

2

Mir l fogok beszélni?

1. Mik azok az intelligens kártyák, és miért nevezzük ket intelligensnek? 2. Hogyan lehet megtámadni egy intelligens kártyát (vagy kártyát használó rendszert)? 3. Támadás elektronikus aláírásra szolgáló kártya ellen. Dr. Berta István Zsolt

3

Mik azok az intelligens kártyák, és miért nevezzük ket intelligensnek?


4

Mik azok az intelligens kártyák?

ISO 7816-2 szabvány írja le kontaktus nélküli kártyák: ISO 14443 Dr. Berta István Zsolt

5

Mi van a kártya belsejében? RAM

CPU

(~1 kilobyte)

EEPROM (~16-64 kilobyte)

ROM (operációs rendszer) Dr. Berta István Zsolt

6

Mágneskártya

-

Chipkártya

Az adatokat csak tárolni képes

Adatokat tárol és velük m veleteket végez

Adatai közvetlenül írhatóak/olvashatóak

Tartalma csak védelmi mechanizmusokon keresztül érhet el

Adattároló egység (~floppy disk)

Biztonságos mikroszámítógép


7

A chipkártyák generációi 1. Memóriakártyák (a kártyán csak memóriachip van) 2. Fájlrendszerkártyák v „generikus” kártyák (mikroprocesszor, fájlrendszer, több felhasználó, hozzáférési jogosultságok, kriptográfiai m veletek, …) 3. Programozható kártyák A kártyán tetsz leges program futtatható Nyílt és zárt platformok Dr. Berta István Zsolt

8

Különféle elnevezések Chipkártya Smart card Mikroprocesszoros kártya Intelligens kártya


9

Mire használnak chipkártyákat? elektronikus igazolvány digitális aláírás hozzáférés-védelem hitelkártyák elektronikus pénztárca telefonkártyák SIM kártyák parkoló v közlekedési kártya h ségkártya pay TV alkalmazás Dr. Berta István Zsolt

e-purse

loyalty application

electronic ID

Többalkalmazásos kártyák: több alkalmazás együtt is m ködhetnek 10

Fájlrendszer MF (3F00)

DF DF

DF EF

EF EF

EF Dr. Berta István Zsolt

Fastruktúra Master file ~ ‘/’ Dedicated file Elementary file Minden fájlnak van azonosítója (FID) A DF-eknek neve is lehet DF ~ alkalmazás Fájlokhoz hozzáférési jogok, PIN kódok rendelhet ek Kulcsok… 11

Gyakori alkalmazás A kártya egy v. több kulcspárt véd; A kulcsokat a kártya generálja; A titkos kulcs nem olvasható ki; Helyes PIN megadása esetén a kártya kódol a titkos kulccsal. Dr. Berta István Zsolt

PIN titkos kulcs nyilvános kulcs

12

A kártyának küldhet parancs (APDU) formátuma CLA INS

P1

P2

LC

Data

LE

CLA (class): függ a kártyától, alkalmazástól, stb. INS (instruction): az utasítást választja ki P1, P2: paraméterek, az utasítástól függenek LC (length command): az adatmez hossza LE: a várt adatok hossza Dr. Berta István Zsolt

13

A kártya válaszának formátuma Parancs: CLA INS

P1

P2

LC

Válasz: SW1 SW2 Output Data


Data

LE

Négy eset (type): LC, se LE csak LE Csak LC és Data LC, Data, LE 14

A két állapotbájt értéke


15

Fontosabb ISO 7816 parancsok Select File Read/Write/Update/Erase Binary Read/Update/… Record Get Response Verify (PIN), Change Reference Data, Reset Retry Counter Manage Security Environment Perform Security Operation (pl.: Hash, Digital Signature, stb.) … Dr. Berta István Zsolt

16

MF kiválasztása Parancs: 00 A4 00 00 select file select DF or EF by FID Válasz: 90

02

3F 00

00

minden rendben Dr. Berta István Zsolt

Type 3 17

8 byte olvasása az 1234 fájból A ‘20 00’ FID-j DF kiválasztása:

00

A4

00

00

02

20 00

Az ’12 34’ FID-j EF kiválasztása:

00

A4

02

00

02

00

LE

12 34

8 byte olvasása:

00

B0

00

90

00

11 22 33 44 55 66 77 88


18

Digitális aláírás HUNEID kártyán 00 00 00 90

A szükséges PIN kód ellen rzése (Verify) 20 00 84 04 ‘1’:’2’:’3’:’4’ Az aláírás m velet és az aláíró kulcs kiválasztása (MSE) 22 41 B6 03 84 01 84 Aláírás (PSO: Compute Digital Signature) 2A 9E 9A 14 20=0x14 hash 00

80

128 = 0x80 byte aláírás


19

Diákigazolvány Gemplus MPCOS-EMV típusú kártya 8k memória 3DES kódolás (csak szimmetrikus kulcsú kriptográfia!) SAM modulok segítségével használható SAM modul nélkül csak a CSN olvasható ki Digitális pénztárca Különböz oktatási intézmények „pecsétjei” ~matricák Mire lehet használni? Dr. Berta István Zsolt

20

Kommunikáció a kártyával Alkalmazás a terminálon GSC OCF CAPI/CSP PKCS#11 PC/SC réteg Terminál

olvasó drivere kártyaolvasó PKCS#15


21

PKCS#11 (Cryptoki) Egységes interfészt az alkalmazás számára „Token-drivert” igényel ANSI C-ben készült Elterjedt (Netscape, Mozilla) Login/Logout, Security Officer / User Több token párhuzamos használata, egy tokent egyszerre több alkalmazás is használhatja Dr. Berta István Zsolt

22

CryptoAPI, CSP Egységes felület (CryptoAPI) Windows alatt a kulcsok, tanúsítványok kezelésére, az egyes kriptotokeneknek driverei (CSP) vannak. Közös funkciók, pl: aláírás kulcsgenerálás titkosítás A PKCS#11-hez hasonló felület CSP11 Dr. Berta István Zsolt

23

Programozható kártyák A kártyára programot lehet feltölteni, így a kártya m ködése jelent sen testreszabható Nyílt platformok, magas-szint nyelvek esetén ha áttérünk más kártyatípusra, a programot nem kell újra kifejleszteni, verifikálni


24

Nyílt kártyaplatformok Java Card MULTOS Smart Card for Windows


25

Hogyan lehet megtámadni egy intelligens kártyát?


26

Hogyan lehet megtámadni? C:>_

Chip védelme

Kártyán futó szoftver helyessége

Program #1

Terminál, kommunikáció a terminállal Dr. Berta István Zsolt

Program #2 Több vállalat egyetlen kártyán 27

A kártya - egy rendszer része (1) A támadó általában nem közvetlenül a kártyát akarja megtámadni. A kártya egy rendszerben tölt be valamilyen - biztonsági - funkciót A támadó a rendszert akarja „megtámadni”, ezért támadhatja a kártyát.


28

A kártya - egy rendszer része (2)

hálózat

C:> _

Program #1 Program #2

adatbázis Dr. Berta István Zsolt

29

A kártya szerepe Magánkulcsot tárol a kulccsal hitelesítheti magát a kártyabirtokos, és hozzáfér egy rendszer szolgáltatásaihoz elektronikus aláírás, PKI Adatokat tárol egyenleget a kártyabirtokos adatait Dr. Berta István Zsolt

30

Támadások a chip ellen Rácsatlakozás a kártya bus-aira. Védekezés: Egy chipbe integrált kártya. Memóriaterületek feltérképezése. Védekezés: Szándékosan összezagyvált architektúra. Kártya szétszedése. Védekezés: „Bontásbiztos” kártya. Dr. Berta István Zsolt

31

Támadás a kártyán futó alkalmazás ellen A kártyán futó alkalmazás vagy a kártya operációs rendszerében lév hibák kihasználása Védekezés: Bevizsgált, min sített, esetleg formálisan verifikált szoftverek.


32

Kártyán futó alkalmazás A kártyán bonyolult programok futnak Érzékeny adatokat bízunk rájuk A kártyán futó szoftver m ködésébe nem mindig van lehet ség kés bb beavatkozni A kártyák nagyon nagy példányszámban kerülhetnek forgalomba A tesztelés nem bizonyítja egy komplex szoftver helyességét Dr. Berta István Zsolt

33

Kártya - Terminál kommunikáció Lehallgatás - (pl.: PIN kód elkapása) Manipulálás (man-in-the-middle) byte-ok cserélése megfigyelt kommunikáció visszajátszása Védekezés: PIN lehallgatása ellen PIN pad-es kártyaolvasó Védekezés: titkosított és hitelesített kapcsolat kiépítése a kártya és az olvasó között. secure messaging, ~ SSL a rendszerhez tartozó terminálok felismerése Dr. Berta István Zsolt

34

Tápfeszültség befolyásolása Írás és olvasás eltér tápfeszültség-igénye Védekezés: A kártya ne m ködjön, ha nem elegend , vagy ha ingadozik a tápfeszültség. Kártya m ködésének megfelel pillanatban történ megszakítása; inkonzisztens állapotba hozhatja a kártyát. Védekezés: Tranzakció-kezelés.


35

„Side channel” támadások (1) Bemenet (pl. aláírandó elektronikus dokumentum)

védett adatok kriptográfiai kulcsok

Ezen információkból próbálunk a védett adatokra, kulcsokra következtetni Dr. Berta István Zsolt

Kimenet (pl. elektronikus aláírás)

• • • •

Id zítések vizsgálata Kártya teljesítményfelvétele Elektromágneses sugárzások Szándékosan elrontott kártya hibás kimenetének vizsgálata • …

36

„Side channel” támadások (2) Példa: Id zítések vizsgálata PIN kód ellen rzésekor. Példa: RSA magánkulcs meghatározása. Védekezés: A kártya ne bocsásson ki magából „zajt”. Védekezés: A kártya ne legyen hajlandó m ködni, ha elrontják.


37

Többalkalmazásos kártyák egymást támadó alkalmzások? Az alkalmazásokat védeni kell a kártya fel l érkez támadásokkal szemben is A támadó is letölthet csaló appleteket Appletek közti kommunikáció veszélyei A szoftver és hardver min sége központi kérdéssé válik Információ szivárgás problémája


38

Támadás elektronikus aláírásra szolgáló kártya ellen


39

Elektronikus aláírás Jogszabály is elismeri (2001. évi XXXV. tv.) Min sített aláírás - egyenérték a kézzel írott aláírással, s t, teljes bizonyító erej magánokirat létrehozására alkalmas. A létrehozásához kell: min sített tanúsítvány, „biztonságos aláírás-létrehozó eszköz (BALE - SSCD) min sítés eszköz (kártya) Dr. Berta István Zsolt

40

Támadási fa - elektronikus aláírás A támadó célja megszerezni a kártyabirtokos aláírását egy olyan dokumentumra, amelyet az nem akar aláírni.

Algoritmus „feltörése”

Kártyabirtokos támadása

Kártya támadása, hozzáférés a kulcshoz

Terminál manipulálása

Hitelesítés Szolgáltató megtévesztése Dr. Berta István Zsolt

41

Nem biztonságos terminálok nem biztonságos csatorna terminál

távoli fél

C:>_

Hálózat felhasználó

kártya


42

Nem biztonságos terminálok Ha az “ellenség” teljes mértékben irányítása alá vonhatja a terminált, a terminál képes a kártya minden inputját és outputját megfigyelni és megváltoztatni, természetesen képes a PIN kódot elfogni. Hogyan vehetjük észre, ha a terminál man-in-the-middle támadásba kezd? Honnan tudjuk, hogy valójában mit írtunk alá a titkos kulcsunkkal? Dr. Berta István Zsolt

43

Hogy lehet kivédeni? ~ Sehogy. Ha nem bízunk meg az aláírásra használt számítógépben, hiába biztonságos a kártyánk, nem tudjuk befolyásolni, hogy mit írunk alá. Ne használjunk csaló terminált… Megoldás: Megbízható terminált kell használni. biztonságos számítógép kártya biztosítson lehet séget az aláírandó dokumentum biztonságos megjelenítésére Dr. Berta István Zsolt

44

Ez esetben mire jó a kártya? Biztosítja, hogy az aláíró kulcsunk a zsebünkben van. A kulcsról nem lehet másolatot készíteni. Ha a kártya egy olvasóhoz csatlakozik, nem tudja befolyásolni, hogy ki, mikor és mit ír vele alá. Dr. Berta István Zsolt

45

Összefoglalás Az intelligens kártyák biztonságos mikroszámítógépek; Els sorban magánkulcsok védelmére (a felhasználó kilétének igazolására), vagy egyenleg tárolására használják ket; Er s védelmet jelentenek, nagyon nehéz a bennük tárolt információhoz illetéktelenül hozzáférni; Nem tudnak közvetlenül a felhasználóval kommunikálni, ez támadási felületet jelent. Dr. Berta István Zsolt

46

A bemutató során használt programok elérhet sége Diákigazolvány - GPKPilot (www.gemplus.com ???) USB monitor - USBlyzer www.usblyzer.com Elektronikus aláírás - e-Szignó www.e-szigno.hu Smart Card Toolset www.scardsoft.com Hasznos cuccok: www.wrankl.de Dr. Berta István Zsolt

47

Köszönöm a figyelmet!


48

Mit l intelligens, és hogyan lehet megtámadni? - Intelligens kártyák biztonsági kérdései -

Dr. Berta István Zsolt, PhD, MBA, CISA Microsec Kft, K+F és folyamatszervezési igazgató www.berta.hu Dr. Berta István Zsolt

49

Mitl intelligens, és hogyan lehet megtámadni?

Recommend Documents