Επίθεση λογισμικού HSM

Ένα Υλικό Μονάδας Ασφαλείας, ή HSM, είναι μια σκληρυμένη συσκευή που έχει κατασκευαστεί για να αποθηκεύει και να επεξεργάζεται κρυπτογραφικά κλειδιά σε απομόνωση. Η βασική ιδέα αυτής της επίθεσης είναι να θεωρήσουμε το HSM όπως οποιοδήποτε πολύπλοκο λογισμικό σύστημα και να ξεβουλώσουμε το λογισμικό του μέχρι να κατανοηθεί πλήρως η συμπεριφορά του. Πρώτα αποκτάτε μια συσκευή και την συνδέετε με έναν κεντρικό υπολογιστή για να εξαγάγετε την εικόνα του firmware. Στη συνέχεια μετατρέπετε τον ακατέργαστο δυαδικό κώδικα σε αναγνώσιμη από άνθρωπο αναπαράσταση αποσυναρμολογώντας τον και καταγράφοντας τις λειτουργίες του. Έπειτα χαρτογραφείτε πώς επεξεργάζεται ο κώδικας τα αιτήματα και πώς διαχειρίζεται τη μνήμη. Με αυτή τη χαρτογράφηση δημιουργείτε και στέλνετε ελαφρώς τροποποιημένες εισόδους ενώ παρακολουθείτε τις απαντήσεις. Ένα προσεκτικά τροποποιημένο πακέτο μπορεί να αναγκάσει το HSM σε μια απροσδόκητη κατάσταση και να το προκαλέσει να καταρρεύσει. Μια κατάρρευση είναι ένα σημάδι για περαιτέρω μελέτη γιατί δείχνει πού σπάζονται οι υποθέσεις. Εξετάζοντας τη μνήμη και την εκτέλεση στο σημείο της κατάρρευσης μπορείτε να ανακαλύψετε πώς διαχειρίζονται οι buffers και οι δείκτες. Από εκεί επαναλαμβάνετε και βελτιώνετε τις ακολουθίες που διαμορφώνουν τη ροή εκτέλεσης. Ο τελικός στόχος είναι να δημιουργήσετε μια εκμετάλλευση που μετατρέπει μια ανεξέλεγκτη κατάρρευση σε μια ελεγχόμενη ανάληψη. Σε πολλές επιτυχημένες περιπτώσεις η εκμετάλλευση εξουδετερώνει την αυθεντικοποίηση ή προσπελάζει τις διαχειριστικές διαδικασίες έτσι ώστε οποιοσδήποτε κωδικός πρόσβασης ή εντολή να ανοίγει πρόσβαση. Μόλις ελέγξετε την εκτέλεση μπορείτε να διαβάσετε όλα τα σφραγισμένα μυστικά, να εξάγετε κλειδιά και να επαναλάβετε ή να υπογράψετε λειτουργίες όπως αν ήσασταν ο νόμιμος κάτοχος. Αυτή η κατηγορία επίθεσης είναι δαπανηρή σε χρόνο και προσπάθεια γιατί η δημόσια τεκμηρίωση είναι αραιή και οι συσκευές είναι αυστηρά ελεγχόμενες, ωστόσο ο αντίκτυπος είναι ακραίος γιατί τα παραβιασμένα κλειδιά σπάνε την εμπιστοσύνη οποιουδήποτε συστήματος που βασίζεται στο HSM. Οι αμυντικοί μηχανισμοί περιλαμβάνουν σκληρές πρακτικές firmware, αυστηρούς ελέγχους κώδικα, υπογεγραμμένες και επαληθευμένες ενημερώσεις firmware, ασφαλή εκκίνηση, ελέγχους ακεραιότητας σε πραγματικό χρόνο, ελάχιστες εκτεθειμένες διεπαφές και παρακολούθηση που ανιχνεύει ανωμαλίες στα πακέτα. Οι τακτικές ενημερώσεις και η υπεύθυνη αποκάλυψη είναι επίσης αποφασιστικής σημασίας γιατί οι διορθώσεις σταματούν την απομακρυσμένη αναπαραγωγή μιας εκμετάλλευσης. Τέλος, υποθέστε ότι το υλικό μπορεί να αποτύχει και σχεδιάστε για την περιστροφή κλειδιών και την πολυεπίπεδη ασφάλεια ώστε μια μόνο παραβίαση συσκευής να μην καταρρεύσει ένα ολόκληρο μοντέλο εμπιστοσύνης.