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[7700] 2013-12-31_利用声学密码分析攻击破译4096位RSA加密算法

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-17
2013-12-31_利用声学密码分析攻击破译4096位RSA加密算法 利 用 声 学 密 码 分 析 攻 击 破 译 4 0 9 6 位 R S A 加 密 算 法 F r e e B u f   2 0 1 3 - 1 2 - 3 1                 引 言 ： 计 算 机 科 学 家 引 言 ： 计 算 机 科 学 家 开 发 出 了 一 种 可 靠 提 取 密 钥 的 新 攻 击 技 术 开 发 出 了 一 种 可 靠 提 取 密 钥 的 新 攻 击 技 术 ： 捕 捉 计 算 机 在 展 示 加 密 信 息 时 产 生 的 高 声 调 音 ： 捕 捉 计 算 机 在 展 示 加 密 信 息 时 产 生 的 高 声 调 音 频 。 频 。 这 项 密 码 破 解 技 术 这 项 密 码 破 解 技 术 （ （ P D F ） 属 于 物 理 攻 击 ， 攻 击 者 需 要 将 智 能 手 机 的 麦 克 风 直 接 对 准 目 标 计 算 机 的 风 扇 通 风 ） 属 于 物 理 攻 击 ， 攻 击 者 需 要 将 智 能 手 机 的 麦 克 风 直 接 对 准 目 标 计 算 机 的 风 扇 通 风 口 ， 但 研 究 人 员 提 出 可 以 用 监 听 声 音 的 恶 意 程 序 感 染 智 能 手 机 ， 或 者 其 它 方 法 在 目 标 计 算 机 附 近 安 放 监 听 设 备 。 攻 口 ， 但 研 究 人 员 提 出 可 以 用 监 听 声 音 的 恶 意 程 序 感 染 智 能 手 机 ， 或 者 其 它 方 法 在 目 标 计 算 机 附 近 安 放 监 听 设 备 。 攻 击 利 用 了 运 行 击 利 用 了 运 行 G n u P G 的 计 算 机 的 计 算 机 C P U 产 生 的 不 同 声 波 特 征 ， 研 究 人 员 发 现 他 们 能 区 分 不 同 产 生 的 不 同 声 波 特 征 ， 研 究 人 员 发 现 他 们 能 区 分 不 同 R S A 密 钥 之 间 的 声 波 特 征 ， 密 钥 之 间 的 声 波 特 征 ， 通 过 测 量 通 过 测 量 C P U 解 密 密 文 时 的 声 音 ， 能 完 整 提 取 出 解 密 密 钥 。 在 演 示 中 ， 研 究 人 员 成 功 利 用 一 部 三 星 解 密 密 文 时 的 声 音 ， 能 完 整 提 取 出 解 密 密 钥 。 在 演 示 中 ， 研 究 人 员 成 功 利 用 一 部 三 星 N o t e I I 智 能 手 机 智 能 手 机 恢 复 了 一 个 恢 复 了 一 个 4 0 9 6 位 的 位 的 R S A 密 钥 。 密 钥 。 G n u P G 已 经 已 经 发 布 了 更 新 发 布 了 更 新 ， 反 制 这 种 攻 击 方 法 。 ， 反 制 这 种 攻 击 方 法 。                 图 中 所 示 ： A ： 攻 击 目 标 联 想 T h i n k P a d   T 6 ； B ： B r ü e l ＆ K j æ r 4 1 9 0 微 型 麦 克 风 ， 它 被 固 定 在 装 有 灵 活 手 臂 的 B r ü e l ＆ K j æ r 2 6 6 9 前 置 放 大 器 上 ； C ： B r ü e l ＆ K j æ r 5 9 3 5 麦 克 风 电 源 和 放 大 器 ； D ： 美 国 国 家 仪 器 公 司 的 m y D A Q 设 备 ， 它 带 有 一 个 1 5 0 k H z 的 R C 高 通 滤 波 器 以 及 一 个 1 0   k H z 的 R C 低 通 滤 波 器 ； E ： 进 行 攻 击 操 作 的 笔 记 本 电 脑 。 通 过 上 述 装 备 在 一 米 内 实 现 加 密 密 钥 的 提 取 。                         以 色 列 安 全 研 究 人 员 讲 解 了 如 何 利 用 侦 听 电 脑 解 密 数 据 时 以 色 列 安 全 研 究 人 员 讲 解 了 如 何 利 用 侦 听 电 脑 解 密 数 据 时   C P U 所 发 出 的 声 音 所 发 出 的 声 音 ( 音 学 密 码 分 析 音 学 密 码 分 析 ) 破 译 破 译 4 0 9 6 位 位 R S A 加 密 加 密 算 法 。 算 法 。                 以 色 列 特 拉 维 夫 大 学 的 安 全 研 究 人 员 最 近 发 表 的 一 篇 有 趣 的 论 文 ， 题 目 为 “   通 过 对 低 带 宽 声 学 密 码 分 析 来 提 取 R S A 密 钥   ” ， 文 中 介 绍 了 他 们 如 何 成 功 地 通 过 对 计 算 机 解 密 程 序 加 密 解 密 时 C P U 发 出 声 音 进 行 分 析 从 而 破 译 4 0 9 6 位 R S A 加 密 的 。                 三 位 科 学 家 D a n i e l   G e n k i n 、 E r a n   T r o m e r 和 A d i   S h a m i r （ 参 与 发 明 了 著 名 的   R S A 加 密 算 法 ） 已 经 验 证 他 们 十 年 前 首 次 提 出 的 这 种 设 想 是 可 以 实 现 的 。                 研 究 人 员 事 实 上 通 过 侧 信 道 攻 击 从 电 脑 声 音 中 提 取 一 个 4 0 9 6 位 的 R S A 密 钥 ， 除 了 通 过 上 述 设 备 ， 研 究 者 表 明 该 声 音 泄 漏 的 密 钥 可 以 由 一 个 靠 近 目 标 电 脑 的 标 准 的 智 能 手 机 所 捕 获 记 录 。                 令 人 惊 奇 的 结 果 是 ， 攻 击 者 利 用 “ 声 学 密 码 分 析 攻 击 ” 能 够 在 不 到 一 个 小 时 内 发 现 获 得 一 个 很 长 的 R S A 密 钥 。 这 篇 论 文 中 总 结 ：                 “ 在 这 里 , 我 们 描 述 了 一 种 新 的 声 学 密 码 分 析 提 取 攻 击 , 适 用 于 G n u P G 最 新 提 出 实 现 的 R S A 。 这 种 攻 击 可 以 通 过 对 电 脑 解 密 时 产 生 的 声 音 进 行 分 析 ， 在 一 个 小 时 内 从 笔 记 本 电 脑 ( 各 种 型 号 ) 提 取 完 整 的 4 0 9 6 位 R S A 解 密 密 钥 。 我 们 通 过 实 验 证 明 了 这 种 攻 击 的 可 实 现 性 ， 通 过 一 个 放 在 电 脑 附 近 的 普 通 手 机 ， 或 者 在 距 离 电 脑 4 米 处 放 一 个 高 品 质 的 麦 克 风 成 功 提 取 了 解 密 密 钥 。 ”
                科 学 家 们 们 重 复 进 行 了 几 千 次 的 解 密 加 密 算 法 操 作 ， 发 现 R S A 密 钥 和 其 过 程 中 产 生 的 声 音 有 直 接 关 系 。         “ 解 密 过 程 中 产 生 的 噪 声 是 实 际 上 是 由 C P U 电 压 调 节 器 产 生 的 ， 因 为 它 试 图 在 广 泛 多 样 和 突 发 的 载 荷 上 保 持 恒 定 的 电 压 从 而 不 断 调 节 C P U 运 行 模 式 。 ”                                 值 得 注 意 的 是 研 究 人 员 所 进 行 的 噪 声 信 号 分 析 不 包 括 机 器 内 部 机 械 部 件 诸 如 风 扇 、 硬 盘 或 内 部 扬 声 器 所 产 生 的 噪 声 。                 安 全 人 员 表 明 许 多 其 他 应 用 程 序 也 可 能 很 容 易 受 到 相 同 的 声 学 密 码 分 析 攻 击 。               “ 我 们 注 意 到 G n u P G 的   R S A 签 名 ( 或 解 密 ) 操 作 很 容 易 通 过 对 他 们 的 声 波 频 谱 分 析 而 识 别 。   此 外 , 声 学 频 谱 通 常 具 有 关 键 的 依 赖 性 ， 那 么 密 钥 便 可 以 通 过 在 电 脑 加 密 解 密 过 程 中 的 声 音 进 行 区 分 识 别 。 这 同 样 也 适 用 于 E l G a m a l 解 密 。 ”                 研 究 人 员 观 察 到 的 声 学 密 码 分 析 攻 击 使 用 高 质 量 的 抛 物 型 麦 克 风 的 攻 击 距 离 范 围 超 过 4 米 ， 同 时 如 果 不 使 用 这 种 接 收 装 置 的 攻 击 距 离 范 围 可 达 一 米 。                 研 究 人 员 已 经 将 该 漏 洞 通 知 G n u P G ， 同 时 还 建 议 用 户 在 使 用 个 人 电 脑 进 行 解 密 时 使 用 良 好 的 减 震 设 备 进 行 保 护 ， 例 如 “ 隔 音 “ 箱 。 使 用 G n u P G 的 一 些 机 器 可 以 做 到 : 区 分 不 同 的 声 学 特 征   R S A 密 钥 密 钥   ( 签 名 或 解 密 ) , 完 全 提 取 解 密 密 钥 ， 通 过 测 量 分 析 的 机 器 解 密 时 的 声 音 。                 攻 击 者 能 够 通 过 使 用 接 近 目 标 机 的 智 能 手 机 上 的 一 个 移 动 应 用 程 序 实 现 声 学 密 码 分 析 攻 击 ， 另 一 种 可 能 性 是 使 用 专 门 的 设 计 有 恶 意 软 件 的 设 备 达 到 这 种 恶 意 目 的 。                 G n u P G 的 开 发 者 已 经 开 发 了 一 个 补 丁 来 修 复 利 用 声 学 密 码 分 析 攻 击 这 一 漏 洞 ， 修 复 版 本 包 括 了 G n u P G   1 . 4 . 1 6 。                 可 以 肯 定 的 是 ， 这 项 技 术 也 有 其 局 限 性 。 最 明 显 的 是 ， 攻 击 者 必 须 拥 有 一 个 智 能 手 机 或 者 有 一 个 麦 克 风 功 能 的 放 置 在 目 标 电 脑 附 近 位 置 。 尽 管 如 此 ， 如 果 你 认 为 这 种 攻 击 会 受 限 于 电 脑 附 近 有 接 受 装 置 的 话 ， 便 是 大 错 特 错 。 研 究 人 员 已 经 证 实 ， 这 种 技 术 可 以 使 用 抛 物 线 麦 克 风 从 更 远 的 距 离 实 现 攻 击 ， 它 也 可 能 通 过 激 光 麦 克 风 或 振 动 计 来 进 行 攻 击 。 同 时 研 究 人 员 提 出 了 多 种 技 术 方 案 ， 可 以 帮 助 攻 击 者 克 服 声 学 密 码 分 析 技 术 的 局 限 性 。 其 中 一 种 便 是 上 文 所 说 开 发 一 个 智 能 手 机 应 用 程 序 ， 它 可 以 自 动 捕 获 和 处 理 目 标 电 脑 产 生 的 噪 声 。         “ 攻 击 者 将 手 机 安 装 此 软 件 ， 然 后 通 过 某 些 借 口 接 近 到 目 标 计 算 机 ， 并 在 一 定 程 度 上 将 手 机 维 持 在 监 听 范 围 内 一 段 时 间 。 ” 研 究 人 员 解 释 道 。 “ 举 个 例 子 ， 在 一 个 会 议 上 ， 攻 击 者 可 以 毫 无 顾 忌 的 将 手 机 放 在 目 标 电 脑 附 近 ， 并 通 过 会 议 这 个 期 间 获 得 密 钥 。 类 似 的 方 法 适 用 于 置 的 麦 克 风 的 其 他 移 动 设 备 ， 如 平 板 电 脑 和 笔 记 本 电 脑 。 ”                                 这 已 经 不 是 第 一 次 声 音 信 号 作 为 一 种 有 效 的 信 息 出 现 在 攻 击 场 景 中 ， 最 近 我 们 也 在 讨 论 通 过 音 频 信 号 实 现 恶 意 负 载 的 转 移   。 总 而 言 之 ， 在 设 计 安 全 系 统 时 ， 针 对 这 些 创 新 的 攻 击 模 式 必 须 采 取 一 些 创 新 性 的 安 全 措 施 。

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