Zufallszahl: Unterschied zwischen den Versionen

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== Zufallszahlengeneratoren ==
'''Zufallszahl''' - Qualität von Zufallszahlen
; Gute Quelle für Zufallszahlen
 
; Eine gute Quelle für Zufallszahlen ist für viele Kryptooperationen unerlässlich
== Beschreibung ==
== Qualität von Zufallszahlen ==
; Gute Quellen für Zufallszahlen
* Für viele Kryptooperationen unerlässlich
* Das Hauptmerkmal eines guten Zufallszahlengenerators ist die Unvorhersehbarkeit der erzeugten Zahlen
* Das Hauptmerkmal eines guten Zufallszahlengenerators ist die Unvorhersehbarkeit der erzeugten Zahlen
* Dies bedeutet, dass Hardware-Unterstützung für die Erzeugung von Entropie unerlässlich ist
* Dies bedeutet, dass Hardware-Unterstützung für die Erzeugung von Entropie unerlässlich ist


; Hardware-Zufallszahlengeneratoren
=== Quantität von Zufallszahlen ===
* Hardware-Zufallszahlengeneratoren in Betriebssystemen oder eigenständigen Komponenten sammeln Entropie aus verschiedenen Zufallsereignissen, indem sie meist die (niedrigen Bits des) Zeitpunkts des Auftretens eines Ereignisses als Entropiequelle verwenden.
 
* Die Entropie wird in einem Entropie-Pool zusammengeführt, und in einigen Implementierungen wird die Anzahl der verfügbaren Zufallsbits in einem Buch geführt
=== Hardware-Zufallszahlengeneratoren ===
Hardware-Zufallszahlengeneratoren in Betriebssystemen oder eigenständigen Komponenten sammeln Entropie aus verschiedenen Zufallsereignissen
* Zeitpunkts des Auftretens eines Ereignisses als Entropie-Quelle
 
; Die Entropie wird in einem Entropie-Pool zusammengeführt
* Einigen Implementierungen protokollieren die Anzahl der verfügbaren Zufallsbit


== Ausfall von Zufallszahlengeneratoren ==
== Ausfall von Zufallszahlengeneratoren ==
=== Versagen von Zufallszahlengeneratoren  ===
[[File:randomNumberGenerators.png|mini|400px]]
[[File:randomNumberGenerators.png|mini|400px]]
 
; Ungenügende Entropie
; Versagen von Zufallszahlengeneratoren
* Zufallszahlengeneratoren liefern unter Umständen vorhersehbare, nicht zufällige Zahlen
Nicht genügend Entropie vorhanden
* Liefern sie vorhersehbare, nicht zufällige Zahlen
* Insbesondere bei eingebetteten Geräten und virtuellen Maschinen
* Insbesondere bei eingebetteten Geräten und virtuellen Maschinen


; Eingebetteten Geräten fehlen einige Entropiequellen
=== Fehlen Entropie-Quellen bei eingebetteten Geräten ===
: die andere Geräte haben
; Uhr
Keine permanente Uhr
* Boot-Zeit trägt nicht zum anfänglichen RNG-Status bei
* Boot-Zeit trägt nicht zum anfänglichen RNG-Status bei
Keine Festplatte
; Festplatte
* Keine Entropie aus dem Festplattentiming
* Keine Entropie aus dem Festplattentiming
* Keine Möglichkeit, Entropie zwischen Neustarts zu speichern
* Keine Möglichkeit, Entropie zwischen Neustarts zu speichern


== Virtuelle Maschinen ==
== Virtuelle Maschinen ==
; Virtuelle Maschinen emulieren einige Hardwarekomponenten
; Virtuelle Maschinen emulieren Hardwarekomponenten
* so dass die erzeugte Entropie überschätzt wird.
* Erzeugte Entropie wird oft überschätzt


; Zeitquelle
; Zeitquelle
* Die kritischste Komponente, die in einer emulierten Umgebung nachweislich falsche Ergebnisse liefert, ist die Zeitquelle. ([https://bettercrypto.org/#bibliography-default-Eng11 Engblom, 2011]).
* Kritischste Komponente ist die Zeitquelle


; Die anfälligste Zeit, in der Situationen mit geringer Entropie auftreten, ist in der Regel kurz nach einem Neustart
; Emulierten Umgebungen liefern unter Umständen falsche Ergebnisse
* Leider erstellen viele Betriebssystem-Installationsprogramme kryptografische Schlüssel kurz nach einem Neustart
* https://bettercrypto.org/#bibliography-default-Eng11
* [https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12 Heninger, Durumeric, Wustrow, & Halderman, 2012]
 
; Anfälligste Zeit, in der Situationen mit geringer Entropie auftreten, ist in der Regel kurz nach einem Neustart
* Leider erstellen viele Betriebssystem-Installationsprogramme kryptografische Schlüssel kurz nach einem Neustart  
* https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12


; Weiteres Problem
; Weiteres Problem
* OpenSSL seinen internen Zufallsgenerator nur selten vom Hardware-Zufallszahlengenerator des Betriebssystems seeden lässt.
* OpenSSL lässt seinen internen Zufallsgenerator nur selten vom Hardware-Zufallszahlengenerator des Betriebssystems seeden
* Dies kann dazu führen, dass ein Daemon, der zu einem Zeitpunkt gestartet wird, an dem die Entropie niedrig ist, diese niedrige Entropie über Stunden beibehält, was zu vorhersehbaren Sitzungsschlüsseln führt.
* Dies kann dazu führen, dass ein Daemon, der zu einem Zeitpunkt gestartet wird, an dem die Entropie niedrig ist, diese niedrige Entropie über Stunden beibehält, was zu vorhersehbaren Sitzungsschlüsseln führt  
* [https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12 Heninger, Durumeric, Wustrow, & Halderman, 2012]
* https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12


; Für Systeme, bei denen während der Lebensdauer der Schlüssel mit Situationen geringer Entropie zu rechnen ist, sollten RSA-Schlüssel gegenüber DSA-Schlüsseln bevorzugt werden:
; Empfehlung
* Systeme, bei denen während der Lebensdauer der Schlüssel mit Situationen geringer Entropie zu rechnen ist, sollten RSA-Schlüssel gegenüber DSA-Schlüsseln bevorzugen
* Bei DSA kann es zu wiederholten ephemeren Schlüsseln kommen, wenn die Entropie zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schlüssel zum Signieren verwendet werden, unzureichend ist.  
* Bei DSA kann es zu wiederholten ephemeren Schlüsseln kommen, wenn die Entropie zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schlüssel zum Signieren verwendet werden, unzureichend ist.  
* Ein Angreifer, der einen in einer solchen Signatur verwendeten ephemeren privaten Schlüssel erraten kann, kann den geheimen DSA-Schlüssel kompromittieren.  
* Ein Angreifer, der einen in einer solchen Signatur verwendeten ephemeren privaten Schlüssel erraten kann, kann den geheimen DSA-Schlüssel kompromittieren.  
* Bei RSA kann dies zur Entdeckung von verschlüsseltem Klartext oder gefälschten Signaturen führen, nicht aber zur Kompromittierung des geheimen Schlüssels.  
* Bei RSA kann dies zur Entdeckung von verschlüsseltem Klartext oder gefälschten Signaturen führen, nicht aber zur Kompromittierung des geheimen Schlüssels.  
* [https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12 Heninger, Durumeric, Wustrow, & Halderman, 2012]
* https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12
 
<noinclude>
== Anhang ==
=== Siehe auch ===
{{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}}}
=== Weblinks ===
 
[[Kategorie:Zufallszahl]]
[[Kategorie:Kryptografie/Anwendung]]


[[Kategorie:Kryptografie]]
</noinclude>

Aktuelle Version vom 26. Oktober 2024, 01:49 Uhr

Zufallszahl - Qualität von Zufallszahlen

Beschreibung

Qualität von Zufallszahlen

Gute Quellen für Zufallszahlen
  • Für viele Kryptooperationen unerlässlich
  • Das Hauptmerkmal eines guten Zufallszahlengenerators ist die Unvorhersehbarkeit der erzeugten Zahlen
  • Dies bedeutet, dass Hardware-Unterstützung für die Erzeugung von Entropie unerlässlich ist

Quantität von Zufallszahlen

Hardware-Zufallszahlengeneratoren

Hardware-Zufallszahlengeneratoren in Betriebssystemen oder eigenständigen Komponenten sammeln Entropie aus verschiedenen Zufallsereignissen

  • Zeitpunkts des Auftretens eines Ereignisses als Entropie-Quelle
Die Entropie wird in einem Entropie-Pool zusammengeführt
  • Einigen Implementierungen protokollieren die Anzahl der verfügbaren Zufallsbit

Ausfall von Zufallszahlengeneratoren

Versagen von Zufallszahlengeneratoren

Ungenügende Entropie
  • Zufallszahlengeneratoren liefern unter Umständen vorhersehbare, nicht zufällige Zahlen
  • Insbesondere bei eingebetteten Geräten und virtuellen Maschinen

Fehlen Entropie-Quellen bei eingebetteten Geräten

Uhr
  • Boot-Zeit trägt nicht zum anfänglichen RNG-Status bei
Festplatte
  • Keine Entropie aus dem Festplattentiming
  • Keine Möglichkeit, Entropie zwischen Neustarts zu speichern

Virtuelle Maschinen

Virtuelle Maschinen emulieren Hardwarekomponenten
  • Erzeugte Entropie wird oft überschätzt
Zeitquelle
  • Kritischste Komponente ist die Zeitquelle
Emulierten Umgebungen liefern unter Umständen falsche Ergebnisse
Anfälligste Zeit, in der Situationen mit geringer Entropie auftreten, ist in der Regel kurz nach einem Neustart
Weiteres Problem
  • OpenSSL lässt seinen internen Zufallsgenerator nur selten vom Hardware-Zufallszahlengenerator des Betriebssystems seeden
  • Dies kann dazu führen, dass ein Daemon, der zu einem Zeitpunkt gestartet wird, an dem die Entropie niedrig ist, diese niedrige Entropie über Stunden beibehält, was zu vorhersehbaren Sitzungsschlüsseln führt
  • https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12
Empfehlung
  • Systeme, bei denen während der Lebensdauer der Schlüssel mit Situationen geringer Entropie zu rechnen ist, sollten RSA-Schlüssel gegenüber DSA-Schlüsseln bevorzugen
  • Bei DSA kann es zu wiederholten ephemeren Schlüsseln kommen, wenn die Entropie zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schlüssel zum Signieren verwendet werden, unzureichend ist.
  • Ein Angreifer, der einen in einer solchen Signatur verwendeten ephemeren privaten Schlüssel erraten kann, kann den geheimen DSA-Schlüssel kompromittieren.
  • Bei RSA kann dies zur Entdeckung von verschlüsseltem Klartext oder gefälschten Signaturen führen, nicht aber zur Kompromittierung des geheimen Schlüssels.
  • https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12


Anhang

Siehe auch

Weblinks


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