Zufallszahl
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
- Leider erstellen viele Betriebssystem-Installationsprogramme kryptografische Schlüssel kurz nach einem Neustart
- https://bettercrypto.org/#bibliography-default-HDWH12
- 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