Zufallszahl
Zufallszahlengeneratoren
- Gute Quelle für Zufallszahlen
- Eine gute Quelle für Zufallszahlen ist 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
- Hardware-Zufallszahlengeneratoren
- 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
Ausfall von Zufallszahlengeneratoren
- Versagen von Zufallszahlengeneratoren
Nicht genügend Entropie vorhanden
- Liefern sie vorhersehbare, nicht zufällige Zahlen
- Insbesondere bei eingebetteten Geräten und virtuellen Maschinen
- Eingebetteten Geräten fehlen einige Entropiequellen
- die andere Geräte haben
Keine permanente Uhr
- Boot-Zeit trägt nicht zum anfänglichen RNG-Status bei
Keine 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
- Die kritischste Komponente, die in einer emulierten Umgebung nachweislich falsche Ergebnisse liefert, ist die Zeitquelle
- https://bettercrypto.org/#bibliography-default-Eng11
- Die 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
- Für Systeme, bei denen während der Lebensdauer der Schlüssel mit Situationen geringer Entropie zu rechnen ist, sollten RSA-Schlüssel gegenüber DSA-Schlüsseln bevorzugt werden
- 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