Wide-Mouth Frog

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Криптографические обозначения, используемые в протоколах проверки подлинности и обмена ключами
Идентифкаторы Алисы (Alice), инициатора сессии
Идентифкатор Боба (Bob), стороны, с которой устанавливается сессия
Идентифкатор Трента (Trent), доверенной промежуточной стороны
Открытые ключи Алисы, Боба и Трента
Секретные ключи Алисы, Боба и Трента
Шифрование данных ключом Алисы, либо совместным ключом Алисы и Трента
Шифрование данных ключом Боба, либо совместным ключом Боба и Трента
Шифрование данных секретными ключами Алисы, Боба (цифровая подпись)
Порядковый номер сессии (для предотвращения атаки с повтором)
Случайный сеансовый ключ, который будет использоваться для симетричного шифрования данных
Шифрование данных временным сеансовым ключом
Метки времени, добавляемые в сообщения Алисой и Бобом соответственно
Случайные числа (nonce), которые были выбраны Алисой и Бобом соответственно

Wide-Mouth Frog (досл. с англ. «лягушка с широкой глоткой») — возможно самый простой протокол для симметричного обмена ключами, с использованием доверенного сервера. (Алиса) (Боб) разделяют секретный ключ с (Трентом). В данном протоколе ключи используются только для их распределения, а не для шифрования сообщений.[1]


История[править | править вики-текст]

Автором считается Майкл Бэрроуз (англ. Michael Burrows) и впервые был опубликован в "Michael Burrows, Martin Abadi, and Roger Needham. A logic of authentication." [2] в 1989 году. Позже в 1997 Гэвин Лоу (англ. Gavin Lowe) в своей работе "A Family of Attacks upon Authentication Protocols" [3] предложил модифицированный Wide-Mouthed Frog протокол (англ. Lowe modified Wide-Mouthed frog protocol), исправляющий некоторые уязвимости.

Протокол Wide-Mouthed Frog[править | править вики-текст]

Для начала сеанса передачи сообщений Алиса шифрует конкатенацию метки времени, идентификатора Боба и сгенерированного случайного сеансового ключа. В качестве ключа шифрования используется ключ, который известен Алисе и Тренту — промежуточному доверенному серверу. После этого Алиса передает своё имя (в открытом виде) и зашифрованные данные Тренту.

Трент расшифровывает совместным с Алисой ключом пакет, выбирает оттуда сгенерированный Алисой случайный сеансовый ключ и составляет конкатенацию из новой метки времени, идентификатора Алисы и сеансового ключа, после чего шифрует её общим с Бобом ключом и передаёт ему.

После этого Боб расшифровывает пакет данных общим с Трентом ключом и может использовать сгенерированный Алисой случайный сеансовый ключ для передачи данных.

Атаки на протокол Wide-Mouthed Frog[править | править вики-текст]

Атака 1995 года[править | править вики-текст]

В 1995 году Рос Андерсон (англ. Ross Anderson) и Роджер Нидхэм (англ. Roger Needham) предложили следующий алгоритм атаки на протокол:

  1. ,

где I(Alice) и I(Bob) - злоумышленник имитирующий Алису и Боба соответственно.

Изъян протокола заключается в том, что Трент обновляет свою временную метку , от временной метки Алисы . То есть пока Трент не держит список всех рабочих ключей и меток, злоумышленник может поддерживать ключи рабочими, используя Трента в качестве предсказателя.

Практический результат данного недостатка будет зависеть от приложения. Например, если пользователи используют смарт-карту с данным протоколом, который в открытом виде отправляет сеансовый ключ в программный модуль шифрования (англ. software bulk encryption routine), то ключи могут быть открыты для данной атаки. Злоумышленник может наблюдать как Алиса и Боб проводят сеансы и поддерживать ключи рабочими, пока не появится возможность выкрасть смарт-карту.[4]

Атака 1997 года[править | править вики-текст]

В 1997 году Гэвин Лоу (англ. Gavin Lowe) предложил еще один вариант атаки на данный протокол, основанный на том, что злоумышленник заставляет думать Боба, что Алиса установила два сеанса обмена, в то время как Алиса устанавливает один сеанс. Атака включает два чередующихся прохода протокола, которые мы назовем и , обозначим, например, второе сообщение сеанса \alpha как Тогда атака выглядит следующим образом:

  1. ,

где I(Trent) злоумышленник имитирующий Трента.

Сеанс представляет нормальный ход обмена ключами, когда Алиса устанавливает сеанс с Бобом, используя ключ . Тогда в сообщении , злоумышленник имитирует Трента,и повторяет сообщение ; после чего Боб считает, что Алиса пытается начать второй сеанс.

Кроме того, злоумышленник может воспроизвести для Трента сообщение , как сообщение следующего сеанса. Это приведет к получению Бобом второго сообщение, с таким же результатом как и ранее.

Данную уязвимость исправляет модифицированный Wide-Mouthed Frog протокол (англ. Lowe modified Wide-Mouthed frog protocol) [5]

Модифицированный Wide-Mouthed Frog протокол[править | править вики-текст]

Данная модификация была предложена Гэвином Лоу (англ. Gavin Lowe), для устранения уязвимости для атаки 1997 года. Выглядит она следующим образом:

Эти изменения позволят избежать атак 1997 года: Боб будет генерировать два разных одноразовых номера, по одному для каждого сеанса, и ожидать в качестве ответа сообщение 4. В то же время Алиса будет возвращать только одно такое сообщение, и злоумышленник не сможет сгенерировать другого.

К сожалению, данная модификация убирает самую привлекательную черту протокола Wide-Mouthed Frog - простоту.[5]

Особенности[править | править вики-текст]

  • Требуется глобальный счетчик.
  • Трент имеет доступ ко всем ключам.
  • Значение сеансового ключа полностью определяется Алисой, то есть она должна быть достаточно компетентной для генерации хороших ключей.
  • Может дублировать сообщения, во время действия временной метки.
  • Алиса не знает существует ли Боб.
  • Протокол динамичный, что обычно нежелательно, так как это требует большей функциональности от Трента. Например, Трент должен справляться с ситуацией, когда Боб недоступен.

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]