暗号化オラクルはパディングオラクル攻撃に対してどのように脆弱ですか?

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攻撃者が復号キーを知らずにアプリケーション上のデータを復号および暗号化することは可能ですか?答えは「はい」で、それは暗号化オラクルと呼ばれる暗号化の欠陥の中にあります。

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暗号化オラクルは、攻撃者が暗号化キーに直接アクセスすることなく、暗号化されたデータに関する情報を収集する潜在的なゲートウェイとして機能します。では、攻撃者はパディングオラクル攻撃などの手法を通じて、どのようにして暗号オラクルを悪用できるのでしょうか?このような脆弱性の影響を防ぐにはどうすればよいでしょうか?

暗号化オラクルとは何ですか?

暗号化はセキュリティプロトコルですプレーンテキストまたはデータは、機密性を保護し、復号化キーを持つ許可された当事者のみがアクセスできるようにするために、暗号文とも呼ばれる読み取り不可能なコード化形式に変換されます。暗号化には、非対称暗号化と対称暗号化の 2 種類があります。

非対称暗号化では、暗号化と復号化に別個のキー (公開キーと秘密キー) のペアが使用されますが、対称暗号化では、暗号化と復号化の両方に 1 つの共有キーが使用されます。テキストメッセージ、電子メール、ファイル、Web トラフィックなど、ほぼすべてのものを暗号化できます。

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一方、オラクルは、通常、単なる人間が入手できない情報を得る媒体です。オラクルは、何かを通過させると結果が得られる特別な箱のようなものだと考えてください。箱の中身は知りませんが、それが機能することは知っています。

パディングオラクルとも呼ばれる暗号オラクルは、暗号化キーを明かさずに暗号化されたデータに関する情報を提供できるシステムまたはエンティティを指す暗号学の概念です。基本的に、これは暗号化システムと対話して、暗号化キーに直接アクセスせずに暗号化されたデータに関する知識を得る方法です。

暗号オラクルは、クエリと応答の 2 つの部分で構成されます。クエリは、オラクルに暗号文（暗号化されたデータ）を提供するアクションを指し、応答は、暗号文の分析に基づいてオラクルによって提供されるフィードバックまたは情報です。これには、その有効性を検証したり、対応する平文の詳細を明らかにしたりすることが含まれる可能性があり、攻撃者による暗号化データの解読を支援する可能性があり、またその逆も同様です。

パディングオラクル攻撃はどのように機能するのでしょうか?

攻撃者が暗号オラクルを悪用する主な方法の 1 つは、パディングオラクル攻撃です。パディングオラクル攻撃は、暗号文内のパディングの正確さに関する情報を明らかにするときに、暗号化システムまたはサービスの動作を悪用する暗号攻撃です。

これを実現するには、攻撃者は暗号オラクルを明らかにする欠陥を発見し、変更した暗号文をそれに送信し、オラクルの応答を観察する必要があります。これらの応答を分析することで、攻撃者は暗号化キーにアクセスしなくても、その内容や長さなどの平文に関する情報を推測できます。攻撃者は、平文全体を復元するまで、暗号文の一部の推測と変更を繰り返します。

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実際のシナリオでは、攻撃者は、ユーザーデータを暗号化するオンラインバンキングアプリケーションにパディングオラクルの脆弱性があるのではないかと疑う可能性があります。攻撃者は、正規ユーザーの暗号化されたトランザクション要求を傍受し、変更してアプリケーションのサーバーに送信します。変更された暗号文に対してサーバーがエラーや要求の処理にかかる時間などによって異なる応答をする場合、脆弱性を示している可能性があります。

その後、攻撃者は慎重に作成したクエリでこれを悪用し、最終的にユーザーの取引詳細を復号し、アカウントへの不正アクセスを取得する可能性があります。

もう 1 つの例は、暗号化オラクルを使用して認証をバイパスすることです。攻撃者がデータの暗号化と復号化を行う Web アプリケーションのリクエスト内に暗号化オラクルを発見した場合、攻撃者はそれを使用して有効なユーザーのアカウントにアクセスする可能性があります。彼は、オラクルを介してアカウントのセッショントークンを復号化し、同じオラクルを使用してプレーンテキストを変更し、セッショントークンを別のユーザーのアカウントへのアクセスを許可する細工された暗号化トークンに置き換えることができます。

暗号化 Oracle 攻撃を回避する方法

暗号化オラクル攻撃は、暗号化システムの設計または実装の脆弱性の結果として発生します。攻撃を防ぐために、これらの暗号化システムを安全に実装することが重要です。暗号化オラクルを防ぐその他の対策には次のようなものがあります。

認証された暗号化モード : AES-GCM (ガロア/カウンターモード) や AES-CCM (CBC-MAC によるカウンター) などの認証された暗号化プロトコルを使用すると、機密性だけでなく完全性も保護され、攻撃者による暗号文の改ざんや復号化が困難になります。
一貫したエラー処理: パディングが有効かどうかに関係なく、暗号化または復号化プロセスが常に同じエラー応答を返すようにしてください。これにより、攻撃者が悪用する可能性のある動作の違いが排除されます。
セキュリティテスト: 定期的にセキュリティ評価を実施します。侵入テストとコードレビュー、暗号化オラクルの問題など、潜在的な脆弱性を特定して軽減します。
レート制限: ブルートフォース攻撃を検出して防止するために、暗号化および復号化リクエストにレート制限を実装します。
入力の検証: 暗号化または復号化の前に、ユーザー入力を徹底的に検証してサニタイズします。操作された入力によるパディングオラクル攻撃を防ぐために、入力が予想される形式と長さに準拠していることを確認してください。
セキュリティ教育と意識向上 : 暗号化とセキュリティのベストプラクティスについて開発者、管理者、ユーザーをトレーニングし、セキュリティを意識した文化を促進します。
定期的な更新: 暗号化ライブラリやシステムを含むすべてのソフトウェアコンポーネントを最新のセキュリティパッチやアップデートで最新の状態に保ちます。

セキュリティ体制を改善する

暗号化オラクルのような攻撃を理解し、それに対する保護を行うことが必須です。安全なプラクティスを実装することで、組織や個人はこれらの潜行的な脅威に対する防御を強化できます。

教育と意識も、開発者や管理者からエンドユーザーに至るまでセキュリティの文化を育む上で極めて重要な役割を果たします。機密データを保護するための継続的な戦いでは、警戒を怠らず、常に情報を入手し、潜在的な攻撃者の一歩先を行くことが、デジタル資産と大切にしているデータの整合性を維持するための鍵となります。

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