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双椭圆曲线确定性随机数发生器安全性

2022/07/1689 作者:佚名
导读:在NIST SP 800-90A中包含Dual_EC_DRBG的既定目的是其安全性基于数论的计算硬度假设。数学安全性降低证明可以证明,只要理论问题的数量很难,随机数发生器本身就是安全的。但是,Dual_EC_DRBG的制造商没有公布Dual_EC_DRBG的安全性降低,并且在NIST草案发布后不久就发现了Dual_EC_DRBG确实不安全,因为它每轮输出太多比特。太多位的输出(以及精心选择的椭圆曲

在NIST SP 800-90A中包含Dual_EC_DRBG的既定目的是其安全性基于数论的计算硬度假设。数学安全性降低证明可以证明,只要理论问题的数量很难,随机数发生器本身就是安全的。但是,Dual_EC_DRBG的制造商没有公布Dual_EC_DRBG的安全性降低,并且在NIST草案发布后不久就发现了Dual_EC_DRBG确实不安全,因为它每轮输出太多比特。太多位的输出(以及精心选择的椭圆曲线点P和Q)是使NSA后门成为可能的原因,因为它使攻击者能够通过强力猜测来恢复截断。在最终发布的标准中没有更正过多位的输出,使得Dual_EC_DRBG既不安全又无后顾之忧。

在许多其他标准中,意味着任意的常数是通过我的套数原则选择的,其中常数是从例如pi中得出的,其方式几乎没有调整的余地。但是,Dual_EC_DRBG没有指定如何选择默认的P和Q常量,可能是因为它们是由NSA构造为后门的。由于标准委员会意识到了后门的可能性,因此包括了实施者选择自己的安全P和Q的方法。但是标准中的确切表述是这样的,即FIPS 140-2验证需要使用所谓的后向P和Q,因此OpenSSL项目选择实施后门P和Q,即使他们意识到潜在的后门并且更愿意生成他们自己的安全P和Q. 纽约时报后来写道,国家安全局在标准化过程中起作用,最终成为该标准的独立的一个编辑。

后来由Daniel RL Brown和KristianGjøsteen为Dual_EC_DRBG发布了安全证明,表明生成的椭圆曲线点与均匀随机椭圆曲线点无法区分,并且如果在最终输出截断中输出的位数较少,如果两个椭圆曲线点P和Q是独立的,如果显示三个问题很难(通常只接受其中一个是硬的),那么Dual_EC_DRBG是安全的。证据依赖于三个问题很难的假设:决策性的Diffie-Hellman假设(通常被认为很难),以及两个通常不被认为难以解决的新问题:截断点问题和x-对数问题。与许多替代CSPRNG(没有安全性降低)相比,Dual_EC_DRBG相当慢,但Daniel R.L.Brown认为安全性降低使得慢速Dual_EC_DRBG成为一种有效的替代方案(假设实现者禁用明显的后门)。请注意,Daniel R.L. Brown为椭圆曲线加密专利的主要所有者Certicom工作,因此在推广EC CSPRNG时可能存在利益冲突。

所谓的NSA后门将允许攻击者通过查看单轮(32字节)的输出来确定随机数生成器的内部状态;然后可以容易地计算随机数发生器的所有未来输出,直到用外部随机源重新接种CSPRNG。这使得例如SSL / TLS易受攻击,因为TLS连接的设置包括以明文形式发送随机生成的加密随机数。NSA所谓的后门将取决于NSA知道e * Q = P的单个e - 这是一个难题,给定Q和P,但如果你可以选择P和Q则容易生成。因此,e是一个秘密密钥,据推测只有NSA才知道,所谓的后门是一个盗版非对称隐藏后门。Matthew Green的博客文章“Dual_EC_DRBG的多重缺陷”通过使用Crypto 1997中引入的离散日志kleptogram,对所谓的NSA后门如何工作进行了简化解释。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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