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數(shù)字證書簽名,Lets Encrypt和數(shù)字證書安全( 三 )


之后Eve使用新帳戶和新的RSA公鑰簽署了Let\'s Encrypt , 并請求恢復(fù)example-com域
Let\'s Encrypt要求Eve簽發(fā)一些新數(shù)據(jù) , 并將其上傳到example-com/.well-known/acme-challenge/some_file 。
Eve制作了一個新的假冒密鑰對 , 并在Let\'s Encrypt上更新了其公共密鑰 。然后 , 她要求Let\'s Encrypt以檢查簽名 。
Let\'s Encrypt從example-com獲取簽名文件 , 簽名匹配 , 于是Eve被授予example-com域所有權(quán) 。
攻擊的圖示如下:

數(shù)字證書簽名,Lets Encrypt和數(shù)字證書安全


在上述攻擊中 , Eve設(shè)法創(chuàng)建了一個有效的公鑰 , 該公鑰驗證了給定的簽名和消息 。數(shù)字簽名不能唯一地標(biāo)識密鑰或消息
根據(jù)RSA的工作原理(這是現(xiàn)代證書交換鏈的基礎(chǔ)):
數(shù)字證書簽名,Lets Encrypt和數(shù)字證書安全


對于固定簽名signature和(PKCS#1 v1.5)消息message , 公鑰(e , N)必須滿足以下方程式以驗證簽名:
signature=message^e(modN)
一個人可以很容易地制作一個(大部分時間)滿足以下等式的公鑰:
e=1N=signaturemessage可以輕松驗證驗證是否有效:
signature=message(modsignaturemessage)
signaturemessage=0(modsignaturemessage)
根據(jù)定義 , 最后一行是正確的 。
數(shù)字簽名的安全性
由于理論領(lǐng)域與應(yīng)用領(lǐng)域之間安全性證明與已實施協(xié)議之間存在差距 。密碼學(xué)中的簽名通常使用EUF-CMA模型進(jìn)行分析 , 該模型代表自適應(yīng)選擇消息攻擊下的存在不可偽造性 。
通過模型中 , 生成了一個密鑰對 , 然后要求簽署一些任意消息 。在觀察簽署的簽名時 , 如果可以在某個時間點對未請求的消息產(chǎn)生有效的簽名 , 將獲勝 。
不幸的是 , 盡管現(xiàn)代簽名方案似乎通過了EUF-CMA測試 , 但它們往往表現(xiàn)出一些令人驚訝的特性 。論文《Automated Analysis of Subtle Attacks on Protocols that Use Signatures》中Dennis Jackson , Cas Cremers , Katriel Cohn-Gordon和Ralf Sasse試圖對使用簽名的協(xié)議進(jìn)行細(xì)微的攻擊的自動化分析 , 試圖列出這些令人驚訝的特性以及受它們影響的簽名方案(然后找到一堆)在使用正式驗證的協(xié)議 。
數(shù)字證書簽名,Lets Encrypt和數(shù)字證書安全


保守的排他性(CEO)/破壞性的排他性(DEO):
密鑰替換攻擊(CEO) , 其中使用不同的密鑰對或公鑰來驗證給定消息上的給定簽名 。
消息密鑰替換攻擊(DEO) , 其中使用不同的密鑰對或公共密鑰來驗證新消息上的給定簽名 。
可延展性 。大多數(shù)簽名方案都是可塑的 , 這意味著如果給出一個有效的簽名 , 就可以對其進(jìn)行篡改 , 以使其成為一個不同但仍然有效的簽名 。請注意 , 如果我是簽名人 , 通??梢詾橥粭l消息創(chuàng)建不同的簽名 。不清楚這是否會對任何現(xiàn)實世界的協(xié)議產(chǎn)生影響 , 盡管比特幣MtGox交易所將其資金損失歸咎于該協(xié)議 , 2014年2月 , 曾經(jīng)是最大的比特幣交易所MtGox關(guān)閉并申請破產(chǎn) , 聲稱攻擊者利用可塑性攻擊來耗盡其帳戶 。
請注意 , 一種新的安全模型SUF-CMA(用于強EUF-CMA)試圖將這種行為包含在簽名方案的安全定義中 , 并且一些最新標(biāo)準(zhǔn)(如RFC 8032指定Ed25519)正在緩解對其簽名方案的延展性攻擊 。。
可重新簽名 。這很容易解釋 。要驗證消息上的簽名 , 通常不需要消息本身 , 但需要摘要 。這樣 , 任何人都可以使用自己的密鑰重新簽名消息 , 而無需知道消息本身

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