Masterclass Cyber Security Erik Poll Digital Security groep

Wie is dat nu weer? Erik Poll Universitair Hoofddocent bij de Digital Security groep, een vd 3 groepen binnen het informatica instituut van de Radboud Universiteit Ik geef Bachelor-vak Web security & databases en de Master-vakken Hardware Security en Software Security

Overzicht van vandaag Wat is cyber security, en wat komt er allemaal bij kijken? Case study: het electronische paspoort en twee security bouwblokken ervan: de technologie van (contactloze) chipkaarten digitale handtekeningen dmv asymmetrische versleuteling Demo’s 10:45 koffie – thee –fris 12:00 Vragen aan studenten Vragen?? Laat ze meteen horen !!

Wat is Cyber Security?

Beveiligen van computers

Beveiligen van en met computers die dan zelf natuurlijk ook weer beveiligd moeten zijn

Beveiligen van online diensten

Slammer Worm (zaterdag 25 januari 2003, 5:29)

Slammer Worm (zaterdag 25 januari 2003, 6:00)

Beveiligen van kritieke infrastructuur

Het belang van cyber security: Leuke filmpjes over de impact www.youtube.com/user/maxcornelisse

Dat was nep, dit is echt! http://www.youtube.com/watch?v=dZfxdctzX6Q of zoek op youtube startonderbreker

Cyber security: breder dan enkel de techniek Cyber security (en informatica) gaat niet alleen over de techniek van computers & software, maar ook over het gebruik ervan! Bijv begrijpen van de gebruiker en social engineering inschatten van risico’s en besluiten over tegenmaatregelen organisatie van digitale beveiliging vervolging & opsporing juridische aspecten maatschappelijke impact, bijv mbt privacy

Voorbeeld van juridische vragen Nieuwe technologie vereist ook nieuwe wetgeving is versturen van spam illegaal? is inbreken op computer inbraak? is kopiëren van een DVD diefstal ? is een film up- of downloaden strafbaar?

Het electronische paspoort

e-paspoort e-paspoort logo Electronisch paspoort oftewel biometrisch paspoort bevat RFID chip oftewel contactloze smartcard e-paspoort logo

e-identiteitskaart Dezelfde chip zit ook in identiteitskaarten (sinds 2006)

Een contactloze chipkaart van binnen antenne

RFID Draadloze chipkaarten heten ook wel RFID tags en bevatten een minicomputertje met draadloos netwerk RFID = Radio Frequency IDentification RFIDs heb je in allerlei soorten & maten

computers in (contactloze) smartcards de computerchip in een paspoort is vergelijkbaar met computer in je bankpas of SIM kaart Zo’n chip is een volledige computer, met een simpele processor : single-core 36 MHz ipv multi-core GHz processor flash geheugen ipv harde schijf: enkele tientallen Kbytes ipv Gbytes geheugen

RFID toepassing: dieren identificatie

RFID binnenkort: contactloos betalen

Of straks: betalen met NFC telefoon?

Een NFC telefoon kan kaart of lezer spelen

Wat zit er op de paspoort chip? • programma (software) in Nederlandse paspoorten: een Java programma • data (bestanden) paspoort foto als JPEG miv 2009 ook vingerafdruk in toekomst misschien ook iris scan

Beveiling: risico’s & eisen Wat zijn de beveiligingsrisico’s van een e-paspoort? Welke aanvallen kun je bedenken? Wat zijn de beveiligingsdoelen van een e-paspoort? Wat zijn de garanties die je wil dat een paspoort biedt? Welke beveiligingsmechanismen zaten er vroeger al in het paspoort, voordat er een chip in zat?

Bedreigingen versus beveiligingeisen afluisteren stiekem uitlezen nep paspoorten paspoorten stuk maken (Denial of Service) Eisen garanderen vertrouwelijkheid garanderen van toegangscontrole garanties van de authenticiteit (echtheid) resilience

Voor- en nadelen van contactloze ipv contact-chipkaart voordelen handig in gebruik geen slijtage van de contacten nadelen communicatie is af te luisteren je kunt stiekem tegen een paspoort praten, zonder dat de eigenaar het weet bijv. als het in je broekzak zit

passieve vs aktieve aanvallen passieve aanval afluisteren van de communicatie tussen paspoort en lezer (bijv op Schiphol) mogelijk op 10-20 meter aktieve aanval oftewel virtueel zakkenrollen stiekem met het paspoort communiceren mogelijk op +/- 25 cm het activeren van de chip vereist een sterk magnetisch veld

beschermen tegen afluisteren Hoe bescherm je een e-paspoort tegen afluisteren? (bijv. bij paspoortcontrole op Schiphol) tegen stiekem uitlezen? (bijv. in een volle trein)

beschermen tegen afluisteren Hoe bescherm je een e-paspoort tegen afluisteren? (bijv. bij paspoortcontrole op Schiphol) Versleutelen van de communicatie tegen stiekem uitlezen? (bijv. in een volle trein) Wachtwoord op de chip Maar... hoe spreek je de sleutels & wachtwoord af?

Basic Access Control (BAC) bescherming tegen stiekem uitlezen en afluisteren er is een wachtwoord nodig om met de paspoort-chip te praten dit wachtwoord wordt ook gebruikt om de communicatie te versleutelen dit wachtwoord staat in het paspoort geschreven namelijk in in de MRZ (Machine Readable Zone) het wachtwoord bestaat uit paspoortnummer, geboortedatum en verloopdatum

Basic Access Control (BAC) bescherming tegen stiekem uitlezen en tegen afluisteren Machine Readable Zone 1. lees MRZ 2. verstuur MRZ 3. gegevens van chip versleuteld

Alternatief: Kooi van Faraday Amerikaanse paspoorten hebben aluminiumfolie in de omslag, zodat er niet met de chip te praten is als het paspoort dicht is. Dit beschermt tegen aktieve aanvallen, maar niet tegen passieve aanvallen (dwz afluisteren) waarom niet?

Bescherming tegen valse paspoorten? Hoe weet je of een paspoort echt is? Zonder naar de fysieke kenmerken (watermerk etc) te kijken?

Digitale handtekening dmv versleuteling Stel Alice en Bob delen een geheime sleutel S Alice stuurt een bericht naar Bob, versleuteld met S Weet Bob dan zeker of het bericht van Alice komt? Bob weet dat het bericht van Alice komt, of van zichzelf Zouden we de digitale paspoorten op deze manier kunnen tekenen? Wie moeten er dan allemaal de geheime sleutel S weten, voor e- paspoorten?

Digitale handtekening dmv asymmetrische versleuteling By asymmetrische versleutelingen heb je verschillende sleutels voor versleutelen en ontsleutelen Analogie: versleutelen doe je met een slot ontsleutelen doe je met de bijbehorende sleutel Het slot hou je privé, maar de sleutel is openbaar

Digitale handtekening met asymmetrische versleuteling Paspoort van Alice stuurt bericht naar Bob, versleuteld met privé-slot slot S van Beatrix Bob maakt dit bericht open, met openbare sleutel van Beatrix Is echtheid gegarandeerd? Ja, want alleen Beatrix had dit bericht zo kunnen versleutelen Wie moet welke sleutels hebben? De douane van Belgie moet de openbare sleutels van Nederland hebben, en omgekeerd Hoe worden deze sleutels uitgewisselend? Met diplomatieke post!

digitale handtekening Alle informatie op het paspoort, incl. de pasfoto, is digitaal getekend met asymmetrische versleuteling Eén pixel veranderen in de foto maakt de handtekening incorrect Kan je nog een nep-paspoort maken? Ja, want je kunt een paspoort nog klonen!

Hoe detecteer je klonen? Geef elk paspoort een uniek privé-slot en bbh. publieke sleutel. De publieke sleutel is getekend door de NL overheid en is openbaar; de privé-slot verlaat nooit de paspoortchip Het challenge-response protocol om te kijken of-ie echt is: Terminal vraagt de getekende publieke sleutel Terminal stuurt een willekeurig getal n naar paspoort (Echt) paspoort antwoordt met n versleuteld met privé-slot Terminal checkt dit antwoord mbv publieke sleutel, en weet dan of paspoort het privé-slot bij de publieke sleutel heeft, en dus dat het echt is!

Certificaten De getekende publieke sloten worden certificaten genoemd Wij, Beatrix, verklaren dat het paspoort met publiek sleutel xyz echt is

Beveiligde verbindingen op internet Het beveiligen van internet verbindingen met https werkt hetzelfde! SSL-certificaten garanderen dat een website is wie die zegt dat-ie is Je webbrowser geeft dit aan met slotje Wij, Diginotar, verklaren dat de website met publiek sleutele xyz1234 echt van rabobank.nl is

We hebben nu bescherming tegen afluisteren bescherming tegen stiekem uitlezen garantie van de echtheid

Extended Access Control Extra beveilingsmaatregel om toegang tot vingerafdruk te beschermen Het idee: niet iedereen mag de vingerafdruk uitlezen zelfs niet als je het paspoort in handen hebt, en dus BAC kunt doen Hoe doe je dit ? identificatieplicht voor paspoort-uitleesapparatuur

Extended Access Control (EAC) bescherming tegen onbevoegd uitlezen van vingerafdruk deze terminal mag een vingerafdruk lezen certificaat (oorkonde) 2. uw vingerafdruk, svp. 3. bewijs dat je dit mag 4. "bewijs" 5. vingerafdruk

Mogelijke & echte problemen

Oeps De uitgever van certificaten moet je vertrouwen! DigiNotar, die certificaten voor oa overheidwebsites uitgaf, bleek in 2011 gehackt Gelukkig leverde DigiNotar niet de certificaten voor paspoorten!

Beveiligingsprobleem: kleine sleutelruimte Passpoortnummer is 10 karakters, en geboortedatum en verloopdatum zijn 8 cijfers Aantal mogelijkheden? maar niet alle data zijn mogelijk en paspoortnummer worden misschien in volgorde uitgegeven... Het is mogelijk om na afluisteren alle combinaties uit te proberen met een snelle computer, als paspoortnummers in volgorde worden uitgegeven

Beveiligingsprobleem: foutmeldingen Bij fouten in de communicatie stuurt de paspoort-chip een foutmelding (error code) Verschillende paspoort-implementaties versturen soms verschillende foutmelding Hierdoor zijn mogelijk paspoorten uit verschillende landen te onderscheiden

Antwoord van kaart op B0 instructie B0 betekent "read binary" (lees file), en mag alleen ná BAC antwoord betekenis Belgisch 6986 not allowed Nederlands 6982 security status not satisfied Frans 6F00 no precise diagnosis Italiaans 6D00 not supported Duits 6700 wrong length

Beveiligingsprobleem: foutmeldingen Onderzoek voor bachelorscriptie door Henning Richter Er waren ook vragen over in de Tweede Kamer

Kun je hier wel misbruik van maken? Mogelijk misbruik? Paspoort-bom die afgaat bij bepaalde nationaliteit? Uitzoeken van slachtoffers door paspoortdieven? Gelukkig kan dit alleen op een afstand van ≈ 25cm max. dus risico verwaarloosbaar ?

Paspoort bom http://www.youtube.com/watch?v=-XXaqraF7pI

Beveiligingsprobleem: unieke nummers Bij opstarten verstuurt de paspoort-chip een willekeurig nummer, als onderdeel van een zogenaamd anti-collision protocol Dit gebeurt vóór Basic Acces Control Bij Italiaanse paspoort-chips was dat steeds hetzelfde nummer, zodat je aan dit nummer een uniek paspoort kunt herkennen

Fundamentele zwakheid: Relay attack! Nijmegen Schiphol Internet

De techniek voorbij

Waarom die chips & vingerafdrukken? Amerikanen willen het nalv aanslag op 9/11 maar zou dit echt iets uitmaken... ?? Voorkomen van look-alike fraud dwz reizen op (gestolen of gekocht) paspoort van iemand die een beetje op je lijkt populair in criminele cirkels

Function creep? Function creep = als een systeem er eenmaal is, wordt het gebruik ervan (de “function”) vaak langzaam & soms ongemerkt opgerekt. Centrale database met vingerafdrukken en pasfoto’s van alle Nederlanders? Willen we dat je straks een pasfoto kunt googelen om het bijbehorende faceboek profiel te vinden?

Wat kan er nog meer met die chip? Automatische grens controle

Zwakste schakel: uitgifte proces? Iemand lukte het een paspoort te krijgen met een foto van zichzelf verkleed als de Joker van Batman

out-of-the box denken! Om security te analyseren moet je creatief zijn! En nadenken als een aanvaller!

Dieper de hardware in

Energieverbruik van een smartcard Wat doet deze kaart?

Energieverbruik van een smartcard Hint: 16 rondes Wat doet deze kaart?

Energieverbruik van een smartcard 16 rondes, dus waarschijnlijk een DES encryptie Wat is de sleutel? Analyse van het profiel van elke stap zou dit kunnen verraden

Apparatuur in ons side-channel lab

Fysieke aanval op de chip

Fysieke aanval: probing Met naalden op de bus het dataverkeer afluisteren of beinvloeden bijv om sleutel te achterhalen probing with 8 needles (why 8?) [Source: Brightsight]

Fysieke aanval: fibbing FIB = Focussed Ion Beam kan chip observeren of wijzigen gaten boren connecties wegbranden nieuw connecties solderen gat in chip oppervlakte doorgeslagen stop

Fysieke aanval: extraheren van geheugen Staining kan de inhoud van ROM geheugen verraden: donkere vakjes zijn 1 lichte vakjes zijn 0 [Source: Brightsight]

out-of-the box denken! Om security te analyseren moet je creatief zijn! En nadenken als een aanvaller!

Terugblik: digitale paspoorten toepassing van (contactloze) chipkaarten toepassing van cryptografie voor beschermen tegen afluisteren en stiekem uitlezen voor garanderen van de echtheid voorbeeld van de impact van informatica en cyber security in de maatschappij straks ook: je e-paspoort online gebruiken, ipv ? De enige manier om te kijken of iets veilig is: het (verantwoord) proberen te hacken

Vragen? Onze open source software voor uitlezen paspoorten (of zelf paspoorten te maken) is beschikbaar op http://jmrtd.sourceforge.net