أظهرت تقنية جديدة طورها باحثون في جامعة لوفين (بلجيكا) وجامعة نيويورك في أبو ظبي أن المهاجمين يمكنهم استخدام ميزات بروتوكولات الشبكة للتنظيم تسرب المعلومات السرية.
هذه التقنية ، المسماة Timeless Timing Attacks ، والتي تم عرضها في مؤتمر Usenix هذا العام ، تستفيد من معالجة بروتوكول الشبكة للطلبات المتزامنة لمعالجة إحدى مشكلات التوقيت عن بُعد لهجمات القناة الجانبية.
مشاكل الهجمات عن بعد بمرور الوقت
في هجمات التوقيت ، يقيس المهاجمون الاختلافات في وقت تنفيذ الأوامر المختلفة ، محاولين تجاوز الحماية التي يوفرها التشفير والحصول على معلومات حول المعلومات السرية ، مثل مفاتيح التشفير والمراسلات الخاصة وسلوك تصفح المستخدم.
ومع ذلك ، من أجل تنفيذ هجمات التوقيت بنجاح ، يحتاج المهاجم إلى معرفة الوقت الذي يستغرقه التطبيق المهاجم لمعالجة الطلب بالضبط.
تصبح هذه مشكلة عند مهاجمة الأنظمة البعيدة مثل خوادم الويب ، لأن زمن انتقال الشبكة (الارتعاش) يؤدي إلى اختلاف في أوقات الاستجابة ، مما يعقد حساب وقت المعالجة.
في هجمات التوقيت عن بُعد ، يرسل المهاجمون عادةً كل أمر عدة مرات ويقومون بإجراء تحليل إحصائي لأوقات الاستجابة لتقليل تأثير تذبذب الشبكة. لكن هذه الطريقة مفيدة فقط إلى حد معين.
يقول توم فان جوثام ، الباحث في أمن البيانات والمؤلف الرئيسي لمقال حول النوع الجديد من الهجمات: "كلما قل فارق التوقيت ، زادت الطلبات المطلوبة ، وفي مرحلة معينة يصبح الحساب مستحيلًا".
وقت الهجوم الخالد
تقوم التقنية التي طورها جوتيم وزملاؤه بتنفيذ هجمات التوقيت عن بُعد بطريقة تؤدي إلى إبطال تأثيرات اضطراب الشبكة.
المبدأ الكامن وراء الهجوم الخالد في الوقت المحدد بسيط: تحتاج إلى التأكد من وصول الطلبات إلى الخادم في نفس الوقت بالضبط ، وعدم إرسالها بشكل تسلسلي.
يضمن التزامن أن تكون جميع الطلبات في نفس ظروف الشبكة وأن معالجتها لا تتأثر بالمسار بين المهاجم والخادم. سيعطي ترتيب تلقي الردود للمهاجم جميع المعلومات اللازمة لمقارنة أوقات التنفيذ.
"الميزة الرئيسية للهجمات الخالدة على التوقيت هي أنها أكثر دقة بكثير ، لذا تتطلب طلبات أقل. هذا يسمح للمهاجم بالتعرف على الاختلافات في وقت التنفيذ حتى 100 نانوثانية ، "يقول فان جوثام.
كان الحد الأدنى للفرق الزمني الذي لاحظه الباحثون في هجوم وقت الإنترنت التقليدي هو 10 ميكرو ثانية ، أي 100 مرة أكثر من هجوم الطلب المتزامن.
كيف يتم ضمان التزامن
يوضح Van Götham قائلاً: "إننا نوفر التزامن من خلال وضع كلا الطلبين في نفس حزمة الشبكة". "من الناحية العملية ، يعتمد التنفيذ في الغالب على بروتوكول الشبكة."
يستخدم الباحثون قدرات بروتوكولات الشبكة المختلفة لإرسال الطلبات المتزامنة.
على سبيل المثال ، HTTP / 2 ، الذي أصبح بسرعة المعيار الفعلي لخوادم الويب ، يدعم "طلب مضاعفة الإرسال" ، وهي ميزة تسمح للعميل بإرسال طلبات متعددة بالتوازي عبر اتصال TCP واحد.
"في حالة HTTP / 2 ، نحتاج فقط إلى وضع كلا الطلبين في نفس الحزمة (على سبيل المثال ، عن طريق الكتابة إلى المقبس في نفس الوقت). ومع ذلك ، فإن هذه التقنية لها خواصها الدقيقة. على سبيل المثال ، في معظم شبكات توصيل المحتوى مثل Cloudflare ، التي توفر المحتوى لمعظم الويب ، يكون الاتصال بين خوادم الحافة والموقع عبر HTTP / 1.1 ، والذي لا يدعم طلبات تعدد الإرسال.
في حين أن هذا يقلل من فعالية الهجوم الخالد ، إلا أنها لا تزال أكثر دقة من هجمات التوقيت عن بُعد التقليدية لأنها تقضي على الارتعاش بين المهاجم وخادم حافة CDN.
في حالة البروتوكولات التي لا تدعم طلب تعدد الإرسال ، يمكن للمهاجمين استخدام بروتوكول شبكة وسيط يغلف الطلبات.
أظهر الباحثون كيف يعمل الهجوم الخالد على شبكة Tor. في هذه الحالة ، يقوم المهاجم بتغليف طلبات متعددة في خلية Tor ، وهي حزمة مشفرة يتم إرسالها بين عقد Tor في حزم TCP واحدة.
يقول Van Götham: "نظرًا لأن سلسلة Tor لخدمات البصل تصل إلى الخادم ، يمكننا ضمان وصول الطلبات في نفس الوقت".
الهجمات الخالدة في الممارسة
فحص الباحثون في مقالهم الهجمات الخالدة في ثلاث مواقف مختلفة.
في هجمات التوقيت المباشرة ، يتصل المهاجم مباشرة بالخادم ويحاول تسريب معلومات حساسة مرتبطة بالتطبيق.
يقول فان جوتن: "نظرًا لأن معظم تطبيقات الويب لا تأخذ في الحسبان حقيقة أن هجمات التوقيت يمكن أن تكون عملية ودقيقة للغاية ، فإننا نعتقد أن العديد من مواقع الويب عرضة لمثل هذه الهجمات".
في هجمات التوقيت عبر المواقع ، يقدم المهاجم طلبات إلى مواقع ويب أخرى من متصفح الضحية ويفترض افتراضات حول محتوى المعلومات الحساسة من خلال مراقبة تسلسل الردود.
استخدم المهاجمون هذا المخطط لاستغلال ثغرة أمنية في برنامج مكافأة الأخطاء HackerOne واستخراج المعلومات مثل الكلمات الرئيسية المستخدمة في التقارير السرية لنقاط الضعف التي لم يتم حلها.
"لقد بحثت عن الحالات التي تم فيها تسجيل هجوم الوقت سابقًا ، ولكن لم يكن يعتبر فعالاً. تم بالفعل الإبلاغ عن خطأ HackerOne ثلاث مرات على الأقل (معرفات الأخطاء: 350432 و 348168 و 4701 ) ، ولكن لم يتم إصلاحه لأنه كان يُعتقد أنه لا يمكن استخدام الهجوم. ثم قمت بإنشاء مشروع بحث داخلي بسيط بهجمات زمنية خالدة.
في ذلك الوقت ، كان لا يزال غير مُحسَّن للغاية لأننا واصلنا معرفة تفاصيل الهجوم ، ولكن مع ذلك اتضح أنه دقيق تمامًا (على اتصال WiFi المنزلي ، تمكنت من تحقيق نتائج دقيقة للغاية).
حاول الباحثون أيضًا شن هجمات خالدة على بروتوكول WPA3 WiFi .
اكتشف أحد مؤلفي المقال ، Mati Vanhof ، سابقًا تسربًا محتملاً للوقت في بروتوكول المصافحة WPA3 . لكن الوقت كان إما قصيرًا جدًا لاستخدامه على الأجهزة المتطورة ، أو لا يمكن استخدامه مع الخوادم.
يوضح Van Goethem: "من خلال نوع جديد من هجمات التوقيت الخالدة ، أثبتنا أنه من الممكن بالفعل استخدام مصافحة المصادقة (EAP-pwd) ضد الخوادم ، حتى لو كانت تشغل أجهزة قوية".
اللحظة المثالية
قدم الباحثون في مقالهم توصيات لحماية الخوادم من الهجمات الخالدة ، مثل قصر التنفيذ على الوقت الثابت وإضافة زمن انتقال عشوائي. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتنفيذ دفاعات عملية ضد هجمات التوقيت المباشرة التي سيكون لها تأثير ضئيل على أداء الشبكة.
يقول فان جوثام: "نعتقد أن هذا المجال من البحث في مرحلة مبكرة جدًا من التطوير ويتطلب دراسة أعمق بكثير".
يمكن أن يستكشف البحث المستقبلي تقنيات أخرى يمكن للمهاجمين استخدامها لتنفيذ هجمات متزامنة بمرور الوقت ، والبروتوكولات الأخرى وطبقات الشبكة التي يمكن مهاجمتها ، وتقييم مدى ضعف مواقع الويب الشائعة التي تسمح بإجراء مثل هذا البحث في ظل ظروف البرنامج. البحث عن البق.
تم اختيار الاسم "الخالدة" "لأننا لم نستخدم أي معلومات زمنية (مطلقة) في هذه الهجمات ،" يوضح فان جوثام.
"بالإضافة إلى ذلك ، يمكن اعتبارها" صالحة لكل زمان "لأن هجمات التوقيت (عن بُعد) كانت موجودة منذ فترة طويلة ، واستنادًا إلى بحثنا ، فإن الوضع سيزداد سوءًا."
التقرير الكامل من Usenix هنا .
إعلان
VDS قوي مع حماية DDoS وأحدث الأجهزة. كل هذا يتعلق بخوادمنا الملحمية . الحد الأقصى للتهيئة هو 128 نواة وحدة المعالجة المركزية ، وذاكرة وصول عشوائي 512 جيجابايت ، و 4000 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي NVMe.
