巧攻突破硬體安全模組 RSA簽章驗證弱點揭加密安全隱憂

巧攻突破硬體安全模組 RSA簽章驗證弱點揭加密安全隱憂
巧攻突破硬體安全模組 RSA簽章驗證弱點揭加密安全隱憂
圖/示意圖

商傳媒|吳承岳/台北報導

近期一項由加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)與法國國家資訊與自動化研究所(INRIA)研究人員共同發布的研究,揭示一種巧妙的攻擊手法,能在不竊取私鑰的情況下,成功偽造 RSA 簽章,對某些加密系統的安全性構成新挑戰。這項發現已於 9 月 20 日提交至 IACR Cryptology ePrint Archive。

研究團隊證實,他們透過在硬體安全模組(Hardware Security Module, HSM)內部,對一個 1,024 位元的 RSA 密鑰偽造了簽章。硬體安全模組是一種防篡改的實體裝置,專門用於安全地儲存加密金鑰並執行加密運算,通常被視為保護關鍵數位資產的「數位保險庫」。研究人員比喻,這就像一個永不開啟但能蓋章的保險庫,只要詢問足夠多次,就能學會如何自己蓋章。

這項攻擊需要約 2 的 32 次方(約 40 億)次簽署請求,並耗費 1,380 個 CPU 核心年(CPU core-years)的計算量,過程並關閉了硬體安全模組的 FIPS 模式,並使用測試密鑰。儘管這項技術挑戰了 RSA 演算法的安全性,但研究作者指出,由於大多數現代 RSA 部署在執行加密數學運算前,會先對資料進行填充(padding),將其打亂並格式化,因此這類攻擊在短期內不太可能對主流應用構成直接威脅。

然而,此研究也發現,某些採用 RSA 盲簽章(blind signatures)的系統可能存在漏洞。例如,Privacy Pass 協議的某些變體就可能創造出可被利用的「神諭」(oracle)。Cloudflare 指出,蘋果(Apple)部分產品也採用了 Privacy Pass 的變體。RSA 加密演算法,是由羅納德·林·李維斯特(Ron Rivest)、阿迪·沙米爾(Adi Shamir)和倫納德·阿德曼(Leonard Adleman)於 1977 年共同發明,是一種廣泛用於網路通訊加密和數位簽章的公開金鑰密碼系統。盲簽章的概念則是由密碼學家大衛·喬姆(David Chaum)於 1989 年創立 DigiCash 時提出。

研究人員認為,這項成果為密碼學界從傳統 RSA 演算法轉向後量子密碼學提供了有力的證據。隨著量子運算的潛力逐漸浮現,理論上,一台足夠強大的量子電腦若運行 Shor 演算法,將有能力破解比特幣(Bitcoin)採用的橢圓曲線密碼學。這項研究再次提醒各地的加密貨幣與區塊鏈相關產業,必須持續檢視並強化其安全措施,台灣的相關產業亦不例外。