lunes, 11 de junio de 2012

La creación del certificado falso usado por TheFlame, ridiculiza la estructura PKI de Microsoft (y II)


Seguimos estudiando qué hicieron los atacantes para conseguir una maniobra critptográfica del calibre de TheFlame. Veamos cómo solucionaron el problema que les suponía la mejora introducida por Microsoft en la critpoApi de Windows Vista, 7 y 2008.

Los certificados de Terminal Server, poseen una extensión crítica llamada Hydra (que es un nombre que antiguamente se le daba a Terminal Server). El certificado usado para el ataque no la tenía. En teoría, no debería haber validado en Windows XP SP3, Vista, 7 y 2008, puesto que su CriptoApi no acepta firmar código con certificados que contengan extensiones críticas no establecidas para tal fin, así que los atacantes tenían que quitar la extensión del certificado y que siguiera siendo válido. ¿Cómo lo hicieron?

La colisión

Para crear un certificado falso, no es necesario crear uno perfecto, sino uno lo suficientemente "real" como para que el servidor firme una petición. Recordemos que una autoridad certificadora toma los datos del certificado (a quién se emite, fecha de validación...), calcula su hash, y lo firma con su clave privada. Este proceso puede ser automático. Los atacantes crean dos certificados. Una licencia de Terminal Server "normal" (con todos los campos correctos) y otro que será usado para el fraude con los campos modificados. En este caso, se creó uno con el campo crítico establecido (que impediría su validación para firmar código) y otro sin el campo establecido.



Manipulan ambos, introduciéndoles datos y caracteres, hasta que consiguen que, el hash MD5 de ambos sea el mismo. Este tipo de ataque ya es posible, se demostró en 2008. Los atacantes mandan el certificado "bueno" a la autoridad certificadora, que lo firma porque, aunque manipulado, parece correcto. El atacante ya tiene un hash MD5 firmado que le conviene. Ahora solo tiene que cortar y pegar la firma de la autoridad en el certificado creado a su gusto. Desde ese momento dispone de dos certificados diferentes, con un mismo MD5... pero uno sirve a sus intereses.

Un ataque muy avanzado

En principio el tipo de ataque parece uno de colisión MD5 con "prefijo conocido", del que ya se había estudiado algo en 2008, pero que todavía no se había visto en la práctica. Esta semana se ha conocido que, aunque puede estar basado en ese estudio de 2008, la colisión se ha conseguido con métodos nuevos de criptoanálisis. Están estudiándolo.

Esto es, sin duda, lo más relevante de TheFlame: la puesta en práctica (y muy ingeniosa) de métodos criptográficos nuevos y muy costosos en recursos. Esto marca la diferencia incluso con otras "ciber-armas" como Stuxnet o Duqu. Es peligroso porque supone introducir criptografía avanzada en el espionaje, igual que en la segunda guerra mundial, legiones de matemáticos estudiaban el cifrado de las máquinas Enigma.

El certificado usado tenía además un campo oculto que ya no usa Microsoft (el RFC 2459 no lo recomienda en X.509v3): "Issuer Unique Identifier". Tanto Issuer Unique Identifier  como las extensiones son opcionales en la estructura X.509v3.


En ese campo (aunque no está destinado a ello) los atacantes introdujeron una estructura de certificado X.509v3 válida, con las extensiones que habían eliminado del "original". No queda claro por qué, pero probablemente tenga que ver con el ataque de colisión. En ese "sub-certificado" oculto se comprobó que la extensión llamada Microsoft Hydra sí que estaba establecida como crítica, con su valor 1.3.6.1.4.1.311.18. Esto es lo normal en un certificado, pero recordemos que, el "original", tenía las extensiones borradas.

Qué errores ha cometido Microsoft

Se han leído comentarios acerca de la "falta de seguridad de Windows" a raíz del caso TheFlame. En primer lugar, ante un ataque de estas características, absolutamente ningún sistema operativo hubiese estado a salvo. En segundo lugar, el problema no es en absoluto Windows (excepto en el caso de XP y 2003,  que como hemos dicho, valida certificados aunque un campo crítico no sea correcto). Y por supuesto, nadie ha entrado en sus sistemas de PKI como ocurrió con Diginotar. El problema ha sido de "concepto" de Microsoft a la hora de diseñar una PKI, cosa infinitamente más grave que una vulnerabilidad típica y mucho más allá de los tópicos desfasados y los prejuicios establecidos.

Para empezar, el método de distribución de los certificados de Terminal Server les jugó una mala pasada. Además estos certificados de Terminal Server están validados en última instancia por la propia raíz certificadora de Microsoft, madre de todos los certificados de la compañía. Con eso, conseguían que al final, el certificado validase independientemente de su función. Si hubiera existido otra madre certificadora exclusivamente para esto, el problema se hubiera mitigado. Confirman que ya se han puesto a ello para construir una jerarquía certificadora independiente.

Esa es la razón por la que invalidaron toda la jerarquía subcertificadora relacionada con Terminal Server y no un certificado en cuestión. Por supuesto, que una entidad certificadora se fíe de un hash MD5 es otro grave error que debían haber corregido hace tiempo.

Las claves RSA usadas en estas licencias Terminal Server son de 512 bits. Algo totalmente desfasado para las fechas actuales, donde el estándar son 2048 bits. RSA de 512 fue ya refactorizado en 1999.

En definitiva, una desafortunada puesta en evidencia de la PKI de Microsoft, anticuada y mal gestionada. No tanto un problema de su sistema operativo.

Más información:

MSRC 2718704 and Terminal Services License
Certificateshttp://rmhrisk.wpengine.com/?p=60

MSRC 2718704 and Nested EKU enforcement

Flame malware collision attack explained



Sergio de los Santos
Twitter: @ssantosv

3 comentarios:

  1. Excelente análisis.

    ¿Dónde estarán ahora los amantes de las conspiraciones?

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. ... intentando renovar sus certificados!

      Eliminar