Об одной ошибке

Скажу сразу, что себя я квалифицированным специалистом в области криптографии не считаю. Я имел дело с криптоалгоритмами, когда ситуация не оставляла мне другого выбора. Безусловно, было-бы лучше, если-бы этими работами занимался кто-то более разбирающийся в вопросе, но так получилось, что заниматься ими пришлось мне. В любом случае, я надеюсь, что мой рассказ будет интересен.

Эта история произошла в середине 90-х годов. Я учился на 4-ом курсе КАИ, попутно подрабатывая на кафедре ПМ. Помню, что я писал что-то на FoxBase для одного из местных «свечных заводиков», совместно с несколькими сотрудниками института. Сама работа на кафедре способствовала тому, что я постоянно был на виду и, в один прекрасный момент, мне предложили поучаствовать в новом проекте, связанным с разработкой «железа», занимающегося криптографией. Разумеется, я согласился.

Наша группа состояла из пары вполне квалифицированных криптологов, электронщиков и программистов. Я, как молодой специалист, занимался HAL-ом. Ничего особенного, C++ и немного x86-го ассемблера. В последующем, мы, всей группой, весьма удачно трудоустроились в РЦИ НБ РТ.

Вот как выглядело одно из наших изделий (ISA-карта со съемным ключем):

Помимо основного назначения — потокового шифрования гаммированием, оно также могло использоваться как качественный генератор псевдослучайных чисел. Главной особенностью этого устройства была невозможность перехвата данных ключа при помощи программных закладок.

Соединялось все следующим образом:

Внутри ключа располагалась обычная ПЗУ-шка:

При выполнении шифрования, из ПЗУ, по заданному адресу в Устройство считывались 16 байт ключа (подряд), после чего, на основании этого ключа и случайной синхропосылки, генерировалась гамма, используемая для шифрования. Сам ключ на ПК никогда не передавался.

Не помню уже кому пришло в голову (возможно, что и мне), что если выбирать ключ из ПЗУ не подряд, а побайтно (управляя выборкой каждого байта), то, при помощи всевозможных перестановок, ключей можно получить значительно больше. Это была действительно ужасная идея. Тихо и незаметно в архитектуре аппаратно-программного комплекса образовалась дыра, позволяющая программно читать содержимое всего ПЗУ ключа.

К счастью, эта уязвимость была вовремя замечена и устранена, но несколько устройств пришлось переделывать.

Этой небольшой статьей я хочу предостеречь Читателя от легкомысленного отношения к вопросам, связанным с криптографией. Криптография коварна и уязвимости легко могут возникнуть там, где их меньше всего ждешь. Вместе с тем, я не призываю «не профессионалов» к отказу от использования криптографии, подобно тому как это делается в этой статье.

Только опыт и максимальное внимание к задаче может помочь в обнаружении ошибок подобных описанной выше. А если в этом направлении не работать, то и опыту будет взяться неоткуда.