Предлагаю сегодня поговорить о скрытой и неизведанной области — GSM-связи. Почему же неизведанной, спросите вы? Ведь все носят в кармане сотовый телефон, чуть ли не дошкольники ходят с ними, а базовые станции висят на каждом столбе? Увы, обыватель считает, что всё просто и прозрачно: совершает звонки, посылает СМС. И редко задумывается над процессами, которые обеспечивают все эти действия. В этом статье я попробую показать, что GSM-связь — с одной стороны весьма непрозрачная тема, а с другой — прорва уязвимостей. Если конкретнее – то поговорим о так называемых IMSI-ловушках (или IMSI-catchers).

Любой, кто, так или иначе, сталкивался с криптографией, знает, что без генераторов случайных чисел в этом деле не обойтись. Одно из возможных применений таких генераторов, например, – генерация ключей. Но не каждый при этом задумывается, а насколько «хорош» тот или иной генератор. А если и задумывался, то сталкивался с тем фактом, что в мире не существует какого-либо единственного «официального» набора критериев, который бы оценивал, насколько данные случайные числа применимы именно для данной области криптографии. Если последовательность случайных чисел предсказуема, то даже самый стойкий алгоритм шифрования, в котором данная последовательность будет использоваться, оказывается, уязвим — например, резко уменьшается пространство возможных ключей, которые необходимо «перебрать» злоумышленнику для получения некоторой информации, с помощью которой он сможет «взломать» всю систему. К счастью, разные организации все же пытаются навести здесь порядок, в частности, американский институт по стандартам NIST разработал набор тестов для оценки случайности последовательности чисел. О них и пойдет речь в данной статье. Но сначала — немного теории (постараюсь изложить не нудно).

Благодаря Ричарду Сноудену все больше людей теперь знают, что такое АНБ и чем оно занимается. Исходя из внутренних презентаций, которые были раскрыты, очевидно, что АНБ тратит немало усилий не только на коллекционирование трафика и внедрение “правильных” программ в сети интернет-провайдеров и софтверных гигантов, но и на анализ криптоалгоритмов. В открытый доступ попал 178-страничный документ с бюджетом национальной безопасности на 2013 год. Из него следует, что на проект Consolidated Cryptologic Program было потрачено 11 млрд. долларов. Что же можно сделать за такие деньги? Уж точно потратить с пользой. Например, на строительство гигантского вычислительного центра в штате Юта за 2 млрд. долларов, прямо в логове мормонов. Центр cодержит 2300 м2 площади под серверы, имеет собственную электростанцию в 65 Мегаватт и 60 тыс. тонн холодильного оборудования, чтобы все это охлаждать. В 2012 году из официальных уст было весьма завуалированно заявлено, что АНБ недавно достигла прорывных успехов в криптоанализе и взломе сложных систем. Уж не для этого ли им понадобился новый дата-центр? Гуру криптографии Брюс Шнайер прокомментировал эти заявления и высказал мнение, что АНБ вряд ли сможет в ближайшее время взломать какой-нибудь современный стойкий шифр, например AES. И далее сделал предположение, что АНБ направит свои усилия не на “честный” взлом алгоритмов, а на нахождение уязвимостей в самой реализации этих алгоритмов. Брюс выделил несколько областей, где можно достичь успеха:

• атака на процедуру генерации ключа, где эксплуатируются халтурные датчики случайных чисел
• атака на слабое звено в передачи данных (например, канал защищен хорошо, а сетевой коммутатор — плохо)
• атака на шифры со слабыми ключами, которые еще осталось кое-где по недосмотру системных администраторов (хороший кандидат – RSA с 1024-битным ключом)
• атака на побочные эффекты

Попробуем разобраться, что такое атаки на побочные эффекты.