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La Criptoapocalisse è vicina? Rotto uno dei candidati al post-quantum del NIST

Come avevamo riportato il mese scorso, il NIST ha rilasciato 4 nuovi algoritmi di cifratura resistenti alla computazione quantistica, i quali sono in corso di implementazione anche dalle big tech, come ad esempio la IBM.

Ma un nuovo e potente attacco che ha utilizzato un singolo computer tradizionale contro la crittografia resistente ai quanti, ha compromesso completamente un candidato al quarto round evidenziando i rischi connessi alla standardizzazione della prossima generazione di algoritmi di crittografia.

Il National Institute of Standards and Technology del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti, aveva selezionato quattro algoritmi di crittografia post-quantistica per sostituire algoritmi come RSA, Diffie-Hellman e Diffie-Hellman a curva ellittica, che non sono in grado di resistere agli attacchi di un computer quantistico.

Il paper portava all’attenzione quattro algoritmi come potenziali sostituti in attesa di ulteriori test nella speranza che uno di questi (o ulteriori candidati) possano essere alternative di crittografia valide in un mondo post-quantistico. 

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Il nuovo attacco rompe un altro algoritmo sotto analisi, il SIKE. L’attacco non ha alcun impatto sui quattro algoritmi PQC selezionati dal NIST come standard approvati, che si basano tutti su tecniche matematiche completamente diverse dal SIKE.

SIKE, abbreviazione di Supersingular Isogeney Key Encapsulation, è ora probabilmente fuori gioco grazie alla ricerca pubblicata nel fine settimana dai ricercatori del gruppo Computer Security and Industrial Cryptography presso KU Leuven. 

Il documento, intitolato An Efficient Key Recovery Attack on SIDH (Preliminary Version), descrive una tecnica che utilizza una matematica complessa e un singolo PC tradizionale per recuperare le chiavi di crittografia che proteggono le transazioni protette da SIKE. 

L’intero processo richiede solo un’ora. L’impresa rende i ricercatori, Wouter Castryck e Thomas Decru idonei a ricevere una ricompensa di 50.000 dollari da Microsoft, relativamente alla sua SIKE Cryptographic Challenge.

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“La debolezza appena scoperta è chiaramente un duro colpo per SIKE”, ha scritto in una e-mail David Jao, professore all’Università di Waterloo e co-inventore di SIKE. “L’attacco è davvero inaspettato”.

L’avvento della crittografia a chiave pubblica negli anni ’70 è stato un importante passo avanti perché ha consentito a parti che non si erano mai incontrate di scambiare in modo sicuro materiale crittografato che non poteva essere violato da un avversario. 

La crittografia a chiave pubblica si basa su chiavi asimmetriche, con una chiave privata utilizzata per decrittografare i messaggi e una chiave pubblica separata per la crittografia. Gli utenti rendono ampiamente disponibile la loro chiave pubblica. Finché la loro chiave privata rimane segreta, lo schema rimane sicuro.

In pratica, la crittografia a chiave pubblica può spesso essere ingombrante, quindi molti sistemi si basano su meccanismi di incapsulamento delle chiavi, che consentono a parti che non si sono mai parlate prima di concordare congiuntamente una chiave simmetrica su un mezzo pubblico come Internet. 

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Contrariamente agli algoritmi a chiave simmetrica, i meccanismi di incapsulamento delle chiavi in ​​uso oggi vengono facilmente violati dai computer quantistici. Si pensava che SIKE, prima del nuovo attacco, evitasse tali vulnerabilità utilizzando una complessa costruzione matematica nota come grafo di isogenesi sopra singolare.

La pietra angolare di SIKE è un protocollo chiamato SIDH, abbreviazione di Supersingular Isogeney Diffie-Hellman. Il documento di ricerca pubblicato nel fine settimana mostra come il SIDH sia vulnerabile a un teorema noto come “colla e spacca” sviluppato dal matematico Ernst Kani nel 1997, nonché agli strumenti ideati dai colleghi matematici Everett W. Howe, Franck Leprévost e Bjorn Poonen nel 2000.

La nuova tecnica si basa su quello che è noto come “attacco adattivo GPST”, descritto in un documento del 2016. La matematica dietro l’ultimo attacco è garantita per essere impenetrabile per la maggior parte dei non matematici. Ecco il più vicino possibile:

“L’attacco sfrutta il fatto che il SIDH ha punti ausiliari e che il grado dell’isogenesi segreta è noto”, ha spiegato Steven Galbraith , professore di matematica dell’Università di Auckland e “G” nell’attacco adattivo GPST, in un breve articolo sul nuovo attacco. 

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