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CWI y Google anuncian la primera colisión para el estándar de seguridad industrial SHA-1

Investigadores del instituto de investigación holandés CWI y Google anunciaron conjuntamente que han roto en la práctica el estándar de seguridad de Internet SHA-1. Este estándar industrial se utiliza para firmas digitales y verificación de integridad de archivos, que protegen transacciones de tarjetas de crédito, documentos electrónicos, repositorios de software de código abierto GIT y distribución de software. El cryptanalista de CWI Marc Stevens dice: «Muchas aplicaciones todavía utilizan SHA-1, aunque fue oficialmente desaprobado por NIST en 2011 después de debilidades expuestas desde 2005. Nuestro resultado demuestra que su abandono por una gran parte de la industria ha sido demasiado lento y que la migración a normas más seguras debería darse lo antes posible «.

El esfuerzo conjunto dirigido por Marc Stevens (CWI) y Elie Bursztein (Google) comenzó hace más de dos años para realizar la investigación avanzada de criptoanalítica de Stevens en la práctica con la infraestructura de computación de Google. Ahora lograron romper con éxito el estándar de la industria SHA-1 usando un llamado ataque de colisión. SHA-1, es un algoritmo criptográfico diseñado por la NSA y que fue estandarizado por NIST en 1995 para computar de forma segura las huellas dactilares de los mensajes. Estas huellas dactilares se utilizan en el cómputo de firmas digitales, que son fundamentales para la seguridad en internet, como la seguridad HTTPS (TLS, SSL), banca electrónica, firma de documentos y software. Las colisiones – diferentes mensajes con la misma huella digital – pueden conducir a falsificaciones de firmas digitales. Por ejemplo, una firma SHA-1 obtenida para un archivo también puede ser mal utilizada como una firma válida para cualquier otro archivo colisionado.

La colisión SHA-1 anunciada  es la culminación de una línea de investigación iniciada en el CWI hace más de siete años para desarrollar un ataque práctico óptimo de colisión contra SHA-1. Esto dio lugar previamente al ataque teórico actualmente mejor conocido de Stevens en 2012 en el cual el resultado anunciado se ha construido más adelante. Elie Bursztein dice: «Encontrar la colisión en la práctica llevó un gran esfuerzo tanto en la construcción del ataque criptoanalítico y en su ejecución a gran escala.Requería más de 9.223.372.036.854.775.808 cálculos SHA1 que lgastaría 6500 años de cálculo de la CPU y 100 años de computación GPU. Es más de 100000 veces más rápido que un ataque de fuerza bruta.Usamos la misma infraestructura que potencian muchos proyectos de Google AI, incluyendo Alpha Go y Google Photo, así como Google Cloud «.

Stevens dice: «Las lecciones deberían haberse aprendido de las advertencias sobre ataques similares contra el predecesor MD5 de SHA-1, como la creación de una Autoridad de Certificación deshonesta en 2009 por un equipo internacional del que formé parte y un ataque de los estados nacionales en 2012 para elaborar actualizaciones maliciosas de Windows para infectar las máquinas de destino en el Oriente Medio para el espionaje, que demostré ser una variante de ataque criptográfico desconocido». En el otoño de 2015, Stevens, junto con dos coautores, advirtió que encontrar una colisión SHA-1 podría costar alrededor de $ 75K- $ 120K mediante la explotación de recursos de bajo costo GPU en Amazon EC2, que era significativamente más barato de lo esperado anteriormente.

La colisión del equipo se utiliza para crear dos archivos PDF diferentes con la misma huella daigital SHA-1, pero eligió contenidos visibles distintos, por ejemplo dos contratos con honorarios financieros sustancialmente diferentes. Después del proceso de divulgación responsable, el equipo esperará 90 días antes de lanzar un generador de PDF que permitirá a cualquier persona crear pares de documentos PDF parecidos a su elección usando la colisión del equipo.

Para ayudar a prevenir el uso indebido de dichos documentos PDF falsos, el equipo ofrece una herramienta gratuita en línea  para buscar colisiones SHA-1 en documentos, que se basa en la técnica de contra-criptoanálisis de Stevens 2013 para detectar si se ha creado un solo archivo con un Ataque de colisión cryptanalítica. Se puede encontrar en: shatterered.io . La misma protección para los documentos PDF es ahora automática para los usuarios de Gmail y Google Drive. Para defenderse contra ataques de colisión SHA-1 los sistemas deben migrar a SHA-2 o SHA-3. En el caso de HTTPS, el esfuerzo para pasar de certificados SHA-1 a certificados SHA-2 comenzó en 2015. Y a partir de este año los navegadores marcarán los certificados basados ??en SHA-1 como inseguros. De forma similar, los sistemas de respaldo y los sistemas de firmas de documentos deben pasar a SHA-2.

Este resultado es fruto de una colaboración a largo plazo entre el Grupo de Criptología de Centrum Wiskunde & Informatica, el instituto nacional de investigación para las matemáticas y la informática en los Países Bajos, y el Grupo de Seguridad de Investigación, Privacidad y Anti-abuso de Google. Hace dos años Marc Stevens y Elie Bursztein, líder del equipo de investigación anti-abuso de Google, comenzaron a colaborar en hacer criptoanalíticas de Marc contra SHA-1 práctica usando la infraestructura de Google. Desde entonces, muchos investigadores de CWI y Googlers han ayudado a hacer posible este proyecto, incluyendo a Pierre Karpman (CWI) que trabajó en el cryptanalísis y la implementación de prototipos de GPU, y de Google Ange Albertini que desarrolló el ataque PDF, Yarik Markov que se encargó de la GPU distribuida Código y Clement Blaisse que supervisaron la confiabilidad de los cálculos.

Más detalles sobre el ataque SHA1, cómo detectarla y el trabajo de investigación que detalla el ataque está disponible en https://shattered.io .

 

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