Ende Februar 2017 verkündete eine Gruppe Forschern von Google und dem CWI Institut Amsterdam, den 1995 von der NSA freigegebenen SHA-1 Algorithmus in Bezug auf Kollisionsresistenz gebrochen zu haben.

Bisher galt SHA1 als sicher.

Ist das jetzt nicht mehr so?
Und was hat das alles mit dem älteren Bruder MD5 zu tun?

Unser Application Whitelisting beispielsweise nutzt das MD5 Verfahren, um z.B. eine ausführbare Datei anhand des resultierenden MD5 Hashes eindeutig zu identifizieren. Man kann das Verfahren mit einem elektronischen Fingerabdruck vergleichen. In letzter Zeit häufen sich Bedenken, dass jeder mit frei erhältlichen Programmen eine Hash Kollision zweier unterschiedlicher Datensätze erzeugen und somit das Prinzip, auf dem unsere Sicherheitslösung aufbaut, überlisten könne.

Wir möchten in diesem Beitrag erklären, warum MD5 und auch SHA-1 zwar in Bezug auf ihre Kollisionsresistenz kryptografisch gebrochen sind, aber dennoch vollkommen sicher im Bezug auf unsere Verwendung für die eindeutige Identifizierung von Computer Software sind. Der Beitrag ist keine wissenschaftliche Abhandlung über Kryptografie.

Kryptographie und Identifizierung

Eines der bekanntesten Beispiele für die kryptografische Verschlüsselung von Nachrichten aus dem letzten Jahrhundert ist sicherlich die Enigma. Es handelt sich hierbei um eine eine Rotor-Schlüsselmaschine, die im Zweiten Weltkrieg zur Verschlüsselung des Nachrichtenverkehrs des deutschen Militärs verwendet wurde. Das zugrunde liegende Verfahren wies jedoch eine Schwachstelle auf (fixpunktfreie Permutation). In der Konsequenz konnten die Alliierten alle Nachrichten über Positionen und Verlegungen der Flotten der deutschen Marine entschlüsseln, was schlussendlich zu einem der Hauptfaktoren für den Ausgang des Krieges wurde.

Prinzipiell ist jeder in der Praxis verwendete kryptographische Algorithmus “knackbar”, die Frage ist nur, ob es realistisch möglich ist, dies mit der aktuell zur Verfügung stehenden Technik tatsächlich zu bewerkstelligen. Heute gilt jedes Verschlüsselungsverfahren als gebrochen, wenn es tatsächlich durchführbar ist, den verschlüsselten Nachrichteninhalt in den Klartext zurück zu wandeln, ohne den Schlüssel zu kennen. Ein Hash Verfahren wie MD5 oder SHA-1 wird als gebrochen bezeichnet, wenn es praktisch möglich ist, Kollisionen zu erzeugen.

Genau dies ist den Forschern nun für SHA-1 gelungen. Durch Nutzung einer mathematischen Abkürzung und immer noch enormer Rechenpower, die von Google bereitgestellt wurde.

Der Angriff erforderte über 9.223.372.036.854.775.808 SHA-1 Berechnungen, die äquivalente Rechenleistung wie 6.500 Jahre Single-CPU-Berechnungen oder 110 Jahre Single-GPU-Berechnungen. Man könnte vermuten, nach Einsatz derartiger Rechenpower sei nun ein Ergebnis gefunden, das künftige Kollisionen leichter macht. Doch genau das ist nicht der Fall, durch diese Berechnungen wurde genau eine Kollision erzeugt. Jede neue Kollision von SHA-1 Hashes würde wieder den selben Aufwand nach sich ziehen.

Um eine derartige Rechenleistung zur Verfügung zu haben, benötigt man Zugriff auf Rechenzentren, wie Google, Amazon oder die NSA sie mutmaßlich betreiben. Das für diesen Angriff notwendige Brutforcing lässt sich leicht parallelisieren. So kann die theoretische Rechenzeit von 6.500 Single-CPU Jahren auf nur 110 Jahre mit Single-GPUs verteilt werden, oder einem Jahr mit 110 GPUs oder ein Monat mit 1.320 GPUs. Somit ist die Frage, ob ein Verfahren sicher ist, oder als gebrochen gelten muss, abhängig davon, ob und für wen es machbar ist, eine derartige Rechenleistung bereit zu stellen, um im Ergebnis genau einen Schlüssel zu knacken. Es mag auf den ersten Blick nach viel klingen, wenn man sagt, man müsse tausend Jahre rechnen, um einen Schlüssel zu knacken. Dennoch gibt es Organisationen, für die es nicht außer Reichweite ist, 1.300 Prozessoren einen Monat auf das Knacken eines Schlüssels zu investieren. Teuer, aber eben nicht unmachbar. 

Kollisionsresistenz und Pre-image Angriffe

Für den Anwendungszweck des Application Whitelisting wie SecuLution es bietet, trifft dies alles aber nicht zu. Wir nutzen die Eigenschaft eines Hashes, eine bestimmte Version einer Software eindeutig in einer recht kurzen Kette von Buchstaben und Zahlen eindeutig und fälschungssicher zu identifizieren. Es wird also lediglich die Masse aller verfügbaren Hashes genutzt, um eine eindeutige Identifikation zu ermöglichen. Es soll nichts verschlüsselt und entschlüsselt werden.

Um einen Angriff auf diese Technik durchzuführen, hilft dem Angreifer eine Kollision nicht. Wir erinnern uns, dass eine Kollision lediglich zwei identische Hashes erzeugt die wir darüber hinaus nicht beeinflussen können. Der Angreifer müsste aber zwingend eine Datei erzeugen, die im Ergebnis einen Hash hat, der in der Application Whitelist bereits als vertrauenswürdig eingestuft ist. Es ist also der Hash vorgegeben (Pre-Image) und der Angreifer muss eine Datei erstellen, die genau diesen Hash erzeugt. Man nennt das einen Pre-Image Angriff.

 SHA-1 und auch MD5 sind im Bezug auf ihre Kollisionsresistenz gebrochen, im Bezug auf Pre-Image Angriffe aber stehen diese Algorithmen auch heute wie ein Fels in der Brandung. Es ist nach wie vor nicht möglich Eingabedaten (z.B. Schadsoftware) zu erzeugen, die einen vorgegebenen Hash (z.B. MD5 von calc.exe) haben wird.

Pre-Image und Kollision sind zwei unterschiedliche Angriffe auf Hashes: Eine Kollision ermöglicht es, aus zwei Anwendungen unterschiedlicher Funktion einen identischen Hashwert zu generieren, aber auf den im Ergebnis erzeugten Hash kann dabei kein Einfluss genommen werden. 

Die Magie der großen Zahlen

Um diese Unmöglichkeit der Durchführung eines Pre-Image Angriffs auf MD5 besser veranschaulichen zu können, kann man folgendes tun:

Die Aufgabenstellung des Angreifers ist, eine Schadsoftware zu erzeugen, die im selben MD5 Hash resultieren soll, wie das Programm calc.exe. Es ist also der Hash von calc.exe vorgegeben. Im Falle von MD5 mit einer Länge von 128 Bit, wäre man mit Brute-Force nach 2 hoch 128 Versuchen garantiert erfolgreich.

Wählen Sie in Gedanken eine Zahl zwischen 1 und 10, und Ihr Gegenüber ist nach garantiert maximal 10 Versuchen erfolgreich, Ihre Zahl erraten zu haben. Im Durchschnitt würde er aber nur 5 Versuche benötigen.

 Analog dazu ist die durchschnittliche Anzahl von Bruteforce Versuchen auf einen MD5 Pre-Image Angriff 2 hoch 64 Versuche. 2 hoch 64 ist eine unvorstellbar große Zahl. Was uns zu dem Problem führt, dass Zahlen wie 2 hoch 64 für viele Menschen zu abstrakt sind, es fehlt uns eine Bezugsgröße, um sie besser in uns geläufige Zeiträume einordnen zu können. Als Vergleich wird daher oft die Rechenzeit angegeben, die eine aktuelle GPU zum „Durchprobieren“ dieser Zahlenmenge benötigen würde.

Die beste GPU in 2017 kann rund 2.000.000 = 2 × 10 hoch 6 MD5 Varianten einer Schadsoftware pro Sekunde erzeugen und deren Hash berechnen.* 

Um 2 hoch 64  (=1,84 × 10 hoch 19 ) Berechnungen durchzuführen benötigt die aktuell modernste GPU damit 9.223372 × 10 hoch 12 Sekunden oder, als Referenzwert für uns besser geeignet, 292.471 Jahre Rechenzeit. 

Das bedeutet, 292.471 GPUs rechnen ein Jahr oder 3.509.654 GPUs rechnen einen Monat. Diese Größenordnung wird gemeinhin als nicht durchführbar betrachtet, deshalb gilt dieses Verfahren im Bezug auf Pre-Image Angriffe weiterhin als ungebrochen.


* Diese GPU kann 25.000.000 Rechenoperationen/Sekunde durchführen, allerdings verringert sich diese Zahl für den beschrieben Fall immens, da immer auch die Schadsoftware mit in die Hash Berechnung einbezogen werden muss.

Quellen:
https://blog.codinghorror.com/speed-hashing/
https://www.computerbase.de/2017-01/radeon-hd-7970-290x-fury-x-vergleich/

Lange Zeit war es ruhig um unsere Software in aktuellen Tests. Anfang 2017 haben wir jedoch auf die Anfrage des Magazins "IT-Administrator" unsere Software mit allen Modulen für einen Test zur Verfügung gestellt. Der verantwortliche Redakteur wurde von uns - wie alle unsere Kunden - einmalig geschult und nahm unsere Application Whitelist dann in einer eigenen Testumgebung in Betrieb.

Dieser Test wurde nicht von uns in Auftrag gegeben, sondern das Magazin hat eigenständig bei uns eine Test Version angefordert. Wir hatten keinerlei Einfluss auf den Artikel, es ist keine Vergütung, wie bei vielen "Tests" üblich, geflossen.

Wir möchten uns an dieser Stelle herzlich bei allen Beteiligten bedanken. Hier der Link zur Kurzversion des Tests auf der Webseite des "IT-Administrator".

This one is just in. Ein neuer Schadcode mit dem klangvollen Namen #Goldeneye treibt sein Unwesen in Bewerbungs E-Mails. Wir möchten dieses Ereignis nutzen um ein wenig über die Funktionsweise einer Application Whitelist und dem Vorgehen einer Schadsoftware wie #Goldeneye zu informieren.

Denn #Goldeneye erfindet das Rad nicht neu. Es greift nur gezielt die Personalabteilungen mit einer getürkten Bewerbung an, in der eine XLS Datei und teilweise auch ein PDF mit Bewerberdaten enthalten sind. Öffnet man die XLS Datei wird man dazu aufgefordert die Makros zu aktivieren. Jetzt kann über ein Script die eigentliche Schadsoftware nachgeladen und angestartet werden.

Dieser Mechanismus ist nichts neues, nur das Ziel ist jetzt die Personalabteilung von Unternehmen. Denn Bewerbungen werden dort immer empfangen. Social Engineering eben.

SecuLution schützt hier mit der Positivliste. Das bedeutet zwar, dass über die aktivierten Makros die Schadsoftware geladen werden kann, allerdings hindert der Abgleich des generierten Hashwertes mit der Positivliste die Schadsoftware an der Ausführung. Der Nutzer erhält lediglich die Nachricht, dass das Programm welches gerade ausgeführt werden sollte nicht auf der Whitelist steht und somit auch keinen Schaden anrichten kann.

Virenscanner haben gerade mit neuen Schadcodes ihre Probleme, da sie die brandneuen Schädlinge nicht kennen, sondern sich gerade noch komplett auf #Locky und Co. konzentrieren. Signaturen die vor #Goldeneye schützen haben sie nicht, so kann der Virus in den ersten Stunden nach seinem Auftauchen bereits massenhaft Systeme infizieren und ungestört arbeiten. Der Schaden ist entstanden.

Mit SecuLution bleibt alles beim alten. Ohne Signaturupdates oder aufwändige Netzwerkscans.

Für mehr Informationen zu #Goldeneye geht es hier zum Artikel von heise.de.

Anlässlich der it-sa 2016 gab SecuLution CEO Torsten Valentin ein Experteninterview für die Zeitschrift CRN, Themenschwerpunkt IT Security.

Der komplette Artikel ist hier zu finden.

Sie sichern Ihr Netzwerk mit höchster Wahrscheinlichkeit gegen Angriffe von außen ab, das ist gut so. Tun Sie das auch mit aktueller Technik und höchstmöglicher Effektivität gegen die aktuelle Welle von Schadsoftware? Über 30 Jahre alte Mechanismen werden mit immer neuen Namen versehen und tun immer noch das gleich wie in Zeiten der ersten Computerviren die keinen großen Schaden anrichten konnten.

Die Bedrohung ist heutzutage jedoch eine völlig andere als vor 30 Jahren. Immer neue Varianten von Ransomware, allen voran Locky, werden in ungeahnter Geschwindigkeit verändert und verbreiten sich ungehindert in Netzwerken um Unternehmen mit Hilfe gekidnapter Daten zu erpressen. Virenscanner können hier immer nur gegen die Versionen die bereits bekannt sind effektiv schützen.
Doch wie schützt man sich effektiver als mit den heute gängigen und leider auch komplizierten Verfahren wie Verhaltensanalyse, ständigen Paket-Scans und ressourcenfressender Netzwerküberwachung?

Gehen Sie einen Schritt zurück und fragen sich, wie es einfacher statt immer komplexer funktionieren kann.
Wie verhalten Sie sich an Ihrer Haustür? Sie lassen nur Personen in Ihr Haus die Sie kennen und denen Sie vetrauen. Würden Sie hier agieren wie ein Virenscanner würden Sie ständig auf eine Liste von bekannten Straftätern schauen wenn es klingelt. Für den Fall, dass ein Unbekannter vor Ihnen steht der nicht auf der Liste ist, lassen Sie ihn ein und beobachten wie er sich verhält.
So sichern Unternehmen heute ihr Netzwerk.

Wir müssen anfangen unsere Verbieten-Mechanismen durch Erlauben-Mechanismen auszutauschen! Kein Virenscanner wird ein neues Virus blocken wenn er es noch nicht kennt! Keine Verhaltensanalyse wird ein auffälliges Verhalten feststellen wenn es nichts auffälliges zu erkennen gibt.

Mehr unter echte-sicherheit.de

Alles dreht sich dieses Jahr um Ransomware und wie man sich effektiv schützen kann. Im Rahmen der diesjährigen it-sa in Nürnberg wird dieses Thema eine der oberen Positionen für die Messebesucher einnehmen. Vor allem Krankenhäuser haben mit Ransomware zu kämpfen, hier lohnt sich der Angriff für Cyber-Kriminelle vor allem da sehr sensible Patientendaten verschlüsselt werden können. Somit sind die IT Verantwortlichen jetzt mehr dennje in der Pflicht nach Möglichkeiten zu suchen sich gegen diese neue Bedrohung zu schützen.

Das Fachjournal "Krankenhaus IT" widmet dem Thema IT Sicherheit im Krankenhaus ein komplettes Sonderheft. Auch das Whitelisting von Applikationen findet natürlich seinen Platz hier. Denn nach wie vor gilt, Application Whitelisting ist der einzig effektive Schutz vor unbekannter Software. Vorurteile gegenüber dieser Technik halten sich dennoch hartnäckig. So ist die Erstellung und Pflege einer Whitelist heute alles andere als zeitintensiv und aufwändig. Im Gegenteil, vieles kann problemlos automatisiert werden, so dass Administratoren sich nicht einen Großteil ihrer Zeit um ihre Sicherheitslösung kümmern müssen.

Der Artikel aus dem aktuellen Heft 10/2016 ist für Sie hier erreichbar: Manche Administratoren machen es sich einfach. Mit Whitelisting.

Das komplette Heft sehen Sie hier: Praxisleitfaden IT Sicherheit im Krankenhaus

Die Security Softwareschmiede SecuLution GmbH aus Werl war dieses Jahr mit ihrem gleichnamigen Application Whitelisting Produkt nicht nur mit einem Messestand auf der it-sa 2016 vertreten. Schon in der Pressekonferenz zur Eröffnung war Geschäftsführer Torsten Valentin als Vertreter der deutschen IT-Security Unternehmen unter den Referenten und rückte die momentane Situation in der deutschen IT Sicherheitslandschaft in den Fokus. Die Aussage "Was die IT-Branche angeht, so sind wir noch in den Kinderschuhen" sorgte für mächtig Wirbel, jedoch auch Zustimmung unter den Anwesenden. So twitterte Fraunhofer AISEC "Torsten Valentin, GF @EchteSicherheit spricht gerade sehr erfrischend auf der PK der #itsa16"

Zur Pressemitteilung.

Am zweiten Messetag der it-sa 2016 durften wir vor interessierten Teilnehmern unseren Lösungsansatz im blauen Forum präsentieren. Trotz einer kleinen Verspätung hat unser Konzept anscheinend überzeugt. Wir haben bis zum letzten Messetag Resonanz zu diesem gelungenen Vortrag erhalten.

Warum auch nicht, Whitelisting besticht durch seine Einfachheit, aber sehen Sie selbst.

Whitelisting-Anbieter SecuLution erstmals auf der it-sa

Zur Eröffnung der diesjährigen it-sa wird SecuLution-Geschäftsführer Torsten Valentin neben Vertretern des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), des Bundesministeriums des Innern (BMI) und des Bundesverbands Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) als Experte auf der einleitenden Pressekonferenz im NCC West am 18. Oktober ab 10:00 Uhr, Fragen rund um die derzeitige Situation in der IT Security informieren.

Zur Pressemitteilung.

Softwarewhitelisting ist das "New Kid on the Block" in der IT Sicherheit. Obwohl keine neue Erfindung, fristet das Prinzip der Positivliste von erwünschter Software ein Schattendasein neben den bekannten Antiviruslösungen die seit 30 Jahren den Markt der Netzwerksicherheit dominieren. Fakt ist allerdings, dass durch eine funktionierende Whitelist-Lösung selbst aktuellste Angriffe durch Ransomware, verhindert worden wären.

Zum Event auf der ECSM Website