AEAD 随机数复用的利用链:三个前置条件与最小验证

密码学 · 3 分钟阅读· 467 次阅读

96 位随机 nonce 在加密 2^32 次后碰撞概率约 1/2^32,仍在可接受范围,超过就该换密钥

这篇只讲机制与验证思路,所有测试都应该在授权范围内、对自己的环境做。

先说结论

三个条件全满足才是高危;只有一两个,多半是「理论上可以」。

  • 条件一:入口可达(能碰到)
  • 条件二:校验可绕(能通过)
  • 条件三:影响可证(能造成后果)
  • 验证:用无害 payload 证明,不落地
  • 修复:堵住入口或加严校验,二选一

条件一:入口可达

96 位随机 nonce 在加密 2^32 次后碰撞概率约 1/2^32,仍在可接受范围,超过就该换密钥。

先确认这个入口是否对外、是否需要登录、是否有网关拦截。很多「漏洞」死在第一步。

条件二:校验可绕

AAD 不加密但参与认证,把用户 ID 放进去能防密文被搬到另一个账号下,也能挡重放。

校验的常见问题是「只做一次」和「只做黑名单」,绕过思路通常来自这两点。

条件三:影响可证

认证标签从 128 位截断到 32 位,伪造成本就从 2^128 降到 2^32,余量要留够。

影响等级 判断依据 处置
高 可读取敏感数据或执行代码 立即修,评估是否已利用
中 可越权访问部分数据 本周内修
低 仅信息泄露,且需高权限 排期修
误报 条件二或三不成立 记录并关闭

AEAD 随机数复用的利用链

这个问题的几个已知事实

公开资料里比较确定的几条:

  • 解密失败必须整体拒绝,先返回明文再校验标签等于完全没有校验

验证方法(无害)

用能证明问题存在的最小动作,不读取真实数据、不写入、不横向。

修复思路

nonce 用计数器实现时,进程重启后计数器归零是生产环境最常见的坑,计数器要持久化或改用随机。

修完必须回归:同一入口的其它路径、同一参数在其它接口、以及历史数据的兼容。

再补充几点

这几条不改变结论,但会改变你评估风险时的顺序。

  • GCM 下同一密钥重复使用 nonce,能直接恢复明文,并且可以伪造认证标签
  • 把 nonce 写成固定常量,测试通过就直接上线
  • 解密后先交给业务处理,最后才验标签
  • 随机 nonce 用了弱随机源,碰撞概率远高于理论值

能证明「三个条件都成立」,比能打穿更重要。

评论 (3)

南
南风

补一句:修完要回归,很多人修一半。

路
路人甲

终于有人讲清楚「为什么」而不是只给命令。

白
白帽小陈

防御那节写得克制,没有教人打站,这点好评。

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