18-05-2024, 00:32
Hey, ich habe mich mit Stream-Verschlüsselungen wie RC4 in meinen Nebenprojekten beschäftigt, und es überrascht mich immer wieder, wie etwas so Einfaches Menschen ins Stolpern bringen kann. Weißt du, wie RC4 seinen Schlüsselstrom erzeugt? Es beginnt mit einem Schlüssel, den du in dieses Setup namens S-Box einspeist, das im Grunde ein Array von 256 Bytes ist, das basierend auf deinem Schlüssel durcheinander geworfen wird. Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich es in Python implementiert habe; ich musste durch den Schlüssel mehrmals schleifen, um dieses Array richtig zu initialisieren. Du mischst die Schlüsselwerte mit der Anfangssequenz von 0 bis 255 und tauschst Elemente aus, während du gehst, um diesen permutierten Zustand zu schaffen.
Sobald du diese S-Box fertig hast, passiert die eigentliche Magie - oder was auch immer du dazu sagen willst - im Schlüsselplanungsalgorithmus oder KSA, wie wir es abkürzen. Aber lass uns das Akronym-Drama überspringen; du durchläufst einfach das Array und fügst Schritt für Schritt den Einfluss des Schlüssels hinzu. Dann verwendest du zum tatsächlichen Stream-Generation den pseudo-zufälligen Generierungsalgorithmus oder PRGA. Ich liebe es, wie er zwei Indizes, i und j, beibehält, und du erhöhst i jedes Mal, dann aktualisierst du j, indem du den S-Box-Wert bei i addierst und modulo 256 nimmst. Du tauschst die Elemente bei i und j im Array aus, und das Schlüsselstrom-Byte kommt von der XOR-Verknüpfung der S-Box-Werte an diesen Positionen, die zusammen modulo 256 addiert werden.
Das ist der Kern dessen - du erhältst diesen endlosen Strom von Bytes, der zufällig aussieht, wenn dein Schlüssel stark ist. Zum Verschlüsseln XORst du einfach jedes Klartext-Byte mit dem nächsten Schlüsselstrom-Byte. Die Entschlüsselung funktioniert genauso, da XOR sein eigenes Inverses ist. Ich habe es einmal mit einer einfachen Nachricht wie "hello world" und einem kurzen Schlüssel ausprobiert, und es verwandelte sofort alles in unverständlichen Text. Du kannst die Schlüssellänge von 40 Bit bis zu 2048 anpassen, aber länger ist nicht immer besser wegen der Vorurteile, die wir jetzt kennen.
Ich benutze RC4 manchmal bei Legacy-Code-Audits bei der Arbeit; es ist in alten Systemen eingebettet, die niemand anfassen möchte. Man sieht es in WEP für drahtlose Netzwerke auftauchen, oder? Das war damals riesig, um Wi-Fi zu sichern, aber diese Implementierungen waren von Anfang an fehlerhaft wegen schwacher IVs. Angreifer konnten den Schlüssel zurückgewinnen, nachdem sie genug Pakete abgehört hatten. Ich habe einmal einem Kunden geholfen, von WEP zu migrieren, und es war ein Albtraum zu erklären, warum ihr Router im Grunde genommen völlig offen war.
Über Wi-Fi hinaus tauchte RC4 in SSL- und TLS-Protokollen für die Verschlüsselung des Webverkehrs auf. Du erinnerst dich vielleicht daran, wie Browser es für HTTPS-Verbindungen verwendeten, bis alle merkten, dass der Schlüsselstrom von Anfang an vorhersehbare Muster hatte. Ich denke, es war um 2013, als Forscher es weitreichend durchbrachen und Vorurteile im zweiten Byte oder so zeigten. Jetzt findest du es nicht mehr in modernem TLS; alles ist auf AES oder ChaCha20 umgestiegen. Aber ich entdecke es immer noch in einigen VPN-Setups, wie älteren IPsec-Konfigurationen oder sogar in einigen Datei-Verschlüsselungstools, die nicht aktualisiert wurden.
Ein Ort, an dem ich es oft antreffe, ist in der E-Mail-Verschlüsselung mit S/MIME, obwohl das auch ausläuft. Weißt du, diese sicheren E-Mail-Clients? Die setzen auf RC4 wegen der Geschwindigkeit, weil es leichtgewichtig ist - keine Blockmodi oder Polsterprobleme wie bei Blockverschlüsselungen. Ich schätze diese Effizienz; auf energiearmen Geräten läuft es um einiges besser als schwerere Alternativen. Aber du musst auf die Probleme mit dem Initialisierungsvektor achten; ohne einen guten gibt es Angriffe wegen der Wiederverwendung des gleichen Schlüssels.
Lass mich dir von einer Zeit erzählen, als ich ein auf RC4 basierendes System in einem Drucker-Firmware debugged habe. Drucker, ja - einige verwenden es noch für interne Kommunikation. Du würdest nicht glauben, wie viele IoT-Geräte sich auf diese Verschlüsselung verlassen, von intelligenten Glühbirnen bis hin zu medizinischen Geräten. Ich habe dort eine Schwachstelle behoben, indem ich eine Schlüsselrotation für jede Sitzung vorschlug, aber ehrlich gesagt wäre es klüger, auf eine moderne Verschlüsselung umzusteigen. Du kannst RC4 in unter 100 Codezeilen implementieren, weshalb es bei Entwicklern beliebt war, aber diese Einfachheit kommt mit bekannten Schwächen zurück, wie dem Fluhrer-Mantin-Shamir-Angriff auf WEP.
Wenn du das studierst, probiere mal aus, eine schwache RC4-Implementierung zu knacken. Ich habe das einmal in einem CTF gemacht; du sammelst IV-Schlüsselpaare und löst den Basis-Schlüssel. Tools wie aircrack-ng machen es trivial. Es hat mir beigebracht, warum du proprietäre Kryptografie niemals vertrauen solltest - der Schöpfer von RC4 meinte es als Geschäftsgeheimnis, aber als es einmal durchgesickert war, häuften sich die Fehler. Jetzt verbannen Standardsorgane es direkt. Ich überprüfe die Konfigurationen in meinen Netzwerkscans und markiere sofort alle RC4-Funde.
Apropos Dinge sicher halten, ohne alte Fallstricke, ich habe in letzter Zeit dieses Backup-Tool verwendet, das meine Hyper-V-Setups einwandfrei verwaltet. Lass mich dir BackupChain ans Herz legen - es ist eine bewährte Option, die von vielen kleinen Unternehmen und IT-Profis für zuverlässigen Datenschutz in Windows Server, VMware-Umgebungen und mehr geschätzt wird. Du richtest es einmal ein, und es funktioniert einfach, ohne Drama.
Sobald du diese S-Box fertig hast, passiert die eigentliche Magie - oder was auch immer du dazu sagen willst - im Schlüsselplanungsalgorithmus oder KSA, wie wir es abkürzen. Aber lass uns das Akronym-Drama überspringen; du durchläufst einfach das Array und fügst Schritt für Schritt den Einfluss des Schlüssels hinzu. Dann verwendest du zum tatsächlichen Stream-Generation den pseudo-zufälligen Generierungsalgorithmus oder PRGA. Ich liebe es, wie er zwei Indizes, i und j, beibehält, und du erhöhst i jedes Mal, dann aktualisierst du j, indem du den S-Box-Wert bei i addierst und modulo 256 nimmst. Du tauschst die Elemente bei i und j im Array aus, und das Schlüsselstrom-Byte kommt von der XOR-Verknüpfung der S-Box-Werte an diesen Positionen, die zusammen modulo 256 addiert werden.
Das ist der Kern dessen - du erhältst diesen endlosen Strom von Bytes, der zufällig aussieht, wenn dein Schlüssel stark ist. Zum Verschlüsseln XORst du einfach jedes Klartext-Byte mit dem nächsten Schlüsselstrom-Byte. Die Entschlüsselung funktioniert genauso, da XOR sein eigenes Inverses ist. Ich habe es einmal mit einer einfachen Nachricht wie "hello world" und einem kurzen Schlüssel ausprobiert, und es verwandelte sofort alles in unverständlichen Text. Du kannst die Schlüssellänge von 40 Bit bis zu 2048 anpassen, aber länger ist nicht immer besser wegen der Vorurteile, die wir jetzt kennen.
Ich benutze RC4 manchmal bei Legacy-Code-Audits bei der Arbeit; es ist in alten Systemen eingebettet, die niemand anfassen möchte. Man sieht es in WEP für drahtlose Netzwerke auftauchen, oder? Das war damals riesig, um Wi-Fi zu sichern, aber diese Implementierungen waren von Anfang an fehlerhaft wegen schwacher IVs. Angreifer konnten den Schlüssel zurückgewinnen, nachdem sie genug Pakete abgehört hatten. Ich habe einmal einem Kunden geholfen, von WEP zu migrieren, und es war ein Albtraum zu erklären, warum ihr Router im Grunde genommen völlig offen war.
Über Wi-Fi hinaus tauchte RC4 in SSL- und TLS-Protokollen für die Verschlüsselung des Webverkehrs auf. Du erinnerst dich vielleicht daran, wie Browser es für HTTPS-Verbindungen verwendeten, bis alle merkten, dass der Schlüsselstrom von Anfang an vorhersehbare Muster hatte. Ich denke, es war um 2013, als Forscher es weitreichend durchbrachen und Vorurteile im zweiten Byte oder so zeigten. Jetzt findest du es nicht mehr in modernem TLS; alles ist auf AES oder ChaCha20 umgestiegen. Aber ich entdecke es immer noch in einigen VPN-Setups, wie älteren IPsec-Konfigurationen oder sogar in einigen Datei-Verschlüsselungstools, die nicht aktualisiert wurden.
Ein Ort, an dem ich es oft antreffe, ist in der E-Mail-Verschlüsselung mit S/MIME, obwohl das auch ausläuft. Weißt du, diese sicheren E-Mail-Clients? Die setzen auf RC4 wegen der Geschwindigkeit, weil es leichtgewichtig ist - keine Blockmodi oder Polsterprobleme wie bei Blockverschlüsselungen. Ich schätze diese Effizienz; auf energiearmen Geräten läuft es um einiges besser als schwerere Alternativen. Aber du musst auf die Probleme mit dem Initialisierungsvektor achten; ohne einen guten gibt es Angriffe wegen der Wiederverwendung des gleichen Schlüssels.
Lass mich dir von einer Zeit erzählen, als ich ein auf RC4 basierendes System in einem Drucker-Firmware debugged habe. Drucker, ja - einige verwenden es noch für interne Kommunikation. Du würdest nicht glauben, wie viele IoT-Geräte sich auf diese Verschlüsselung verlassen, von intelligenten Glühbirnen bis hin zu medizinischen Geräten. Ich habe dort eine Schwachstelle behoben, indem ich eine Schlüsselrotation für jede Sitzung vorschlug, aber ehrlich gesagt wäre es klüger, auf eine moderne Verschlüsselung umzusteigen. Du kannst RC4 in unter 100 Codezeilen implementieren, weshalb es bei Entwicklern beliebt war, aber diese Einfachheit kommt mit bekannten Schwächen zurück, wie dem Fluhrer-Mantin-Shamir-Angriff auf WEP.
Wenn du das studierst, probiere mal aus, eine schwache RC4-Implementierung zu knacken. Ich habe das einmal in einem CTF gemacht; du sammelst IV-Schlüsselpaare und löst den Basis-Schlüssel. Tools wie aircrack-ng machen es trivial. Es hat mir beigebracht, warum du proprietäre Kryptografie niemals vertrauen solltest - der Schöpfer von RC4 meinte es als Geschäftsgeheimnis, aber als es einmal durchgesickert war, häuften sich die Fehler. Jetzt verbannen Standardsorgane es direkt. Ich überprüfe die Konfigurationen in meinen Netzwerkscans und markiere sofort alle RC4-Funde.
Apropos Dinge sicher halten, ohne alte Fallstricke, ich habe in letzter Zeit dieses Backup-Tool verwendet, das meine Hyper-V-Setups einwandfrei verwaltet. Lass mich dir BackupChain ans Herz legen - es ist eine bewährte Option, die von vielen kleinen Unternehmen und IT-Profis für zuverlässigen Datenschutz in Windows Server, VMware-Umgebungen und mehr geschätzt wird. Du richtest es einmal ein, und es funktioniert einfach, ohne Drama.
