A5 (kryptografia)

A5
Data złamania2003, 2009
Złamany przezBarkan, Biham i Keller, Karsten Nohl i Sascha Krißler
Skuteczne ataki1999

A5 – rodzina algorytmów kryptograficznych stosowanych do zapewniania poufności transmisji głosu i danych w sieciach GSM.

Wersje

Rodzina A5 obejmuje:

  • A5/0 – brak szyfrowania; określany niekiedy „trybem francuskim” (French mode) ze względu na ograniczenia w stosowaniu kryptografii obowiązujące we Francji do lat 90.,
  • A5/1 – najbardziej rozpowszechniony, powstały w 1987 roku szyfr strumieniowy,
  • A5/2 – szyfr strumieniowy celowo osłabiony w celu spełnienia wymagań amerykańskich ograniczeń na eksport kryptografii,
  • A5/3 – oparty na szyfrze blokowym KASUMI, będący z kolei zmodyfikowaną wersją szyfru MISTY1 stworzonego przez Mitsubishi, przeznaczony do stosowania w sieciach 3G.

Specyfikacja algorytmów A5/1 i A5/2 utrzymywana była w tajemnicy[1], jednak dzięki inżynierii odwrotnej oraz wyciekom informacji jego znaczna część stała się ogólnie dostępna w 1999 roku.

Algorytm A5/3 został opublikowany w postaci jawnej specyfikacji w 2007 roku.

Bezpieczeństwo

A5/1

Na początku 2009 roku niemiecki zespół Karsten Nohl i Sascha Krißler opublikował szczegóły ataku typu time-memory tradeoff, przy pomocy którego można złamać klucze A5/1 w ciągu 3–5 minut. Atak wymaga obliczenia tablic o wielkości 2 TB[2]. W grudniu 2009 zespół poinformował o postępach prac i zapowiedział publikację gotowych tablic[3]. Tablice zostały wkrótce potem udostępnione, zaś w 2010 roku zespół opublikował program Kraken służący do odtwarzania kluczy kryptograficznych przy użyciu tych tablic[4][5].

Również w grudniu 2009 GSM Association wydała oświadczenie, w którym zaprzeczyła, by łamanie szyfrowania GSM było możliwe w praktyce ze względu na trudności w rejestrowaniu sygnału radiowego oraz ograniczenia praw własności intelektualnej[6].

W 2010 roku firma Meganet poinformowała o dostępności urządzenia służącego do przechwytywania połączeń zabezpieczonych A5/1 w czasie rzeczywistym[7]. Pod koniec 2010 roku zespół badaczy niemieckich opublikował udoskonaloną wersję ataku z 2009 roku[8].

A5/2

Pierwsza kryptoanaliza A5/2 została opublikowana wkrótce po ujawnieniu specyfikacji w 1999 roku przez Goldberga i Wagnera. Jest to atak ze znanym tekstem jawnym (known plaintext) o złożoności nie pozwalający jednak na odtworzenie klucza początkowego[9].

Opublikowany w 2003 roku udoskonalony atak Barkana, Bihama i Kellera umożliwia natychmiastowe odtworzenie klucza szyfrującego A5/2 na podstawie analizy kilkudziesięciu milisekund zaszyfrowanego ruchu zarejestrowanego z podsłuchu radiowego[10].

A5/3

Specyfikacja algorytmu A5/3 jest jawna[11][1]. W 2010 roku opublikowany został pierwszy praktyczny atak na szyfr A5/3[12][13].

Przypisy

  1. ↑ a b GSM Security Algorithms.
  2. ↑ Karsten Nohl: Subverting the security base of GSM.
  3. ↑ Karsten Nohl, Sascha Krißler: GSM: SRSLY?. Chaos Communication Congress, 27 grudnia 2009.
  4. ↑ A51 The call of Kraken. Lista dyskusyjna A51, 16 lipca 2010. [dostęp 2010-07-23]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-07-24)].
  5. ↑ Nowe narzędzia do łamania GSM. computerworld.pl, 2010.
  6. ↑ GSMA Statement on Media Reports Relating to the Breaking of GSM Encryption. GSM Association, 30 grudnia 2010.
  7. ↑ Uwaga! Pojawił się gotowy zestaw do podsłuchiwania GSM. hcseclab.blogspot.com, 2010.
  8. ↑ $15 phone, 3 minutes all that’s needed to eavesdrop on GSM call. Ars Technica, 2010.
  9. ↑ Ian Goldberg, David Wagner, Lucky Green, The (Real-Time) Cryptoanalysis of A5/2, 1999.
  10. ↑ Elad Barkan, Eli Biham, Nathan Keller: Instant Ciphertext-Only Cryptanalysis of GSM Encrypted Communication. 2003. [dostęp 2010-01-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2005-12-16)].
  11. ↑ A5/3 and GEA3 Specifications. GSM World.
  12. ↑ Atak na szyfr komórek 3G. computerworld.pl, 2010.
  13. ↑ Orr Dunkelman, Nathan Keller, Adi Shamir: A Practical-Time Attack on the A5/3 Cryptosystem Used in Third Generation GSM Telephony. IACR, 2010.