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0×00 漏洞概述
創(chuàng)新互聯(lián)建站從2013年創(chuàng)立，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目成都網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站制作網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢(mèng)想脫穎而出為使命，1280元亳州做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為亳州各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:13518219792
Android 4.4之前版本的Java加密架構(gòu)(JCA)中使用的Apache Harmony 6.0M3及其之前版本的SecureRandom實(shí)現(xiàn)存在安全漏洞，具體位于classlib/modules/security/src/main/java/common/org/apache/harmony/security/provider/crypto/SHA1PRNG_SecureRandomImpl.java文件的engineNextBytes函數(shù)里。當(dāng)用戶沒有提供用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的種子時(shí)，程序不能正確調(diào)整偏移量，導(dǎo)致偽隨機(jī)數(shù)生成器(PRNG)生成隨機(jī)序列的過程可被預(yù)測(cè)。漏洞文件參見文后鏈接1。
0×01 漏洞影響
2013年8月份的比特幣應(yīng)用被攻擊也與這個(gè)漏洞相關(guān)。比特幣應(yīng)用里使用了ECDSA算法，這個(gè)算法需要一個(gè)隨機(jī)數(shù)來生成簽名，然而生成隨機(jī)數(shù)的算法存在本文提到的安全漏洞。同時(shí)這個(gè)ECDSA算法本身也有漏洞，在這個(gè)事件之前索尼的PlayStation 3 master key事件也是利用的這個(gè)算法漏洞。
本文主要介紹SecureRandom漏洞，關(guān)于ECDSA算法漏洞讀者可以自行閱讀下面的資料：
ECDSA算法的細(xì)節(jié):
http://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_Curve_Digital_Signature_Algorithm#Security
防范措施：
http://tools.ietf.org/html/rfc6979
Google group上關(guān)于PlayStation 3 master key事件如何利用ECDSA算法漏洞獲取私鑰的討論:
https://groups.google.com/forum/?fromgroups=#!topic/sci.crypt/3isJl28Slrw
0×02 SecureRandom技術(shù)實(shí)現(xiàn)
在java里，隨機(jī)數(shù)是通過一個(gè)初始化種子來生成的。兩個(gè)PRNG實(shí)例，如果使用相同的種子來初始化，就會(huì)得到相同的隨機(jī)序列。Java Cryptography Architecture里提供了幾個(gè)加密強(qiáng)度更大的PRNGs，這些PRNGs都是通過SecureRandom接口實(shí)現(xiàn)的。
java.security.SecureRandom這個(gè)類本身并沒有實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)數(shù)生成器，而是使用了其他類里的實(shí)現(xiàn)。因此SecureRandom生成的隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性、安全性和性能取決于算法和熵源的選擇。
控制SecureRandom API的配置文件位于$JAVA_HOME/jre/lib/security/java.security。比如我們可以配置該文件里的securerandom.source屬性來指定SecureRandom中使用的seed的來源。比如使用設(shè)備相關(guān)的源，可以這樣設(shè)置：
securerandom.source=file:/dev/urandom
securerandom.source=file:/dev/random
關(guān)于SecureRandom具體技術(shù)細(xì)節(jié)，可參看文后參考鏈接2。
現(xiàn)在重點(diǎn)看下SecureRandomSpi抽象類，文件見鏈接3。該抽象類為SecureRandom類定義了功能接口,里面有三個(gè)抽象方法engineSetSeed,engineGenerateSeed,and engineNextBytes。如果Service Provider希望實(shí)現(xiàn)加密強(qiáng)度較高的偽隨機(jī)數(shù)生成器，就必須實(shí)現(xiàn)這三個(gè)方法。
然而Apache Harmony 6.0M3及其之前版本的SecureRandom實(shí)現(xiàn)中engineNextBytes函數(shù)存在安全漏洞。
0×03 Apache Harmony’s SecureRandom實(shí)現(xiàn)
Apache Harmony 是2005年以Apache License發(fā)布的一個(gè)開源的java核心庫。雖然2011年以后已宣布停產(chǎn)，但是這個(gè)項(xiàng)目作為Google Android platform的一部分繼續(xù)被開發(fā)維護(hù)。
Apache Harmony's SecureRandom實(shí)現(xiàn)算法如下：
Android里的PRNG使用SHA-1哈希算法、由操作系統(tǒng)提供的設(shè)備相關(guān)的種子來產(chǎn)生偽隨機(jī)序列。隨機(jī)數(shù)是通過三部分(即seed+counter+ padding)反復(fù)哈希求和計(jì)算產(chǎn)生的。算法如下圖
其中計(jì)數(shù)器counter從0開始，算法每運(yùn)行一次自增一。counter和padding部分都可以稱為buffer。Padding遵守SHA-1的填充格式：最后的8 byte存放要hash的值的長度len，剩下的部分由一個(gè)1，后面跟0的格式進(jìn)行填充。最后返回Hash后的結(jié)果，也就是生成的偽隨機(jī)序列。
0×04 Apache Harmony’s SecureRandom漏洞細(xì)節(jié)
當(dāng)使用無參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)SecureRandom實(shí)例，并且在隨后也不使用setSeed()進(jìn)行初始化時(shí),插入一個(gè)起始值后，代碼不能正確的調(diào)整偏移量(byte offset,這個(gè)offset是指向state buffer的指針)。這導(dǎo)致本該附加在種子后面的計(jì)數(shù)器(8 byte)和padding(起始4 byte)覆蓋了種子的起始12 byte。熵的剩下8 byte(20 byte的種子中未被覆蓋部分),使得PRNG加密應(yīng)用無效。
在信息論中，熵被用來衡量一個(gè)隨機(jī)變量出現(xiàn)的期望值。熵值越低越容易被預(yù)測(cè)。熵值可以用比特來表示。關(guān)于熵的知識(shí)請(qǐng)參考：http://zh.wikipedia.org/wiki/熵_(信息論)
下面這張圖可以形象的表述這個(gè)過程：
0×05 漏洞修復(fù)
Google已經(jīng)發(fā)布了patch?？聪翫iff文件：
https://android.googlesource.com/platform/libcore/+/ab6d7714b47c04cc4bd812b32e6a6370181a06e4%5E%21/#F0
修復(fù)前：
修復(fù)后：
發(fā)現(xiàn)fix文件里在調(diào)用完updateSeed函數(shù)更新之后，重新讀了下seed 的last word。
對(duì)于普通開發(fā)者來講，可以使用下面鏈接中的方式進(jìn)行修復(fù)。
http://android-developers.blogspot.com.au/2013/08/some-securerandom-thoughts.html
0×06 參考鏈接
(1)https://android.googlesource.com/platform/libcore/+/kitkat-release/luni/src/main/java/org/apache/harmony/security/provider/crypto/SHA1PRNG_SecureRandomImpl.java
(2)http://resources.infosecinstitute.com/random-number-generation-java/
(3)http://developer.android.com/reference/java/security/SecureRandomSpi.html
(4)http://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2013-7372
(5)http://android-developers.blogspot.com.au/2013/08/some-securerandom-thoughts.html
網(wǎng)站名稱：技術(shù)分析：SecureRandom漏洞詳解(CVE-2013-7372)
本文地址：http://www.dlmjj.cn/article/cohdegc.html
