Psychic Signatures – was Sie wissen müssen

Am 19. April 2022 enthüllte Neil Madden eine Schwachstelle in Oracle Java 15 bis 18 sowie OpenJDK 15, 17 und 18. Die Schwachstelle liegt in der Kryptografie für ECDSA-Signaturen und ermöglicht es einem Angreifer, die Signaturprüfung für diese Signaturen vollständig zu umgehen.

Es ist leicht, Schlagzeilen über diese Schwachstelle zu überfliegen und sie aufgrund der komplexen Natur von ECDSA-Signaturen zu ignorieren. Tatsächlich spielen ECDSA-Signaturen jedoch eine Schlüsselrolle beim Schutz von Systemen im gesamten Internet für kritische Aufgaben wie die Authentifizierung.

Bevor wir ins Detail gehen: Wenn Sie praxisnah erleben möchten, wie Hacker „Psychic Signatures“ ausnutzen, springen Sie direkt in unsere kostenlosen Labs – Missions, um es selbst auszuprobieren.

Was hat es mit ECDSA auf sich?

Vielleicht haben Sie noch nie von ECDSA gehört. Es ist die Kurzform für Elliptic Curve Digital Signature Algorithm – eine kryptografische Methode, die die mathematischen Eigenschaften elliptischer Kurven nutzt und derzeit eine der stärksten kryptografischen Sicherheitslösungen der Branche bietet.

Daher wird sie für viele wichtige Funktionen verwendet, wie zum Beispiel:

• Das Signieren von SSL-Zertifikaten
• Handshakes bei verschlüsselter Kommunikation
• SAML
• JWT-Signaturen
• OpenID Connect-Signaturen

ECDSA ist somit ein zentraler Bestandteil vieler sensibler Funktionen zum Schutz von Systemen. Die Möglichkeit, Signaturprüfungen zu umgehen, wäre potenziell verheerend.

Wie wird die Schwachstelle ausgenutzt?

Die Mathematik hinter ECDSA ist leider etwas kompliziert. Das Wichtigste ist jedoch, dass eine ECDSA-Signatur zwei Informationen enthält: r und s.

Diese Zahlen werden verwendet, um die Gültigkeit der Signatur zu berechnen. Der Wert r ist das „Ergebnis“ (linke Seite) einer Berechnung unter Verwendung von r und s auf der rechten Seite der Gleichung. Da eine Multiplikation mit 0 problematisch ist, schreibt die ECDSA-Spezifikation ausdrücklich vor, dass die Werte r oder s verworfen werden müssen, falls sie 0 sind.

Die Java-Implementierung von ECDSA hat dies jedoch nicht berücksichtigt. Daher akzeptiert sie eine Signatur, bei der sowohl r als auch s gleich 0 sind, was immer als wahr gewertet wird. Wir können dies anhand eines JWT-Beispiels demonstrieren, um zu zeigen, wie einfach es ist. Mit https://token.dev/ können wir ein Token mit dem Algorithmus ES256 generieren, ähnlich dem, das von einer Anwendung erstellt würde:

Denken Sie daran, dass ein JWT in drei Teile unterteilt ist:

• Header (in Blau)
• Payload (in Grün)
• Signatur (in Rot)

Wenn wir nun die Signaturprüfung umgehen wollten, wie würden wir vorgehen? Die Signatur legt die Werte für r und s fest und ist im DER-Format kodiert.

Ändern wir unser JWT, um diese neue Signatur zu verwenden. Beachten Sie, dass das Gleichheitszeichen in JWTs nicht enthalten ist.

Jetzt sind r und s in unserer Signatur auf 0 gesetzt, und in anfälligen Java-Versionen wird die Signaturprüfung nun für jeden beliebigen Payload erfolgreich sein.

Wer ist betroffen und wie lässt sich das Problem beheben?

Die Schwachstelle betrifft sowohl Oracle Java als auch OpenJDK. Dazu gehören:

Oracle Java SE (und ältere, nicht mehr unterstützte Versionen):

• 18

• 17.0.2

Oracle GraalVM Enterprise Edition:

• 22.0.0.2
• 21.3.1

OpenJDK:

• 18
• 17.0.2
• 15.0.6
• 13.0.10
• 11.0.14
• 8u322
• 7u331

Sowohl Oracle als auch OpenJDK haben Sicherheitshinweise veröffentlicht und Patches bereitgestellt, die sofort angewendet werden können.

Praktische Übungen zur Abwehr dieser Schwachstelle

Hier bei Secure Code Warrior bemühen wir uns, Entwicklern die relevantesten Informationen und praktischen Übungen zu kritischen Schwachstellen bereitzustellen – egal, ob es sich um eine neue wie Psychic Signatures oder um ein seit Jahren bestehendes Problem handelt.

Wir sind davon überzeugt, dass man Risiken nur dann wirksam minimieren kann, wenn Entwickler die Abwehrmechanismen verstehen und von Anfang an sicheren Code schreiben. Deshalb erstellen wir Schritt-für-Schritt-Anleitungen zu dieser (und vielen anderen) Schwachstellen für Sie und die betroffenen Teams.

In der Anleitung können Sie die Schritte nachvollziehen, um die Psychic-Signature-Schwachstelle in JWTs auszunutzen und die Auswirkungen auf eine funktionierende Anwendung in Echtzeit zu sehen.

Probieren Sie es jetzt aus.

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