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TLS 1.3 進入 Proposed Standard

最近蠻熱的一個新聞,TLS 1.3 的 draft-ietf-tls-tls13-28.txt 進入 Proposed Standard 了 (在「draft-ietf-tls-tls13-28 - The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3」這邊可以看到歷史記錄):「Protocol Action: 'The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3' to Proposed Standard (draft-ietf-tls-tls13-28.txt)」。

沒意外的話這就會是最終版本了。如果要看 TLS 1.2 與 TLS 1.3 的差異,看維基百科上的 Transport Layer Security - TLS 1.3 會比較清楚。

大家等很久了... 像是 OpenSSL 1.1.1 其實一部分也是在等 TLS 1.3 正式推出:(出自「Using TLS1.3 With OpenSSL」)

OpenSSL 1.1.1 will not be released until (at least) TLSv1.3 is finalised. In the meantime the OpenSSL git master branch contains our development TLSv1.3 code which can be used for testing purposes (i.e. it is not for production use).

主要還是期待非 NSA 派系的 cipher (其實幾乎都是 djb 的戰果) 與 1-RTT handshake,後續等 TLS 1.3 變成 Standard Track 應該就會被各家瀏覽器開預設值了...

密碼系統的 Monoculture

這篇文章講到最近密碼系統的現象:「On the Impending Crypto Monoculture」。

目前常在用的密碼系統包括了 RSA、DH、ECDH、ECDSA、SHA-2、AES 這些演算法,而最近這幾年大家在推廣使用的演算法都出自於同一個人手裡,Dan Bernstein,也就是 djb:

A major feature of these changes includes the dropping of traditional encryption algorithms and mechanisms like RSA, DH, ECDH/ECDSA, SHA-2, and AES, for a completely different set of mechanisms, including Curve25519 (designed by Dan Bernstein et al), EdDSA (Bernstein and colleagues), Poly1305 (Bernstein again) and ChaCha20 (by, you guessed it, Bernstein).

這些演算法或是定義,包括了 Curve25519、EdDSA、Poly1305、ChaCha20。而這篇文章試著說明造成這樣情況的背景以及原因,以及這樣會導致什麼問題。

當實際分析時會發現,檯面上沒幾個能用的演算法,而看起來能用的那幾個又有專利 (像是 OCB),不然就是看起來被 NSA 放了一些說明不了的參數 (像是 P-256 Curve)。

然後 djb 弄出來的演算法不只看起來乾淨許多,也直接用數學模型證明安全性。而且他的實作也很理論派,像是還蠻堅持要做到 constant time implementation 以避開各種 side channel attack。

就... 理論很強,又很實戰派的一個人啊,檯面上真的沒幾隻可以打的贏啊 XD

CloudFlare 宣佈停用 RC4,並且支援 ChaCha20+Poly1305

CloudFlare 同時宣佈了停用 RC4 與支援 ChaCha20+Poly1305 的計畫:「End of the road for RC4」、「Do the ChaCha: better mobile performance with cryptography」。

2014 年年初的時候,CloudFlare 先把 RC4 從 TLS 1.1+ 的連線拿掉,而 2014 年五月時,再把 RC4 搬到 cipherlist 裡優先權最低的,成功的讓 99.9991% 的 request 改用 AES3DES (大約五個 9 ):

而九個月後的現在,CloudFlare 上 RC4 使用的比率則是降到了 0.000002%,反過來說也就是 99.999998% 的等級 (七個 9),也讓 CloudFlare 決定直接停用掉 RC4。

另外一個重大的新進展則是 ChaCha20+Poly1305,兩個都是 Daniel J. Bernstein 的作品。其中 ChaCha20 是 stream cipher,Poly1305 是 MAC。

由於 RC4 已經不夠安全,在行動平台上要夠安全必須使用 AES,但 AES 在 ARM 上面還沒有普及:在 Nexus 6 用的 ARMv7 不支援,是透過 Qualcomm Snapdragon 805 的加掛模組做的,而在低階手機支援度就更不用說了。

Google 大力推動 ChaCha20+Poly1305 的目的,是為了在行動平台上找到一個與 RC4 可以匹敵的速度,而且有著可以超越 AES-GCM 安全性的 cipher+MAC。

在 CloudFlare 採用 ChaCha20+Poly1305 前,Google 是唯一一個在 HTTPS 上大幅採用的單位,而瀏覽器的部份也只有 Google Chrome 有支援。雖然 Firefox 一直有喊著要支援,但這是個雞生蛋蛋生雞的問題,可以看到進度不怎麼快 (Bug 917571 - Support ChaCha20+Poly1305 cipher suites)。

CloudFlare 支援之後,使用 ChaCha20+Poly1305 的 pool 瞬間大了不少。可以看到一上線的使用率不算低,瞬間就有 10% 了:

希望可以推動 Firefox 快一點支援... (這是養大 pool 的下一步)

djb 的密碼學陰謀論

Daniel J. Bernstein (djb) 在巴西 H2HC 11 的的演講投影片:「Making sure crypto stays insecure」(PDF)。

對政府單位來說,並不樂見有安全的密碼系統。因為安全的密碼系統對於政府監控人民是個麻煩。

如果十年前拿出來講,可能大多數人會覺得投影片裡面的內容太過於「被害妄想」,但經過 Edward Snowden 的努力後,被證實政府完全站在人民的反面。

在演算法裡面藏後門 (經典的 Dual_EC_DRBG);干擾標準的制定,讓實做變得複雜,於是就會變得難以正確實做;在標準裡面故意低估安全威脅 (尤其是 timing attack 類);放出過時消息宣稱加密的成本很高 (指時間成本)。

這種種事情的透漏,甚至讓小說作者 cancel 掉小說的續集 (第三集),因為他發現他要寫的故事內容 NSA 都已經做過了:「Sci-fi Author Charles Stross Cancels Trilogy: the NSA Is Already Doing It」。

很精彩的投影片,對資安有興趣的人都應該看一看。

OpenSSH 降低對 OpenSSL 的相依性

這陣子 OpenSSH 的人努力降低對 OpenSSL 的相依性,目前 (2014-04-29 18:01:49 GMT) 已經拔到把 OpenSSL 拔掉後仍然有數個演算法可用 (離可用還是有一段距離):

make compiling against OpenSSL optional (make OPENSSL=no);
reduces algorithms to curve25519, aes-ctr, chacha, ed25519;
allows us to explore further options; with and ok djm

Curve25519 用在 ECDH,而 AES-CTR 與 ChaCha20+Poly1305 用在對稱加密,Ed25519 用在非對稱加密,其中三個剛好是一整套 djb 大全集 XD

不過缺了 RSA 還是有點痛啊,看看會不會實做出來吧?

OpenBSD 要支援 signed package 了...

Slashdot 上看到 OpenBSD 要支援 signed package 的消息:「OpenBSD Moving Towards Signed Packages — Based On D. J. Bernstein Crypto」。

使用的演算法是 djbEd25519,是基於橢圓曲線密碼系統的演算法。演算法名稱取自 2255-19 這個參數。

[ed25519] 23pp. (PDF) Daniel J. Bernstein, Niels Duif, Tanja Lange, Peter Schwabe, Bo-Yin Yang. High-speed high-security signatures. Journal of Cryptographic Engineering 2 (2012), 77–89. Document ID: a1a62a2f76d23f65d622484ddd09caf8. URL: http://cr.yp.to/papers.html#ed25519. Date: 2011.09.26.

意外發現魯教授的名字出現在列表上...

Google 對四個 Cipher 的分析... (以及 ChaCha20-Poly1305)

Google Online Security Blog 上對四種 cipher 的分析:「A roster of TLS cipher suites weaknesses」。

分別是 RC4、AES-CBC、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305 四個 cipher。其中 RC4 與 AES-CBC 的問題都很多,而 AES-GCM 與 ChaCha20-Poly1305 是目前還沒有有效攻擊的 cipher。

前面三個都算熟悉,第四個是到是頗意外會出現... 不過 ChaCha20-Poly1305 不只一家打算跳下去實做了:

ChaCha20 與 Poly1305 都是 D. J. Bernstein (djb) 的作品,不知道 OpenSSL 會不會納進去...

在「ChaCha20 and Poly1305 for TLS」這邊有些為什麼有了 AES-GCM 後還要用 ChaCha20-Poly1305 的原因,主要是速度考量。兩者的速度差非常多...

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