CSS 的 :has() 有新進展了

在「Using :has() as a CSS Parent Selector and much more」這邊看到 Safari 宣佈對 :has() 的支援,查了一下 Can I use... 上面的資料「:has() CSS relational pseudo-class」,看起來是從 15.4 (2022/05/14) 支援的。

隔壁 Google Chrome 將在下一個版本 105 (目前 stable channel 是 104) 支援 :has(),沒意外的話 Microsoft Edge 應該也會跟上去,看起來只剩下 Firefox 要開了。

先前在「Chromium 的 :has() 實做進展」這邊有翻一下進度,看起來 Chromium 這邊要進入收尾階段了。

等普及後一些延伸套件裡的寫法也可以用 :has() 來處理了,就不用自己在 javascript 裡面檢查半天...

Linux 打算合併 /dev/random 與 /dev/urandom 遇到的問題

Hacker News 上看到「Problems emerge for a unified /dev/*random (lwn.net)」的,原文是「Problems emerge for a unified /dev/*random」(付費內容,但是可以透過 Hacker News 上的連結直接看)。

標題提到的兩個 device 的性質會需要一些背景知識,可以參考維基百科上面「/dev/random」這篇的說明,兩個都是 CSPRNG,主要的分別在於 /dev/urandom 通常不會 block:

The /dev/urandom device typically was never a blocking device, even if the pseudorandom number generator seed was not fully initialized with entropy since boot.

/dev/random 不保證不會 block,有可能會因為 entropy 不夠而卡住:

/dev/random typically blocked if there was less entropy available than requested; more recently (see below, different OS's differ) it usually blocks at startup until sufficient entropy has been gathered, then unblocks permanently.

然後順便講一下,因為這是 crypto 相關的設計修改,加上是 kernel level 的界面,安全性以及相容性都會是很在意的點,而 Hacker News 上的討論裡面很多是不太在意這些的,你會看到很多「很有趣」的想法在上面討論 XDDD

回到原來的文章,Jason A. Donenfeld (Linux kernel 裡 RNG maintainer 之一,不過近期比較知名的事情還是 WireGuard 的發明人) 最近不斷的在改善 Linux kernel 裡面這塊架構,這次打算直接拿 /dev/random 換掉 /dev/urandom:「Uniting the Linux random-number devices」。

不過換完後 Google 的 Guenter Roeck 就在抱怨在 QEMU 環境裡面炸掉了:

This patch (or a later version of it) made it into mainline and causes a large number of qemu boot test failures for various architectures (arm, m68k, microblaze, sparc32, xtensa are the ones I observed). Common denominator is that boot hangs at "Saving random seed:". A sample bisect log is attached. Reverting this patch fixes the problem.

他透過 git bisect 找到發生問題的 commit,另外從卡住的訊息也可以大概猜到在虛擬機下 entropy 不太夠。

另外從他們三個 (加上 Linus) 在 mailing list 上面討論的訊息可以看到不少交流:「Re: [PATCH v1] random: block in /dev/urandom」,包括嘗試「餵」entropy 進 /dev/urandom 的 code...

後續看起來還會有一些嘗試,但短期內看起來應該還是會先分開...

Kaspersky Password Manager 的漏洞

Hacker News Daily 上看到「Kaspersky Password Manager: All your passwords are belong to us」這篇,講 Kaspersky Password Manager (KPM) 嚴重的安全漏洞,另外在 Hacker News 上的討論「Kaspersky Password Manager: All your passwords are belong to us (ledger.com)」也有提到一些有趣的東西。

標題的 All your passwords are belong to us 是出自「All your base are belong to us」這個梗的變形。

這包安全問題主要的原因是因為 KPM 沒有使用 CSPRNG,而且也沒有正確 seed,所以極為容易被猜出密碼本身。

KPM 的 Web 版使用了 Math.random(),在各家瀏覽器主要是用 xorshift128+ 實做 Math.random(),作者沒有針對這塊再花時間研究,但很明顯的 Math.random() 不是個 CSPRNG:

The underlying PRNG used by Chrome, Firefox and Safari for Math.random() is xorshift128+. It is very fast, but not suitable to generate cryptographic material. The security consequences in KPM has not been studied, but we advised Kaspersky to replace it with window.crypto.getRandomValues(), as recommended by the Mozilla documentation page previously mentioned.

Note: Math.random() does not provide cryptographically secure random numbers. Do not use them for anything related to security. Use the Web Crypto API instead, and more precisely the window.crypto.getRandomValues() method.

而桌機版則是用了 MT19937,理論上取得 624 bytes 的輸出後就可以重建整個 PRNG 的內部狀態 (於是就可以預測後續的 output),但這代表你要知道其他網站的密碼,這點其實有點困難。

但作者發現 KPM 在產生 MT19937 的 seed 只跟時間有關,超級容易被預測:

So the seed used to generate every password is the current system time, in seconds. It means every instance of Kaspersky Password Manager in the world will generate the exact same password at a given second.

於是可以直接暴力解出所有的可能性:

The consequences are obviously bad: every password could be bruteforced. For example, there are 315619200 seconds between 2010 and 2021, so KPM could generate at most 315619200 passwords for a given charset. Bruteforcing them takes a few minutes.

Hacker News 上有不少陰謀論的討論,像是:

Getting some DUAL_EC prng vibes.

Insert Kaspersky owned by Russia intelligence conspiracy here...

另外 Kaspersky 跟俄羅斯軍方的關係也是很知名,這些東西大概要到十來年後才會知道...

Chromium 看起來正在實做 CSS4 的 :has()

先前一直都有在盯著「Issue 669058: CSS selectors Level 4: support :has()」這個,主要是有這個功能會對於很多應用很方便,無論是對 designer 在設計上,或是對 javascript developer 的操作。

Chromium 上對應的 commit 在「Supports :has() pseudo class matching」這邊,可以看到目前只實做了一部分:

So this CL only supports :has argument selectors starting with
descendant combinator. Argument selectors starting with other
combinators are not supported yet.
 - .a:has(.b)    : Supported
 - .a:has(> .b)  : Not supported yet
 - .a:has(~ .b)  : Not supported yet
 - .a:has(+ .b)  : Not supported yet

但至少是個進展了...

Ethereum Smart Contracts 裡的 PRNG

現代密碼學的安全性有很大一塊是基於亂數產生器 (RNG) 非常難被預測。如果這個前提不成立的話,利用亂數產生器產生出來的各種資訊都會被預測出來 (尤其是 Private Key)。

但真正的 RNG 需要靠硬體支援,而且產生速度很慢,一般都會使用 PRNG (Pseudorandom number generator) 產生。也就是「看起來」很亂的亂數產生器。

PRNG 通常是指在統計學上通過許多測試,像是在多種測試都是 Discrete uniform distribution,不需要防止有惡意人,可以從產生出的 PRNG 的值而推導出後續結果的用途。

在「Predicting Random Numbers in Ethereum Smart Contracts」這篇裡面,作者列出了一堆實做 Ethereum Smart Contracts 卻誤用 PRNG 的行為。

文章裡提到的問題都是因為 PRNG 拿著可被預測的資訊當作 entropy source (e.g. seed),而且提出來的範例都是拿 block 本身或衍生的資訊 (像是 block 的 hash) 來用:

  • PRNGs using block variables as a source of entropy
  • PRNGs based on a blockhash of some past block
  • PRNGs based on a blockhash of a past block combined with a seed deemed private
  • PRNGs prone to front-running

然後列了大量的程式碼當例子,建議有需要接觸的人看過一次,或是有時間的人都值得看這些負面範例... XDDD

不過作者在文章裡面也給了一堆有問題的方法,像是從外部網站取得亂數之類的 XDDD

正確的方法是使用 CSPRNG (Cryptographically secure pseudorandom number generator),這是專門設計給密碼學用的 PRNG。

CSPRNG 有幾種方法可以取得:

  • 在大多數的程式語言內都有對應的 library 可以用,另外在比較近代的瀏覽器內 (如果問 IE 的話,是 11+),可以透過 RandomSource.getRandomValues() 得到。
  • 如果打算自己搞底層而需要直接取得 CSPRNG 的產出,在 Unix-like 的環境下可以透過 /dev/urandom 取得,在 Microsoft Windows 下則可以透過 CryptGenRandom 取得。

別學作者那邊奇怪方法啊 XDDD

在 Ubuntu 16.04 上面隨機改變無線網卡的 MAC address

在「Randomize your WiFi MAC address on Ubuntu 16.04」這邊看到作者在介紹如何在 Ubuntu 上藉由改變無線網卡的 MAC address 保護自己的隱私:

Your device’s MAC address can be used to track you across the WiFi networks you connect to. That data can be shared and sold, and often identifies you as an individual. It’s possible to limit this tracking by using pseudo-random MAC addresses.

成果像是這樣:

主要應該是給 Ubuntu 的筆電使用者用...

V8 Engine 的 Math.random() 在新版被重寫了...

先前在「V8 的 Math.random() 亂度不足的問題」提到 Math.random() 因為使用 MWC1616 (Fast random number generation using 128 bit multimedia extension registers on Pentium class machines) 而不夠亂的問題。

這個問題在新版 V8 Engine 提出改善了:「There's Math.random(), and then there's Math.random()」。

Untitled drawing

新實作的方法是 xorshift128+,擁有極長的 period length:

This has been pointed out to us, and having understood the problem and after some research, we decided to reimplement Math.random based on an algorithm called xorshift128+. It uses 128 bits of internal state, has a period length of 2128 - 1, and passes all tests from the TestU01 suite.

將會在 Google Chrome 49 (目前是 47) 引入:

The new implementation landed in V8 4.9.41.0 within a few days of us becoming aware of the issue. It will become available with Chrome 49. Both Firefox and Safari switched to xorshift128+ as well.

同時還是再次提醒,這不是 CSPRNG,要用在密碼學相關應用還是要用專門的 library 來產生 pseudo random number:

Make no mistake however: even though xorshift128+ is a huge improvement over MWC1616, it still is not cryptographically secure.

V8 的 Math.random() 亂度不足的問題

在「TIFU by using Math.random()」這篇看到作者踩到地雷,於是在討論 V8 EngineMath.random() 的亂度不足。

其實這個問提早在 2012 年就有人在 StackOverflow 上詢問:「Why is Google Chrome's Math.random number generator not *that* random?」,而且也回答得很清楚。

而 Mozilla 這邊在 2006 年也被提出了類似的問題:「Bug 322529 - Upgrade Math.random() to a better algorithm, such as Mersenne Twister」。

文章中間花了許多篇幅講 PRNG 的介紹,以及 cycle length 的說明,重點其實在結論的部份。

主要是因為 V8 Engine 的 Math.random() 實作的是 MWC1616 演算法 (Fast random number generation using 128 bit multimedia extension registers on Pentium class machines),而這個演算法用起來也綁手綁腳:

If you’re only using the most significant 16 bits it has a very short effective cycle length (less than 2³⁰).

有兩個方向可以改善 (不衝突的方向),一個是使用 CSPRNG (保證有極長的 cycle length),另外一個請求 V8 Engine 把 Math.random() 的演算法換掉,像是 MT19937 這類 cycle length 超級長的演算法。

不知道後續有沒有機會改善...

利用 WPS 實做上的問題攻擊,而取得 WPA 密碼

在「Wi-Fi Router Attack Only Requires a Single PIN Guess」這邊看到利用 WPS 實做上的弱點攻擊而取得 WPA 的密碼。

投影片取自「Offline bruteforce attack on WiFi Protected Setup」這邊:

利用各種方法攻擊,像是不夠安全的 PRNG (Pseudo Random Number Generator)。

作者的建議是,關掉 WPS 會比較安全 XD

NSA 付錢給 RSA 放後門的事件...

Edward Snowden 再次丟出 NSA 內部文件,表示 NSA 付錢給 RSA 在演算法裡面放後門:「Exclusive: Secret contract tied NSA and security industry pioneer」。

RSA 的回應則是完全不想提到這筆錢是做什麼用的:「RSA Response to Media Claims Regarding NSA Relationship」。

現在一般在猜測,這個後門應該就是 RSA BSAFE 的預設偽隨機數產生器 Dual_EC_DRBG

對於 Dual_EC_DRBG 的攻擊,2006 年的「Cryptanalysis of the Dual Elliptic Curve Pseudorandom Generator」就這樣寫:

Our experimental results and also empirical argument show that the DEC PRG is insecure. The attack does not imply solving the ECDLP for the corresponding elliptic curve. The attack is very efficient.

在 2007 年,Bruce Schneier 寫了一篇「Did NSA Put a Secret Backdoor in New Encryption Standard?」,提到這個弱點並沒有大到使得這個演算法不堪用,但看了總是不爽:

Problems with Dual_EC_DRBG were first described in early 2006. The math is complicated, but the general point is that the random numbers it produces have a small bias. The problem isn't large enough to make the algorithm unusable -- and Appendix E of the NIST standard describes an optional work-around to avoid the issue -- but it's cause for concern. Cryptographers are a conservative bunch: We don't like to use algorithms that have even a whiff of a problem.

並且建議不要用 Dual_EC_DRBG:

My recommendation, if you're in need of a random-number generator, is not to use Dual_EC_DRBG under any circumstances. If you have to use something in SP 800-90, use CTR_DRBG or Hash_DRBG.

現在回頭看這件事情... hmmm...