今年二月，愛(ài)德華·斯諾登揭露了美國(guó)國(guó)家安全局NSA與英國(guó)情報(bào)機(jī)構(gòu)政府通信總部GCHQ從世界最大的芯片制造商之一的公司偷了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的SIM卡加密密鑰，然而研究人員此前似乎并不以為然。

破解SIM卡加密

郁昱是目前上海交通大學(xué)的專(zhuān)業(yè)側(cè)信道分析和密碼學(xué)研究教授，他去年一直在尋找如何破解3G和4G卡的加密。而這些使用了AES-128的被認(rèn)為不可破解的密碼，最終竟然是如此容易通過(guò)一些側(cè)信道分析而獲取。

盡管各種攻擊2 g(GSM)算法(comp - 128 A5)出現(xiàn)于各種文獻(xiàn)上，但是沒(méi)有實(shí)際的攻擊用來(lái)攻擊已知的3G/4G(UMTS/LTE)SIM卡。3G/4G SIM卡采用了雙向認(rèn)證算法稱(chēng)為MILENAGE，而這又是基于AES-128，這是被NIST認(rèn)證為一個(gè)數(shù)學(xué)上的安全分組密碼標(biāo)準(zhǔn)。MILENAGE還使用將近一對(duì)128位加密進(jìn)一步混淆算法。

側(cè)信道攻擊可以測(cè)量芯片中的耗能、電磁排放以及產(chǎn)熱。而這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)存在很多年了，同時(shí)還要求對(duì)目標(biāo)設(shè)備的物理訪(fǎng)問(wèn)。

使用一個(gè)PC和示波器克隆3G/4G SIM卡，破解過(guò)程只需十分鐘。上海交大教授郁昱現(xiàn)場(chǎng)展示了如何成功復(fù)制SIM卡，以及一張克隆卡如何變更了支付寶的密碼并潛在盜取賬戶(hù)資金。

克隆卡應(yīng)運(yùn)而生

郁昱和團(tuán)隊(duì)組裝使用了一個(gè)用于跟蹤能量水平的示波器、用于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流量的MP300-SC2協(xié)議分析儀、一個(gè)自制SIM卡讀卡器和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電腦。盡管配置很簡(jiǎn)單，他們還是在10到80分鐘的時(shí)間內(nèi)分別破解了來(lái)自8家廠(chǎng)商的SIM卡。

破解系統(tǒng)并不能直接讀取加密秘鑰，相反團(tuán)隊(duì)從秘鑰中分離出了256部分，通過(guò)SIM卡將它們與電源狀態(tài)對(duì)應(yīng)。這確實(shí)需要大量的計(jì)算和一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)氣。一旦系統(tǒng)完善之后，破解秘鑰并且克隆卡就變得相對(duì)容易了。

郁昱現(xiàn)場(chǎng)展示了如何成功復(fù)制SIM卡，他同時(shí)還展示了一張克隆卡如何變更了支付寶的密碼并潛在盜取賬戶(hù)資金。

郁昱表示，手機(jī)用戶(hù)和數(shù)碼安全廠(chǎng)商都需要提升物理安全的意識(shí)。而對(duì)于這項(xiàng)“技術(shù)”，無(wú)疑情報(bào)部門(mén)會(huì)非常感興趣。