[論文レビュー] Security Analysis of two Distance-Bounding Protocols

Mohammad Reza Sohizadeh Abyaneh|arXiv (Cornell University)|Jul 15, 2011

Advanced Authentication Protocols Security被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、2つの距離バウンディングプロトコル—HitomiとNUS—のセキュリティを分析し、両者ともに主張されているよりも脆弱であることを示している。Hitomiに対して完全な秘密鍵漏洩攻撃が明らかになり、NUSに対する距離詐欺攻撃の成功確率は(3/4)^nに達することが示された。攻撃者が計算能力を持つ場合、わずかに改善される可能性がある。

ABSTRACT

In this paper, we analyze the security of two recently proposed distance bounding protocols called the Hitomi and the NUS protocols. Our results show that the claimed security of both protocols has been overestimated. Namely, we show that the Hitomi protocol is susceptible to a full secret key disclosure attack which not only results in violating the privacy of the protocol but also can be exploited for further attacks such as impersonation, ma?a fraud and terrorist fraud attacks. Our results also demonstrates that the probability of success in a distance fraud attack against the NUS protocol can be increased up to (3/4)^n and even slightly more, if the adversary is furnished with some computational capabilities.

研究の動機と目的

• HitomiおよびNUSの距離バウンディングプロトコルの実際のセキュリティ保証を評価すること。
• 主張されているセキュリティ特性を損なう可能性のある脆弱性を同定および利用すること。
• 現実的な攻撃者モデル下での鍵漏洩および距離詐欺攻撃の実行可能性を評価すること。
• 特に計算能力の向上による拡張を含めた、NUSプロトコルに対する攻撃の成功確率を定量化すること。

提案手法

• 鍵交換メカニズムの欠陥を特定するため、Hitomiプロトコルの形式的暗号解析。
• Hitomiにおけるタイミングおよびメッセージ構造の特徴を悪用した完全な秘密鍵漏洩攻撃の構築。
• 距離詐欺に対する耐性を評価するため、NUSプロトコルのチャレンジ・レスポンスメカニズムの分析。
• 攻撃者の距離詐欺における成功確率を(3/4)^nとしてモデル化し、計算的利点を拡張した分析。
• タイミングおよび側帯情報の利用による、両プロトコルに対する実用的攻撃の実行。
• 計算能力の有無がNUS攻撃の成功確率に与える影響の評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Hitomiプロトコルは、完全な秘密鍵漏洩攻撃によって破壊可能か？
• RQ2 NUSプロトコルは、距離詐欺攻撃に対してどの程度安全に保たれるか？
• RQ3 計算能力の有無がNUS攻撃の成功確率にどのように影響するか？
• RQ4 現実的な脅威モデル下で、両プロトコルのセキュリティ主張は正当化されるか？

主な発見

• Hitomiプロトコルは完全な秘密鍵漏洩攻撃に対して脆弱であり、機密性および整合性の両方を侵害する。
• NUSプロトコルに対する距離詐欺攻撃の成功確率は(3/4)^nに達し、以前に報告された値よりも顕著に高い。
• 計算能力が限定的であっても、攻撃者はNUS攻撃の成功確率をわずかに向上させることができる。
• 両プロトコルの脆弱性は、なりすまし、マフィア詐欺、テロリスト詐欺に対する主張された耐性を損なう。
• 両プロトコルのセキュリティ主張は、文献において過大評価されていることが示唆される。
• これらの欠陥の実用的利用により、鍵漏洩や不正な認証を含む実世界の攻撃が可能になる。