Mit Kryptographie ist es wie mit dem Autofahren. Zuerst muss man die Basismethoden der Kryptographie kennen lernen, genau wie es mit der Bedeutung aller Anzeigen beim Autofahren ist – erst wenn man alle Bestandteile des Armaturenbretts kennt, kann man auf der Autobahn fahren. Und ähnlich ist es beim Auto: war es gestern noch modern, kann es heute altmodisch sein; auch die Überalterung bei Sicherheit beschleunigt sich. CodeMeter®, mit der umfangreichen Erfahrung und des Wissens von Wibu-Systems entwickelt, bietet ein umfangreiches Sortiment an kryptographischen Methoden. Aber auch die besten Schutzlösungen wie CodeMeter könnten versagen, wenn es schlecht und unsicher implementiert wurde oder die notwendigen Sicherheitsvorkehrungen fehlen. Ein essentiell wichtiger Punkt ist die sichere Speicherung von privaten und geheimen Schlüsseln. Die erste Frage, die Sie sich stellen sollten, ist, wo Ihre Lizenzen gespeichert werden sollen. Der Hardware-basierte Schutz CmDongle ist sicher ähnlich einer uneinnehmbaren Festung. Die Software-basierte Lösung CmActLicense gibt es als Schlüsselspeicher inklusive der einzigartigen und geschützten Technologie SmartBind®. Die privaten und geheimen Schlüssel liegen dann in einer verschlüsselten Lizenz-Datei, deren Schlüssel der Fingerabdruck des PCs ist, an den die Lizenz-Datei gebunden ist. Die zweite wichtige Entscheidung ist, wie die Verschlüsselung arbeitet: sie hängt von Einsatzgebiet und Bedrohungsszenario ab. Zum Schluss noch ein paar interessante Fakten: wussten Sie, dass im Counter Mode (CTR) die Verschlüsselung mit AES eigentlich nur ein XOR ist? Betrachten wir beispielsweise ein Datenbankfeld mit einem Booleschen Wert. Bei einer einfachen Verschlüsselung mit AES, ergibt dies genau zwei mögliche verschlüsselte Werte. D.h. ein Angreifer muss nur einen Datensatz im Original kennen, um den unverschlüsselten Wert bei allen Datensätzen zu kennen. Inhalt: - HASH Funktionen ° SHA 256 - Symmetrische Verschlüsselung * AES 128 * Direkte Verschlüsselung im CmContainer * Indirekte Verschlüsselung * Verschlüsselung ohne CmContainer * Auswahl des richtigen Betriebsmodus - Asymmetrische Verschlüsselung * ECC 224 * RSA 2048 Webinar anchauen: https://youtu.be/q5QZqi64Rqk

1. Ihr Führerschein zum
Kryptographie-Experten
Rüdiger Kügler | Professional Services
ruediger.kuegler@wibu.com
Alvaro Forero | Security Expert
Alvaro.Forero@wibu.com
CodeMeter

2. Legendäre Fehler
Verschlüsseltes Geschlecht
Krankenakte mit AES-CTR
Bild mit AES-ECB
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 2

3. Verschlüsseltes Geschlechtsmerkmal
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 3
 Implementierung:
 Datenfeld mit „0“ aufgefüllt
 Verschlüsselt mit AES ohne IV
 Fehler
 Entropie der Daten ist zu gering
 IV und Padding mit „0“
 Hack
 Erraten der Feldes

4. Datenbank Dump (Auszug)
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 4
ID LastName Gender
442225 782B9CAB890DB937C3A48DBD39F426A4 E37CD363DD7C87A09AFF0E3E60E09C82
33273 4A453644D133566ADC04B7A478A5A5AD E37CD363DD7C87A09AFF0E3E60E09C82
483916 77CF3A86923DEB80434F16646DE7DB7F C6A13B37878F5B826F4F8162A1C8D879
137333 F7A846F8F336B511D2B01444BEFBA18B E37CD363DD7C87A09AFF0E3E60E09C82
147607 851DD615E24D586E0F232DD2FFC573A9 C6A13B37878F5B826F4F8162A1C8D879
303044 19B0930C53F45AC14360E2F3A3B04EF7 C6A13B37878F5B826F4F8162A1C8D879
916345 5BEBF00AF658C1256C0821553C35FAC3 E37CD363DD7C87A09AFF0E3E60E09C82
777169 19B0930C53F45AC14360E2F3A3B04EF7 C6A13B37878F5B826F4F8162A1C8D879
154800 19B0930C53F45AC14360E2F3A3B04EF7 C6A13B37878F5B826F4F8162A1C8D879

5. Verschlüsseltes Geschlechtsmerkmal
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 5
 Implementierung:
 Datenfeld mit „0“ aufgefüllt
 Verschlüsselt mit AES ohne IV
 Fehler
 Entropie der Daten ist zu gering
 IV und Padding mit „0“
 Hack
 Erraten der Feldes
Sichere Lösung
Verschlüsselte Daten sind
größer als unverschlüsselte
Daten:
 Initialization Vector,
 Nonce oder
 Auffüllen mit zufälligen
Daten

6. Verschlüsselte Krankenakte
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 6
 Implementierung
 Verschlüsselung von xml/docx mit AES-CTR
 Fehler
 Implementierungsfehler: Nonce = „0“
 Hack
 Stehlen der verschlüsselten Datenbank
 Eigene Krankenakte besorgen (unverschlüsselt)
 Record = MyPlainRecord XOR MyEncRecord XOR EncRecord
EncRecord
MyPlainRecord
MyEncRecord
Record

7. Verschlüsseltes Bild
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 7
Electronic Codebook Cipher-Block Chaining
ECB erhält die Struktur der Daten.

8. Kryptographie - Grundlagen
Symmetrische Verschlüsselung
Hash Funktionen
Asymmetrische Verschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 8

9. Symmetrische Verschlüsselung
Data
Encrypted
Data
Encrypted
Data
Data
Shared
Key
Shared
Key
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10. Hash
Data
Hash (Digest)
Data
Hash (Digest)
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 10

11. Hash mit Salt
Data
Hash (Digest)
Data
Hash (Digest)
Salt Salt
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12. Signaturen
Data
Private
Key
Hash (Digest)
Signature
Yes / No
Public
Key
Data
Hash (Digest)Signature
Signature
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 12

13. Asymmetrische Verschlüsselung
Data
Encrypted
Data
Encrypted
Data
Data
Public
Key
Private
Key
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 13

14. Block Cipher Modes
Electronic Codebook (ECB)
Cipher-Block Chaining (CBC)
Counter (CTR)
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 14

15. Electronic Codebook (ECB) – Verschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 15
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption

16. Electronic Codebook (ECB) – Entschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 16
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption

17. Cipher-Block Chaining (CBC) – Verschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 17
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
IV
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption

18. Cipher-Block Chaining (CBC) – Entschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 18
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption
IV
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption
Ciphertext
Plaintext
AES
Decryption

19. Counter (CTR) – Verschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 19
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Counter (0)
Nonce
Add
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Counter (1)
Nonce
Add
Plaintext
Ciphertext
AES
Encryption
Counter (2)
Nonce
Add

20. Counter (CTR) – Entschlüsselung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 20
Ciphertext
Plaintext
AES
Encryption
Counter (0)
Nonce
Add
Ciphertext
Plaintext
AES
Encryption
Counter (1)
Nonce
Add
Ciphertext
Plaintext
AES
Encryption
Counter (2)
Nonce
Add

21. CodeMeter API
Verschlüsselung
Signatur
Schlüsselspeicher
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 21

22. CodeMeter API – Unterstützte Algorithmen
 Symmetrische Verschlüsselung: AES 128 bit
 Asymmetrische Verschlüsselung : ECC 224 bit
 Signaturen: ECC 224 bit (ECDSA)
 Hash: SHA 256
 Legacy: RSA 2048 bit
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 22

23. CodeMeter API – Schlüsselquellen
 FirmKey mit Schlüsselableitung
 Direkt (ECB)
 Indirekt (ECB, CBC) mit P1363 KDF2
 Secret Data / Hidden Data mit Schlüsselableitung
 Direkt (ECB)
 Indirekt (ECB, CBC) mit P1363 KDF2
 Secret Data / Hidden Data ohne Schlüsselableitung
 Direkt (ECB)
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 23

24. Schlüsselableitung – Firm Key – Direkt
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 24
Plaintext
CmDongle
AES ECBSHA 256
Firm Code
Product Code
Feature Code
Release Data
Encryption Code
Enc. Code Options
Feature Map
Maint. Period
Black Key
Firm Key
Ciphertext
Product Code
Firm Code

25. Schlüsselableitung – Secret Data / Hidden Data – Direkt
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 25
Plaintext
CmDongle
AES ECBSHA 256
Firm Code
Product Code
Feature Code
Release Data
Encryption Code
Enc. Code Options
Feature Map
Maint. Period
Black Key
Secret Data
Ciphertext
Product Code
Firm Code

26. Schlüsselableitung – Firm Key – Indirekt (Standard)
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 26
InitKey
Plaintext
CmDongle
AES ECBSHA 256
Firm Code
Product Code
Feature Code
Release Data
Encryption Code
Enc. Code Options
Feature Map
Maint. Period
Black Key
Firm Key
Ciphertext
Product Code
Firm Code
KDF2
P1363
AES

27. Schlüsselableitung – Secret Data / Hidden Data – Indirekt
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 27
InitKey
Plaintext
CmDongle
AES ECBSHA 256
Firm Code
Product Code
Feature Code
Release Data
Encryption Code
Enc. Code Options
Feature Map
Maint. Period
Black Key
Secret Data
Ciphertext
Product Code
Firm Code
KDF2
P1363
AES

28. Ohne Schlüsselableitung – Secret Data / Hidden Data – Direkt
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 28
Plaintext
CmDongle
AES ECB
Firm Code
Product Code
Feature Map
Maint. Period
Black Key
Secret Data
Ciphertext

29. CodeMeter
Anwendungsbeispiele
Challenge Response Check
Bekanntes Shared Secret
Verschlüsselte Kommunikation
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 29

30. Challenge Response Check
 Stellt sicher, dass ein gültiger CmDongle vorhanden ist
 Private Key im CmDongle (mit Lizenz, für alle Kunden gleich)
 Public Key in der Software
 Software erzeugt eine Challenge
 CmDongle signiert die Challenge
 Software überprüft die Response
 Verhindert eine Record Playback Attacke auf den CmDongle
 Verhindert eine Simulation des CmDongles
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 30

31. Bekanntes Shared Secret
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 31
 Sicheres Speichern eines AES-Schlüssels, der auf einem PC
verwendet werden kann
 Speicher des AES-Schlüssels in Secret Data
 Verwendung von Secret Data als Schlüssel-Quelle
 Einsatzsszenario:
 Datentransfer zwischen Embedded Device / Cloud und PC
 Schlüssel in Embedded Device / Cloud sind bereits sicher
 Verwendung des CmDongles am PC
 Verhindert das Kompromittieren des Schlüssels am PC

32. Verschlüsselte Kommunikation
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 32
 Übermittlung der Fischfänge an einen zentralen
Server (über Satellit)
 Anforderungen: Authentisch und Vertraulich
 Implementierung:
 Schlüsselpaar auf dem Server und jedem Schiff
 Tagebuch verschlüsselt mit Public Key des Servers
 Tagebuch signiert mit Private Key des Schiffs
 Ergebnis: Authentisch und Vertraulich 603 4711

33. Zusammenfassung
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 33
 Starten Sie mit der Bedrohungsanalyse
 Wählen Sie Algorithmus, Schlüssellänge und Modus sorgfältig
 Wählen Sie den richtigen Platz zum Speichern (Dongle, Software, …)
 Vermeiden Sie Implementierungsfehler
 Überprüfen Sie die Implementierung regelmäßig
Wibu Professional Services unterstützt Sie von Analyse bis
Implementierung und Überwachung.

34. Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
WIBU-SYSTEMS AG
www.wibu.com
04.09.2014 Ihr Führerschein zum Kryptographie-Experten 34