DE102006021494A1

DE102006021494A1 - Indefinite hash value recognizing method, involves activating reaction in response to positive comparison output, where reaction provides warning to user and includes blocking of functions or components, which use cryptographic hash values

Info

Publication number: DE102006021494A1
Application number: DE200610021494
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Wacker; Stephan Dr. Spitz
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-15

Abstract

The method involves providing a reference value for a potential input data (11) of a cryptographic hash value calculation. Comparison data (14) is compared with reference data (15), which represent hash collisions, by using a comparison unit (3). A reaction is activated in response to a positive comparison output, where the activated reaction provides warning to a user and includes blocking of functions or components, which use cryptographic hash values. An independent claim is also included for a safety module for recognizing indefinite hash value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen nichteindeutiger Hashwerte.The The present invention relates to a method and an apparatus for recognizing non-unique hash values.

In dem Artikel „Kollisionsangriffe gegen Hash-Funktionen" von Georg Illies und Werner Schindler wird beschrieben, dass eine sichere Signatur eine sichere Hash-Funktion voraussetzt. Diese Vorraussetzung liegt aber durch das kürzlich erfolgte Auffinden von Kollisionen, insbesondere für den Algorithmus MD5, zumindest teilweise nicht mehr vor. Die Autoren des Artikels haben insbesondere dargelegt, dass bereits entdeckte Kollisionen bei komplexeren Textverarbeitungsprogrammen zur Steuerung der Darstellung verwendet werden können.In the article "Collision Attacks against hash functions "by Georg Illies and Werner Schindler are described as having a safe Signature requires a secure hash function. This requirement but is due to the recent finding collisions, especially for the algorithm MD5, at least partially no longer available. The authors of the article have in particular stated that already discovered collisions in more complex word processing programs to control presentation can be used.

Also können zwei Dokumente trotz gleichen Hashwerts unterschiedliche Inhalte am Bildschirm anzeigen. Signiert nun ein Benutzer mit Hilfe einer Signaturfunktion den Hashwert des ihm angezeigten Dokuments, kann der Angreifer die erzeugte Signatur als Unterschrift für das zweite Dokument mit abweichendem Inhalt ausgeben.So can two documents despite the hash value different content on the screen. Now a user signs with the help of a Signature function can the hash value of the document displayed to him the attacker signed the signature as a signature for the second Output document with different contents.

Als Konsequenz aus einem solchen Angriffsszenario wird von den Autoren vorgeschlagen, den betroffenen Algorithmus MD5 nicht mehr zu verwenden und gegebenenfalls weitere zukünftig betroffene Algorithmen wie SHA-1 oder RIPEMD-160 nicht mehr so lange wie ursprünglich geplant zu verwenden.When The consequence of such an attack scenario is the authors suggested that the affected MD5 algorithm should no longer be used and possibly more in the future affected algorithms like SHA-1 or RIPEMD-160 not so long as originally planned to use.

In einem Artikel Forge „Security elite hash out encryption alternatives" von Charlie Hosner in der Internetzeitung „News Forge" wird zudem vorgeschlagen, Anwendungen oder Systeme so auszulegen, dass sie bezüglich des verwendeten kryptographischen Algorithmus flexibel sind, so dass also gegebenenfalls nicht nur die Schlüssellänge des verwendeten Algorithmus er höht werden kann, sondern ein vollständig neuer Algorithmus eingesetzt werden kann.In an article Forge "Security elite hash out encryption alternative "by Charlie Hosner in the internet newspaper" News Forge "also proposes To design applications or systems so that they are compatible with the used cryptographic algorithm are flexible, so that So, if necessary, not just the key length of the algorithm used elevated can be, but a complete one new algorithm can be used.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen in Bezug auf die Sicherheit verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.It the object of the present invention is in relation to the Safety improved method and a corresponding device provide.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand gemäß einem der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Patentansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gerichtet.These Task is solved by an object according to a the independent one Claims. The dependent ones claims are on preferred embodiment directed the invention.

Erfindungsgemäß werden erste Daten mit Referenzdaten verglichen, die bereits bekannte Hash-Kollisionen repräsentieren.According to the invention first data compared with reference data, the already known hash collisions represent.

In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt der Schritt des Vergleichens durch einen Virenscanner. Der Virenscanner ist angepasst, den Fingerabdruck einer bekannten Hash-Kollision zu erkennen. Bei der an sich bekannten Prüfung von beliebigen Daten prüft der Virenscanner die ersten Daten gegen eine Liste von Referenzdaten, die sowohl Virenreferenzdaten als auch Hash-Kollisions-Referenzdaten enthalten.In In a preferred embodiment, the step of comparing takes place through a virus scanner. The virus scanner is customized, the fingerprint to recognize a known hash collision. In the known exam from any data checks the virus scanner the first data against a list of reference data, containing both virus reference data and hash collision reference data.

In einer weiteren Ausgestaltung werden Eingangsdaten für eine Hashwert-Berechnung zur Bestimmung der ersten Vergleichsdaten verwendet. Somit kann, ohne Überprüfung aller Daten auf einer Vorrichtung, selektiv die Überprüfung genau für die Daten erfolgen, die tatsächlich Eingang in eine Hashwert-Berechnung finden.In In another embodiment, input data for a hash value calculation for determination the first comparison data used. Thus, without checking all Data on a device, selectively checking exactly for the data done that actually Find input in a hash value calculation.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine Funktion zur Erzeugung von digitalen Signaturen nicht ausgeführt wird, wenn eine nicht aktuelle Liste an Referenzwerten verwendet wird.It is particularly advantageous when a function for generating digital signatures will not run if a non-current List of reference values is used.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt der Schritt des Vergleichens innerhalb eines tragbaren Datenträgers bzw. fest eingebauten Sicherheitsmoduls in einem Endgerät. Eine solche Lösung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die auf dem tragbaren Datenträger bzw. Sicherheitsmodul ausgeführte Funktion den erzeugten Hashwert für eine sicherheitskritische Operation verwendet.In In a particularly advantageous embodiment, the step takes place comparing within a portable data carrier or permanently installed security module in a terminal. A such solution is particularly advantageous if the on the portable data carrier or Security module executed Function the generated hash value for a safety-critical Operation used.

Im Folgenden werden weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Figur beschrieben.in the Following are further advantages and embodiments of the present invention Invention described with reference to a figure.

1 zeigt eine schematische Darstellung der funktionalen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 1 shows a schematic representation of the functional components of a device according to the invention.

Die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen in einem Computer, einem Endgerät, einem tragbaren Datenträger, wie beispielsweise einer Chipkarte oder einer sicheren Massenspeicherkarte, oder in einem fest in ein Endgerät integrierten Sicherheitsmodul, wie beispielsweise einem TPM-Modul oder einer sicheren NFC-Einheit, implementiert sein.The Invention can be embodied in various embodiments in a computer, a terminal, a portable data carriers, such as a smart card or a secure mass storage card, or in a fixed in a terminal integrated security module, such as a TPM module or a secure NFC unit, to be implemented.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes System. Eine Vergleichseinheit 3 verwendet eingehende Daten 14, unmittelbar oder nach einer entsprechenden Vorverarbeitung, um diese mit Referenzdaten 15 zu vergleichen. Die Referenzdaten 15 können als Liste von Referenzdaten 4 in einem vorzugsweise nichtflüchtigen, insbesondere auch wiederbeschreibbaren, Speicher abgelegt sein. Ergibt der Vergleich eine Übereinstimmung zwischen Referenzdaten und den Vergleichsdaten, so wird ein Vergleichsergebnis 16 verwendet, um den Benutzer gegebenenfalls über das potentielle Problem zu informieren und/oder betroffene Funktionen in der Vorrichtung zu blockieren. 1 shows a system according to the invention. A comparison unit 3 uses incoming data 14 , immediately or after a corresponding preprocessing, with reference data 15 to compare. The reference data 15 can as a list of reference data 4 be stored in a preferably non-volatile, in particular rewritable memory. If the comparison yields a match between reference data and the comparison data, then a comparison result is obtained 16 used to inform the user if necessary about the potential problem and / or be to block affected functions in the device.

In einer ersten Ausführungsform ist die Vergleichseinheit 3 zumindest ein Teil eines Virenscanners, welcher in der Vorrichtung vorhandene und/oder verwendete Daten 5 als Eingangsdaten 14 verwendet. Ebenso ist es denkbar, dass der Virenscanner als Eingangsdaten 14 Vergleichsdaten verwendet, die vorab aus den gespeicherten und/oder verwendeten Daten 5 bestimmt werden.In a first embodiment, the comparison unit 3 at least a part of a virus scanner, which existing in the device and / or data used 5 as input data 14 used. It is also conceivable that the virus scanner as input data 14 Comparative data is used in advance from the stored and / or used data 5 be determined.

Die Liste von Referenzdaten 4 enthält zumindest mehrere Referenzwerte für bekannte Hash-Kollisionen und gegebenenfalls auch Referenzwerte für bekannte Viren. Optional kann die Liste der Referenzwerte 4 neben dem Referenzwert auch Parameter zur Bestimmung des Referenzwertes, wie beispielsweise die Fenstergröße und den zu verwendenden Algorithmus zur Bestimmung des Vergleichswertes enthalten. Der Virenscanner 3 erzeugt ein Vergleichsergebnis 16, welches veranlasst, dass dem Benutzer eine Warnmeldung angezeigt wird und/oder dass die betroffene Komponente blockiert wird.The list of reference data 4 contains at least several reference values for known hash collisions and possibly also reference values for known viruses. Optionally, the list of reference values 4 In addition to the reference value and parameters for determining the reference value, such as the window size and the algorithm to be used to determine the comparison value included. The virus scanner 3 generates a comparison result 16 which causes the user to receive a warning message and / or to block the affected component.

1 zeigt weiterhin eine Hashwert-Berechnungseinheit 1 sowie eine Signaturerstellungseinheit 2. Die Hashwert-Berechnungseinheit 1 bestimmt aus Eingangsdaten 11 einen Hashwert 12, für welchen die Signaturerstellungseinheit 2 eine digitale Signatur 13 erzeugt. Der Virenscanner 3 kann beispielsweise eine dieser beiden Einheiten als betroffene Einheiten blockieren. 1 further shows a hash value calculation unit 1 as well as a signature creation unit 2 , The hash value calculation unit 1 determined from input data 11 a hash value 12 for which the signature creation unit 2 a digital signature 13 generated. The virus scanner 3 For example, you can block one of these two units as affected units.

In einer zweiten Ausführungsform werden die Eingangsdaten 11 der Hashwert-Berechnungseinheit 1 parallel oder vorab als Eingangsdaten 14 für die Vergleichseinheit 3 verwendet. Somit wird bereits vor oder bei der Erstellung des Hashwertes ein potentieller Kollisionsfall erkannt.In a second embodiment, the input data 11 the hash value calculation unit 1 parallel or in advance as input data 14 for the comparison unit 3 used. Thus, a potential collision case is detected before or during the creation of the hash value.

Welche Anwendungen oder welche kritischen Funktionen in der Vorrichtung Hashwerte verwenden, muss in dieser Ausführungsform der Vergleichseinheit 3 nicht bekannt sein.Which applications or which critical functions in the device use hash values must be the comparison unit in this embodiment 3 not known.

In einer dritten Ausführungsform ist die Vergleichseinheit in einem tragbaren Datenträger oder einem fest in einem Terminal eingebauten Sicherheitsmodul integriert. Der tragbare Datenträger kann beispielsweise eine Chipkarte zur Erzeugung von digitalen Signaturen sein.In a third embodiment is the comparison unit in a portable data carrier or a permanently integrated in a terminal integrated security module. The portable data carrier For example, a smart card for generating digital signatures be.

Vorzugsweise wird die Vergleichseinheit 3 in einem derart ressourcenbeschränkten System nicht alle Daten 5 der Vorrichtung, sondern lediglich die Hashwert-Eingangsdaten 11 als Eingangsdaten 14 für die Vergleichseinheit verwenden. Die Vergleichseinheit 3 und die Referenzliste 4 werden insbesondere kleine Fenstergrößen zur Bestimmung der Vergleichsdaten aus den Eingangsdaten 14 verwenden.Preferably, the comparison unit 3 not all data in such a resource-constrained system 5 the device, but only the hash value input data 11 as input data 14 for the comparison unit. The comparison unit 3 and the reference list 4 In particular, small window sizes are used to determine the comparison data from the input data 14 use.

Der tragbare Datenträger bzw. das Sicherheitsmodul kann ein Vergleichsergebnis 16 als Antwort auf ein Kommando bzw. einen Funktionsaufruf liefern.The portable data carrier or the security module can be a comparison result 16 in response to a command or a function call.

Für den Benutzer ist es vorteilhaft, wenn das Vergleichsergebnis 16 verwendet wird, um ihn mit Hilfe einer für den Benutzer angezeigten Nachricht aufzufordern, das zu signierende Dokument in einem bestimmten Bereich zu modifizieren.For the user, it is advantageous if the comparison result 16 is used to prompt him, using a message displayed to the user, to modify the document to be signed in a particular area.

Gerade bei Verwendung von kleineren Fenstergrößen kann dadurch verhindert werden, dass an sich kollisionsfreie Dokumente zufällig durch die Vorrichtung von der Erzeugung einer Signatur ausgenommen werden.Just using smaller window sizes can prevent this be that by itself collision-free documents by chance the device is excluded from generating a signature.

Die Referenzwerte können als „Fußabdrücke" von kritischen Hash-Kollisionen, die also insbesondere als möglicherweise wieder verwertbare Hash-Kollisionen angesehen werden, selbst als Hashwert oder als Prüfsumme berechnet werden.The Reference values can as "footprints" of critical hash collisions that So in particular as possible reusable hash collisions are viewed even as Hash value or as a checksum be calculated.

Claims

Method for securing the use of cryptographic hash values ( 12 ), comprising the following steps: determining a comparison value for at least potential input data ( 11 ) a cryptographic hash value calculation; - Compare the comparison data ( 14 ) with reference data ( 15 ) representing already known hash collisions; - triggering a response in response to a positive comparison result.

Method according to claim 1, characterized that the triggered Reaction is a warning message to a user.

Method according to claim 1, characterized that the triggered Reaction A hint to a user is to change the input data.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the triggered Reaction comprises blocking functions or components which Use cryptographic hashes.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized that the reference values are stored in a list of reference values are.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the reference values are taken together with virus reference values, represent the known viruses.

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized that the reference values are stored together with information, specify how the comparison value is to be determined.

Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the comparison value for input data ( 11 ) of a cryptographic hash value calculation.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized the procedure is carried out in a security module.

Method according to claim 9, characterized that the security module is a cryptographic hash calculation and / or a cryptographic operation, in particular the generation a digital signature based on a hash value.

Security module adapted to perform a Method according to one of the claims 1 to 10.

Security module according to claim 11, characterized that the security module as a portable disk or as built-in a terminal Security module executed is.