Encrypted Key Exchange

Schema dello scambio di chiavi DH-EKE

Encrypted Key Exchange (anche detta EKE) è una famiglia di metodi di interazione tra due o più partecipanti per l'autenticazione e la condivisione di una chiave crittografica di sessione. Basati sulla conoscenza condivisa di una comune password, sono stati descritti da Steven M. Bellovin e Michael Merritt. Alcune varianti di EKE presenti nella pubblicazione originale hanno mostrato diverse debolezze, ma altre sue varianti, migliorate e potenziate, hanno reso EKE il primo metodo efficace per ricavare una chiave di sessione condivisa e l'autenticazione mutua mediante una password condivisa.

Requisiti

Un protocollo EKE per essere considerato sicuro deve poter garantire la robustezza nei confronti di diversi attacchi:

• anche se le due parti condividono una password debole il protocollo deve essere forte rispetto attacchi off-line (dizionario, forza bruta) sui pacchetti scambiati;
• il protocollo deve essere robusto nei confronti dei replay attack.

DH-EKE

Una delle versioni presenti nella pubblicazione originale ed effettivamente sicura è basata sul metodo di scambio di chiavi Diffie-Hellman. Si riporta di seguito il protocollo. Si supponga che $A$ sia il client, $S$ sia il server e $w$ sia $H(password)$ con $H$ funzione crittografica di hash.

$A\to S:w[g^{a}mod(p)]$

con $w[g^{a}mod(p)]$ indichiamo la cifratura con un algoritmo a chiave simmetrica di $g^{a}mod(p)$ con la chiave $w$

$S\to A:K(n_1),w[g^{b}mod(p)]$

$S$ calcola K come $k=g^{ab}mod(p)$ e sceglie un nonce $n_1$

$A\to S:K(n_1,n_2)$

$A$ può decifrare il challenge $K(n_1)$ selezionare un nuovo nonce $n_2$. In questo modo invia un challenge al server e nel contempo mostra di conoscere $K$ autenticandosi come $A$ verso il server

$S\to A:K(n_2)$

il server risponde al challenge autenticandosi verso $A$. Di qui in poi i due attori del protocollo sono autenticati e dispongono di una chiave di sessione. Si noti che un attacco brute force sui messaggi cifrati con $w$ sono inattuabili poiché un attaccante non può verificare (se non per tentativi on-line) che la decifratura è andata a buon fine. La quantità $g^{a}mod(p)$ è infatti casuale. Lo stesso motivo (la scelta di quantità $a$ e $b$ casuali mette al sicuro il protocollo nei confronti di reply-attack).

Vulnerabilità di DH-EKE

DH-EKE è vulnerabile ad un attacco di discovery sul database del server. Se infatti un malintenzionato riuscisse a rubare l'hash $w$ potrebbe inscenare un protocollo di autenticazione sia camuffandosi da server, che da client.

Augmented-EKE

Per eliminare la vulnerabilità precedente si fa in modo che il server conservi non la password, ma una quantità derivata da una funzione one-way applicata sulla stessa. In questo modo un attaccante anche rubando le informazioni presenti sul server non può utilizzarle per rimpiazzare il client.

Collegamenti esterni

• http://www.cs.columbia.edu/~smb/papers/aeke.ps