Tấn công mạo danh vào mật khẩu dùng một lần của Lamport

• Về mặt ngắn hạn

  Một mặt của tính bảo mật của Mật khẩu dùng một lần của Lamport (LOTP) dựa trên thực tế là máy chủ lưu trữ hàm băm cuối cùng và cho lần tiếp theo, yêu cầu hàm băm trước đó và hàm băm đó để so sánh với hàm được lưu trữ lần cuối. Do đó, kẻ tấn công không thể sử dụng nó để mạo danh người dùng miễn là hàm băm có khả năng chống ảnh trước.

Ý tưởng của Lamport dựa trên tính bảo mật của Hash-Chain như sau;

• Khởi tạo hệ thống

  1. Một hạt giống ban đầu $s$ là lựa chọn.
  2. hàm băm $H$ được áp dụng $n$-lần theo cách xếp tầng $$h_n = H^{(n)} = \underbrace{H(H(\cdots H(s) \cdots ))}_{n-times}$$ đến hạt ban đầu $s$ ở đâu $n$ có thể là 1000,10000, hoặc ..
  3. Máy chủ ban đầu lưu trữ $h_n$ ( và có thể $n$, quá)
  4. Người dùng lưu trữ $s$ và $n$

• Cơ chế đăng nhập

  • Đối với lần đăng nhập đầu tiên

    1. Người dùng tính toán $h_{n-1}$
    2. Trong quá trình đăng nhập, người dùng gửi $h_{n-1}$ đến máy chủ.
    3. Kiểm tra máy chủ $H(h_{n-1}) = h_n$
    4. Trên một máy chủ đăng nhập thành công
       1. tăng bộ đếm $inc(c)$
       2. cửa hàng $h_{n-1}$
    5. Khi đăng nhập thành công, người dùng đã đặt $n = n-1$ (hoặc có thể là một biến khác)

  • Cho $i$-th đăng nhập

    1. Người dùng tính toán $h_{n-i}$
    2. Trong quá trình đăng nhập, người dùng gửi $h_{n-i}$ đến máy chủ.
    3. Kiểm tra máy chủ $H(h_{n-i}) = h_{n-i+1}$
    4. Trên một máy chủ đăng nhập thành công
       1. tăng bộ đếm $inc(c)$
       2. cửa hàng $h_{n-1}$
    5. Khi đăng nhập thành công, người dùng đã đặt $n = n-1$ (hoặc có thể là một biến khác)

Đây là những điều cơ bản và một số chi tiết được bỏ qua cho rõ ràng; Ví dụ; vì một số lý do, hệ thống có thể không đồng bộ, đó là số lượng người dùng có thể không được đồng bộ hóa với máy chủ. Để xử lý việc này, máy chủ có thể giữ một tham số nhìn về phía trước $t$, như vậy trên $i$-lần đăng nhập thứ nếu không có sự bình đẳng $H(h_{n-i}) \neq h_{n-i+1}$, máy chủ sẽ nhìn về phía trước nếu có kết quả khớp từ $h_{n-i+1}$ đến $h_{n-i-t+1}$.

Giờ thì sao nếu người thứ ba nhìn thấy mã thông báo LOTP và cố gắng mạo danh người dùng.

1. Đối với lần đăng nhập mới, họ không thể sử dụng vì họ cần $H_{n-i-1}$. Để có được điều này, họ cần tìm một hình ảnh trước. Tất cả hàm băm mật mã đã duy trì chứng khoán hình ảnh trước của chúng bao gồm cả khả năng chống va chạm đã phá vỡ một MD5 và SHA-1. Điều này không có nghĩa là bạn nên sử dụng chúng, hãy ưu tiên những cái hiện đại như SHA-256, SHA-512, SHA-3, BLAKE2, v.v.

   Nếu hệ thống bằng cách nào đó cho phép người dùng sử dụng cùng một mã thông báo LOTP trong một phiên thì kẻ tấn công có thể mạo danh người dùng trong phiên này. Phạm vi tấn công không thể vượt quá phiên này do khả năng chống chịu trước hình ảnh.

   Nói tóm lại, tính bảo mật của LTOP dựa trên tính bảo mật trước hình ảnh của $H$

2. Có thể nhìn về phía trước gây ra một vấn đề? Không. Máy chủ cập nhật các giá trị băm được lưu trữ trên mỗi lần đăng nhập. Nếu họ chỉ lưu trữ cái đầu tiên và băm $i$-lần kiểm tra OTP thì nhìn về phía trước là có điểm tấn công. Đây là một trong những lý do để giữ hàm băm cuối cùng và lý do khác là hiệu suất.

3. Bí mật $\mathbf{s}$ kích thướcmặt khác, phải có ít nhất 128 bit đồng nhất và được tạo ngẫu nhiên để ngăn chặn hành vi vũ phu của $s$.