MAC攻擊及缺陷

• MAC有好幾種實(shí)現(xiàn)方式
• 對(duì)MAC的攻擊
• • 重放攻擊
  • 重放攻擊的防護(hù)
  • 密鑰推測(cè)攻擊
• MAC算法的缺陷
• • 第三方證明
  • 防止否認(rèn)

前面我們?cè)谥vHMAC的時(shí)候簡(jiǎn)單講過了什么是MAC消息認(rèn)證碼。

簡(jiǎn)單點(diǎn)說MAC（Message Authentication Code）是一種確認(rèn)完整性并進(jìn)行認(rèn)證的技術(shù)，取三個(gè)單詞的首字母，簡(jiǎn)稱MAC。它是一種與密鑰相關(guān)聯(lián)的函數(shù)。 HMAC就是MAC的一種實(shí)現(xiàn)。

MAC有好幾種實(shí)現(xiàn)方式

• 使用單向散列函數(shù)實(shí)現(xiàn)
  比如HMAC。

• 使用分組密碼實(shí)現(xiàn)
  使用AES之類的分組密碼可以實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證碼。關(guān)于分組密碼的詳細(xì)內(nèi)容，后面我們會(huì)做詳細(xì)說明。

• 其他實(shí)現(xiàn)
  其他實(shí)現(xiàn)方法如：流密碼和公鑰密碼等。

對(duì)MAC的攻擊

雖然MAC可以同時(shí)驗(yàn)證消息的完整性和來源，但是仍然有多種攻擊方式。

重放攻擊

什么是重放攻擊？顧名思義，重放攻擊就是將之前的信息或者通信再次請(qǐng)求。我們舉個(gè)例子。

小明跟小剛在做借款通信，但是這個(gè)通信被小紅監(jiān)聽到了。

小明向小剛發(fā)起借款100元，在MAC中假設(shè)小明和小剛共享了密鑰，小明通過密鑰根據(jù)請(qǐng)求消息計(jì)算出了MAC，并將MAC和消息一起發(fā)送給小剛。

小剛收到了消息和MAC，根據(jù)自己存儲(chǔ)的密鑰計(jì)算出MAC，將整個(gè)MAC和收到的MAC做對(duì)比，如果兩個(gè)MAC相等，那么小剛就知道這個(gè)是小明發(fā)起的合法請(qǐng)求，于是做出借款100元的操作。

因?yàn)樾〖t監(jiān)聽到了小明跟小剛的通信，所以小紅獲取到了請(qǐng)求消息和生成的MAC，并保持起來。

小紅將第4步收到的消息和MAC再次發(fā)送給小剛。

小剛收到消息和MAC后，驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)MAC是正確的值，然后再次出借100元。

重復(fù)5，6的步驟。

有上面的具體例子可以看出，只要監(jiān)聽者能夠拿到消息和MAC值，既可實(shí)現(xiàn)重放攻擊。

重放攻擊的防護(hù)

• 制定唯一的序號(hào)
  在每次消息中，添加一個(gè)唯一的序號(hào)，序號(hào)遞增，這樣計(jì)算出來的MAC每次都是不一樣的，即使能夠拿到消息和MAC，在第二次重放的時(shí)候，由于消息和MAC都應(yīng)該發(fā)送變化，從而使重放攻擊失效。

• 時(shí)間戳
  在消息里面包含了當(dāng)前的時(shí)間，在服務(wù)器校驗(yàn)的時(shí)候去檢查這個(gè)時(shí)間戳，如果相隔時(shí)間很短的話即認(rèn)可這個(gè)消息。這里會(huì)有個(gè)雙方時(shí)鐘同步的問題，同時(shí)要預(yù)留一個(gè)間隔時(shí)間區(qū)間。如果在這個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)發(fā)生了重放，還是會(huì)攻擊成功。

• 隨機(jī)數(shù)nonce
  在雙方通信之前，服務(wù)器先發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)給發(fā)送者，發(fā)送者在消息中包含這個(gè)隨機(jī)數(shù)，并計(jì)算MAC值。因?yàn)槊看握?qǐng)求的隨機(jī)數(shù)都會(huì)變化，所以重發(fā)MAC攻擊不成立。但是會(huì)增加額外的通信請(qǐng)求成本。

密鑰推測(cè)攻擊

密鑰推測(cè)攻擊實(shí)際上是一種暴力破解的方法，即通過MAC來反向推導(dǎo)出密鑰。這就需要我們的MAC算法具有很好的抗暴力破解性。

MAC算法的缺陷

MAC算法的關(guān)鍵是發(fā)送者和接受者之間共享密鑰，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)消息完整性和認(rèn)證的確認(rèn)。但是MAC算法不能解決”第三方證明“ 和 ”防止否認(rèn)“ 的問題。

第三方證明

假如小明給小剛發(fā)送了消息，小剛想向第三方機(jī)構(gòu)證明這條消息確實(shí)是小明發(fā)出來的，但是MAC無法做到。

因?yàn)镸AC是通過小明和小剛共享的密鑰生成出來的，所以第三方機(jī)構(gòu)只能確認(rèn)這個(gè)MAC是由共享密鑰生成的，但是不能確定是小明生成的還是小剛自己生成的。

防止否認(rèn)

假如小明給小剛發(fā)送了消息，小剛收到消息之后做MAC驗(yàn)證，通過后知道消息是小明發(fā)出來的。

但是小明完全可以否認(rèn)自己發(fā)送了這條消息，因?yàn)樾倱碛型瑯拥拿荑€，可以偽造出同樣的消息出來。

所以MAC算法無法做到防止否認(rèn)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MAC攻击及缺陷的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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