
محاكاة تعليمية بلغة بايثون توضح إعادة استخدام nonce في توقيع ECDSA ضمن توقيع البرامج الثابتة (firmware) في إنترنت الأشياء، وتُظهر كيف يمكن للمهاجم استعادة المفاتيح الخاصة من توقيعين يتشاركان نفس قيمة k.
# ecdsa_nonce_reuse_sim.py - Signing firmware with repeated nonce (k)
import ecdsa, hashlib
sk = ecdsa.SigningKey.generate(curve=ecdsa.NIST256p)
vk = sk.get_verifying_key()
# Sign two different firmware images with same nonce due to bad RNG
# In reality, this can happen with deterministic k if seed is constant.
# We'll simulate by using the same k manually (not possible with ecdsa library, so fake it)
def sign_with_fixed_k(sk, msg_hash, k):
# Simplified: return signature (r,s) using fixed k (for educational purposes)
# Not actual ECDSA, but shows concept.
r = (k * ecdsa.NIST256p.generator).x()
k_inv = pow(k, -1, ecdsa.NIST256p.order)
s = k_inv * (int.from_bytes(msg_hash, 'big') + r * sk.privkey.secret_multiplier) % ecdsa.NIST256p.order
return ecdsa.ecdsa.Signature(r, s)
msg1 = b"Firmware v1.0"
msg2 = b"Firmware v2.0"
h1 = hashlib.sha256(msg1).digest()
h2 = hashlib.sha256(msg2).digest()
# Use same k
k = 123456789
sig1 = sign_with_fixed_k(sk, h1, k)
sig2 = sign_with_fixed_k(sk, h2, k)
print("Two signatures with same k. Attacker can recover private key from (r,s1) and (r,s2).")
يوقّع جهاز إنترنت الأشياء (IoT) تحديثات البرامج الثابتة باستخدام ECDSA، ولكن بسبب ضعف مولّد الأرقام العشوائية، يتم إعادة استخدام نفس nonce (k) لتوقيعين. يمكن للمهاجم الذي يلاحظ التوقيعين معًا حساب المفتاح الخاص وتوقيع برامج ثابتة خبيثة.
k، يمكن اشتقاق المفتاح الخاص جبريًا.قم بتشغيل المحاكاة:
pip install ecdsa
python ecdsa_nonce_reuse_sim.py
يوضح السكربت إنشاء توقيعين بنفس k. سيتمكن المهاجم الحقيقي من استعادة المفتاح باستخدام الصيغة k = (h1 - h2) / (s1 - s2) ثم d = (s1*k - h1) / r.