GSM是一個(gè)當(dāng)前由3GPP開(kāi)發(fā)的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，也就是大家所熟悉的“全球通”。如果你還在使用基于早期信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的GSM手機(jī)，那么你最好在使用手機(jī)的過(guò)程中小心一點(diǎn)了。因?yàn)楦鶕?jù)國(guó)外媒體的最新報(bào)道，安全研究專(zhuān)家通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，他們只需要使用三張NVIDIA GeForce GTX690顯卡(GPU)就可以破解GSM A5加密算法。

A5加密算法是何物?

A5算法在1989年由法國(guó)人開(kāi)發(fā)，它是一款主要用于GSM系統(tǒng)的序列密碼算法。A5加密算法用于對(duì)那些從移動(dòng)電話到基站的通信連接進(jìn)行加密，該算法先后有三個(gè)版本，分別為A5/1、A5/2和A5/3，如果沒(méi)有特別說(shuō)明，通常所說(shuō)的A5指的是A5/1。關(guān)于GSM加密的問(wèn)題，有些人認(rèn)為密碼的安全問(wèn)題將阻礙GSM手機(jī)的推廣;另一些人則認(rèn)為A5加密算法的強(qiáng)度太弱，無(wú)法抵抗一些情報(bào)機(jī)構(gòu)的竊聽(tīng)。A5加密算法的特點(diǎn)是效率高，適合在硬件上高效實(shí)現(xiàn)，而且它能也通過(guò)已知的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

總之，A5加密算法的基本思路并沒(méi)有什么問(wèn)題，而且它的執(zhí)行效率非常高。但是從密碼學(xué)和安全性的角度出發(fā)，這個(gè)算法就存在很多的安全問(wèn)題了。

GSM通信加密存在嚴(yán)重的安全問(wèn)題

近期，一群來(lái)自新加坡科技研究局(A*STAR)的安全研究專(zhuān)家表示，在普通GPU處理器的幫助下，他們可以在幾秒鐘之內(nèi)破解GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)所采用的加密算法。實(shí)際上，人們?cè)缭?009年就已經(jīng)知道A5/1加密算法中存在嚴(yán)重的安全問(wèn)題了。

由于當(dāng)初在2G通信技術(shù)正式投入使用之前，相關(guān)部門(mén)對(duì)2G通信加密中存在的安全問(wèn)題一直不予披露，而且考慮到保密性，所以這些加密算法也沒(méi)有提交給同行進(jìn)行安全審核，所以才導(dǎo)致了目前的這種狀況存在。其中，A3加密算法專(zhuān)門(mén)用于身份驗(yàn)證，A5加密算法專(zhuān)門(mén)用于信息加密，A8加密算法專(zhuān)門(mén)用于密鑰生成。

GSM只會(huì)對(duì)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證。因此，通信的加密安全層只能夠提供數(shù)據(jù)保密和身份驗(yàn)證功能。但需要注意的是，這是一種功能有限的身份驗(yàn)證，因?yàn)樗⒉痪邆洳豢煞裾J(rèn)性這種特征。為了實(shí)現(xiàn)通信的安全，GSM采用了多種加密算法。比如說(shuō)，GSM使用了A5/1和A5/2這兩種流密碼來(lái)確保用戶語(yǔ)音通話數(shù)據(jù)的安全。但是，這兩種加密算法中卻存在嚴(yán)重的安全問(wèn)題，攻擊者可以通過(guò)下面這兩種方法破解這兩個(gè)加密算法：

1.通過(guò)實(shí)時(shí)的唯密文攻擊來(lái)破解A5/2;

2.通過(guò)彩虹表攻擊破解A5/1;

GSM中主要存在的一些安全問(wèn)題如下：

1. 通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐ㄐ艛?shù)據(jù)沒(méi)有受到加密保護(hù);

2. 無(wú)法抵御某些主動(dòng)攻擊;

3. 只有連接至安全的固定網(wǎng)絡(luò)才可以保證GSM的通信安全;

4. GSM中的合法攔截只是一種事后補(bǔ)救措施;

5. 終端識(shí)別碼不可信任;

單純從技術(shù)的角度出發(fā)，3G通信網(wǎng)絡(luò)棄用了不安全的A5/1流密碼，轉(zhuǎn)而使用KASUMI分組密碼【維基百科傳送門(mén)】，但是KASUMI分組密碼中同樣存在很多嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

破解GSM的A5/1加密算法

來(lái)自新加坡科技研究局(A*STAR)的信息通信安全專(zhuān)家JiqiangLu解釋稱(chēng)：“GSM使用了一種名為A5/1的流密碼來(lái)保護(hù)通信數(shù)據(jù)的安全，而A5/1使用了一個(gè)64位的密鑰和一種十分復(fù)雜的密鑰流生成器來(lái)抵御一些基本的攻擊，例如密鑰窮舉和基于字典的暴力破解攻擊。”

首先，安全研究人員利用了GSM通信加密中的兩個(gè)安全漏洞，并且在普通商用硬件的幫助下，花費(fèi)了55天的時(shí)間計(jì)算出了一個(gè)彩虹表。據(jù)了解，這個(gè)彩虹表的大小為984GB。得到了彩虹表之后，安全專(zhuān)家就可以在短短的九秒內(nèi)確定用于加密通信數(shù)據(jù)的密鑰了。

我們可以看到，這種新型的攻擊方式不僅極大程度地提升了傳統(tǒng)暴力破解攻擊的成功率，而且還大大降低了計(jì)算密碼和攻擊所需的時(shí)間。

Jiqiang Lu補(bǔ)充說(shuō)到：

“我們?cè)诠暨^(guò)程中使用了一個(gè)彩虹表，這個(gè)彩虹表是通過(guò)離線迭代計(jì)算生成的，它包含有密鑰和其相對(duì)應(yīng)的輸出密碼。當(dāng)攻擊者在攻擊過(guò)程中接收到了輸出數(shù)據(jù)之后，他就可以通過(guò)識(shí)別彩虹表中密鑰和密碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)確定輸出數(shù)據(jù)的有效性。”

在測(cè)試設(shè)備方面，安全研究人員使用的是一臺(tái)由三塊NVIDIAGeForce GTX 690顯卡GPU所組成的計(jì)算裝置，這個(gè)裝置的成本約為一萬(wàn)五千美金。

安全研究專(zhuān)家在其發(fā)表的白皮書(shū)中寫(xiě)到【白皮書(shū)】：

“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中使用了一臺(tái)由三張NVIDIAGeForce GTX690顯卡所組成的通用圖形處理單元(GPGPU)計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的總成本約為一萬(wàn)五千美金。我們花費(fèi)了55天的時(shí)間計(jì)算出了一個(gè)彩虹表，在這個(gè)彩虹表的幫助下，我們只需要九秒鐘的時(shí)間就可以通過(guò)在線攻擊來(lái)破解A5加密算法了。

在事先獲取到4個(gè)密鑰序列的情況下，破解成功率為34%;如果能夠事先獲取到8個(gè)密鑰序列，那么破解成功率就可以達(dá)到56%，其中每個(gè)密鑰序列長(zhǎng)度為114位。如果能夠使用兩個(gè)這樣的彩虹表來(lái)進(jìn)行攻擊，那么在事先得知8個(gè)密鑰序列的情況下，我們9秒內(nèi)的在線攻擊成功率將高達(dá)81%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，A5/1加密算法確實(shí)非常的脆弱，因此GSM應(yīng)該立即停止使用這種加密算法。”

以上就是腳本之家小編為大家講解的普通硬件就能破解GSM A5加密算法，需要的用戶快來(lái)看看吧，想了解更多精彩教程請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注腳本之家網(wǎng)站！

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