PRNG fraco

Categoria do OWASP: MASVS-CRYPTO - Criptografia

Visão geral

Um gerador de números pseudoaleatórios (PRNG) é um algoritmo que gera sequências de números previsíveis com base em um valor inicial chamado de semente. Uma sequência de números gerada pelo PRNG tem aproximadamente as mesmas propriedades que uma sequência de números realmente aleatória, mas é mais rápida e menos custosa de criar.

Em outras palavras, os PRNGs têm garantias maiores do que RNGs fracos (por exemplo, java.math.Random) em termos de uniformidade de distribuição de entropia, o que emula sequências de números verdadeiramente aleatórias. A geração de números verdadeiramente aleatórios requer equipamentos especializados e, muitas vezes, está fora do escopo de desenvolvimento normal. Isso documento não aborda a geração de números realmente aleatórios e se concentra apenas em Os PRNGs são a metodologia padrão em uso.

Vulnerabilidades de PRNG fraco ocorrem quando os desenvolvedores usam um PRNG comum para fins criptográficos, em vez de um PRNG criptograficamente seguro (CSPRNG). Os CSPRNGs têm requisitos mais rigorosos e, quando a semente é desconhecida, eles precisam dar para um invasor só uma vantagem insignificante em diferenciar uma saída de uma sequência aleatória real.

Os invasores também podem adivinhar a sequência numérica quando seeds previsíveis, como as fixadas no código pelo desenvolvedor, são usadas para inicializar um PRNG ou CSPRNG, porque o invasor pode adivinhar a seed e, portanto, prever a saída gerada pelo PRNG.

Impacto

Se um PRNG não criptograficamente seguro for usado em um contexto de segurança, como autenticação, o invasor poderá adivinhar os números gerados aleatoriamente e ter acesso a dados ou recursos privilegiados.

Mitigações

Geral

java.security.SecureRandom

Recomendado para usos de segurança. Se a versão do kernel do Linux for 5.17+ ou bloquear a linha de execução é aceitável, aguarde até que haja entropia suficiente acumular antes você gera os números aleatórios (ou seja, usa /dev/random). Para isso, chame getInstanceStrong():

Kotlin

val rand = SecureRandom.getInstanceStrong()

Java

SecureRandom rand = SecureRandom.getInstanceStrong();

Caso contrário, em versões do kernel do Linux anteriores à versão 5.17, quando o bloqueio da linha de execução não pode ocorrer ao gerar números aleatórios, você pode chamar o construtor SecureRandom diretamente:

Kotlin

import java.security.SecureRandom

object generateRandom {
    @JvmStatic
    fun main(args: Array<String>) {
        // Create instance of SecureRandom class
        val rand = SecureRandom()

        // Generate random integers in range 0 to 999
        val rand_int = rand.nextInt(1000)

        // Use rand_int for security & authentication
    }
}

Java

import java.security.SecureRandom;

public class generateRandom {

    public static void main(String args[])
    {
        // Create instance of SecureRandom class
        SecureRandom rand = new SecureRandom();

        // Generate random integers in range 0 to 999
        int rand_int = rand.nextInt(1000);

        // Use rand_int for security & authentication
    }
}

SecureRandom recebe a semente padrão de /dev/urandom e é automaticamente usada quando o objeto é construído ou obtido, portanto, não há necessidade de propagar explicitamente o PRNG. Em geral, não recomendamos o uso determinístico de SecureRandom (especialmente se isso levar à codificação de um valor de seed, que qualquer pessoa que descompilar o app pode encontrar). Os desenvolvedores que querem gerar uma saída pseudoaleatória reproduzível precisam usar primitivos mais apropriados, como HMAC, HKDF e SHAKE.

java.util.Random

Evite para fins de segurança / autenticação; aceitável para qualquer uso outros.

Kotlin

import java.util.Random

object generateRandom {
    @JvmStatic
    fun main(args: Array<String>) {
        // Create instance of SecureRandom class
        val rand = Random()

        // Generate random integers in range 0 to 999
        val rand_int = rand.nextInt(1000)
    }
}

Java

import java.util.Random;

public class generateRandom {

    public static void main(String args[])
    {
        // Create instance of Random class
        Random rand = new Random();

        // Generate random integers in range 0 to 999
        int rand_int = rand.nextInt(1000);
    }
}

Recursos