based banking cards

Attacks on chip

based banking cards

Tartalom

• Smart card – mágnescsíkos kártyák

• EMV szabvány

• Yes-card I.

• Yes-card II.

• Relay attack

• Pre-play attack

Smart card

• Kis méretű plasztik kártya integrált áramkörrel

• Több funkciót elláthat: azonosítás, autentikálás, adattárolás, alkalmazások futtatátása, stb.

• Contact/contactless (hybrid)

• 8-pines chip: GND, VCC, RST, CLK, I/O(, VPP)

• Az élet minden területén (bank- és hitelkártyák, SIM kártyák, tokenek, stb.)

EMV – Europay, Mastercard, Visa

• IC kártyákra, illetve azokat elfogadó terminálokra, ATM-ekre vonatkozó szabvány

• Európában kb. 10 évvel ezelőtt kezdett elterjedni, az USA- ban még mindig a mágnescsíkos kártyák uralkodnak

• Chip & PIN

• Fokozott biztonság mind online, mind offline tranzakciók lebonyolításakor

• Kriptográfiai algoritmusokkal támogatott (DES, 3DES, RSA, SHA)

• Liability shift: a bank átruházhatja a felelősséget a kártyatulajdonosra

EMV parancsok

• application block

• application unblock

• card block

• external authenticate (7816-4)

• generate application cryptogram

• get data (7816-4)

• get processing options

• internal authenticate (7816-4)

• PIN change / unblock

• read record (7816-4)

• select (7816-4)

• verify (7816-4)

Kártyahasználat I.

1. Application selection (AID – gyártó-/alkalmazásspecifikus) 2. Initiate application processing (application interchange

profile, application file locator)

3. Read application data (BER TLV formátumú rekordok) 4. Processing restrictions (verziószám, használati

megkötések, érvényesságTerminal Verification Results) 5. Offline data authentication (aszimmetrikus kulcsú

kriptográfia, statikus/dinamikus)

6. Cardholder verification (method (results))

Kártyahasználat II.

7. Terminal risk management (online/offline autentikáció) 8. Terminal action analysis (offline elfogadás, hitelesítésre

küldés, offline elutasítás)

9. First card action analysis (a kártya a kapott tranzakcióra visszaad kriptogramot)

10. Online transaction authorisation (a kártya aláírja a tranzakciót, és ezt a bank ellenőrzi)

11. Second card action analysis 12. Issuer script processing

Online tranzakció use-case

Yes-card I.

• Az autentikálás során a kártya különböző adatokat küld a terminálnak, és ezeknek egy részhalmazára a bank generál egy aláírást

• Az aláírás előre kiszámolt, állandó: static data authentication

• Az aláírás lehallgatható, visszajátszható

• Készíthető egy klónkártya, ami minden beadott PIN kódra igennel válaszol

• Csak offline tranzakcióknál működik, ahol a bank nem ellenőrzi a tranzakcióra számolt MAC-et

Static Data Authentication

Védekezés I.

• Megoldás lenne az online kommunikációra váltás, de ez nem mindig kivitelezhető

• Az aláírás fejlesztése: legyen dinamikus (dynamic data authentication)

• A kártya rendelkezik egy publikus/privát kulcspárral

Dynamic Data Authentication

Wedge attack

Védekezés II.

Yes-card II.

• Az elsőt szokták yes-cardként emlegetni, de itt is a PIN ellenőrzés bukik el

• Online tranzakciókra is működő támadás

• Hasonlóan az előző „wedge attackhez” itt is elfogjuk a beütött (és random) PIN kódot

• A terminálnak PIN OK üzenetet küldünk

• Akkor működik, ha a kártya engedi a CVM választásnál a fallbacket

• Lopott kártya kell hozzá, a klón nem elég – nem tud a tranzakcióra aláírást generálni

Wedge attack

Az EMV hibái

Ha nincs fallback

• Offline esetben előfordulhat, hogy a kártya nem enged meg más autentikálási módot, ezért vagy elutasítja a tranzakciót, vagy megpróbál online autentikálni

• „Szerencsére” a kriptogram üzenetekben a típus mező állítható

• A MAC nyilván elbukik, de offline esetben ez csak utólag derül ki

Demonstráció

Relay attack I.

• Az autentikálás során a terminál challenge-response

üzenetekkel hitelesíti a kártyát (egy nonce, amit a kártya a privát kulcsával aláír)

• Egy A helyen lévő áldozat kártyájára át lehet irányítani egy B helyen lévő terminál kihívását, aztán a választ vissza – és az egész kommunikációt

• Ehhez kell egy módosított terminál is, de a vevő nem tudja ellenőrizni, hogy:

• A jó összeget mutatja

• Titokban tartja a PIN kódot

• Milyen tranzakciót hajt végre igazából

• Jóformán semmit, a terminálban vakon megbízunk

Relay attack II.

Relay attack III.

• A támadás nem az adatok lehallgatásán, módosításán

alapul, hanem az adatfolyamok elterelésén  gyakorlatilag mindegy, hogy milyen módon autentikálja magát a kártya, vagy hogy offline/online a tranzakció

• Viszont precíz időzítést igényel a támadóktól

• Alice-nek előbb be kell helyeznie a kártyát, mint Carolnak

• Carolnak előbb tudnia kell a PIN kódot, mint hogy kérik tőle

• Alice nem szakíthatja meg idő előtt a tranzakciót

Védekezés

• Az egész nem működne, ha a terminálok tökéletesen védettek lennének – és bár megkapják az igazolást, nem azok

• Az időzítés is felhasználható – az emberi faktor miatt

mindenképpen nagyobb késleltetés lép fel a normálisnál, ezért időzítési korlátokkal észlelhető a támadás

• Figyelni kell!

Pre-play attack

• A való életben vannak programozók, akik alulértékelik az RNG jelentőségét

• Nonce: EMV Unpredictable number (32 bit)

• A kártyában Application Transaction Counter – folyamatosan növekszik, visszajátszás ellen véd

• Az ATC nem timestamp, frissességet nem biztosít

Kivitelezés

• Meg kell találni a gyenge ATM-eket

• Meg kell fejteni az RNG működését

• Egy módosított terminállal le kell generáltatni jövőbeli tranzakciókra vonatkozó (nonce, ARQC, TC) hármasokat

• Jó időzítés

PED vulnerabilities

• A kártya és a terminál közötti kommunikáció nem titkosított

• A kártya adatainak és a PIN kód elfogásával klónkártya hozható létre (mágnescsíkos)

• A terminált elvileg nem lehet módosítani

• Gyakorlatban az elvárások (elég egyet teljesíteni

• A módosítás legalább 25000$-t igényeljen

• Egy PIN lehallgató becsempészése

• Legalább 25000$-t igényelken

• Több, mint 10 óráig tartson

• Vagy alapból észrevehető legyen

Shim-in-the-middle

Védekezés

• Titkosított PIN kód

• A CVM listában jelzi a kártya, hogy képes erre, de a CVM lista is módosítható

• Aláírt CVM

• Szigorítani az engedélyeket

Mágneses kártyák

• A mágnescsík sok védelmet nem ad

• Egyszerűen olvasható és reprodukálható

• MagnePrint