Romper la criptografía haciendo trampas.

Los criptoanalistas rara vez admiten que necesitan ayuda. Hay una feroz independencia innata que caracteriza el negocio. Sin embargo, no siempre tienen éxito a través del criptoanálisis clásico. Se sabe que han llegado a hacer trampas. Y no son siempre honestos sobre esto a veces incluso mienten acerca de sus trampas.

El párrafo anterior es la traducción literal del inicio de un articulo desclasificado, titulado “The Sting - Enabling Codebreaking in the Twentieth Century” publicado originalmente en Cryptologic Quaterly una revista interna de la NSA.

Cuando se habla de seguridad de comunicaciones uno piensa automáticamente en criptografía y si se trata de romper esta criptografía vienen a la mente los dos ataques básicos, la fuerza bruta y el criptoanalis. El primero consiste en la comprobación exhaustiva de todas las posibles claves mediante el uso de la potencia pura de computación, mientras que el segundo supone la búsqueda de debilidades en los algoritmos criptográficos, o en la forman en la que se implementan, que permitan finalmente descifrar el contenido de las comunicaciones.

Sin embargo y tal como advertía el artículo de Cryptologic Quarterly no siempre es posible utilizar algunas de estas vías, puede darse el caso de un algoritmo del que no se conozcan debilidades y que implementado correctamente no puede ser atacado mediante criptoanálisis. Y aunque siempre queda la fuerza bruta en muchas ocasiones el recorrer el espacio de claves posibles se mide en cientos o en miles de años, y no es extraño el caso en la que la resistencia de un algoritmo se considera tal que el tiempo requerido para su cracking supera al tiempo que los astrofísicos suponen que le queda de vida a nuestro universo, al menos usando los ordenadores actuales.

Por tanto hay ocasiones en las que aquellos que deben romper la criptografía deben hacer trampas. Muchas veces esas trampas, a las que se refiere el artículo de la NSA consisten en obtener atajos para descifrar las comunicaciones, con artimañas poco honorables como robar, extorsionar o sobornar. La típica operación de servicio de inteligencia que recluta al encargado de cifra empleado en la sala de comunicaciones de la embajada de turno, para que directamente proporcione las claves utilizadas. Aunque otra opción es capturar un equipo de cifrado del enemigo o material de clave, aunque sea anticuado, para acelerar el proceso de criptoanálisis clásico.

No obstante existe otra forma bastante más elegante de hacer trampas, y consiste en usar argucias para que el enemigo deje voluntariamente de usar la criptografía y pase a comunicarse en texto plano o en claro. ¿Misión imposible?

En el mundo de internet estamos acostumbrados a que la criptografía desde el punto de vista del usuario sea prácticamente transparente y no tenga apenas ninguna penalización. Pero no siempre es así. Los sistemas de cifrado acrecientan la complejidad en los sistemas de comunicación, aumentan los puntos de fallo. Especialmente cuando se trata de comunicaciones por radio pueden darse casos en los que la criptografía provoca errores que hacen imposibles la comunicación, las claves criptográficas pueden estar incorrectamente configuradas, por ejemplo por un error de transcripción. También puede ocurrir que los sistemas de cifrado necesiten de una sincronización previa a la comunicación y esta falle, algo bastante común en los sistemas de secrafonia analógica usados para hacer ininteligible la voz en la comunicación por radio, en los primitivos sistemas de cifrado que se basaban en algoritmos de flujo , o en los sistemas de salto de frecuencia que dependen de una cuidadosa sincronización con un tiempo de referencia compartido de alta exactitud.

Un ataque contra estos sistemas consiste en interrumpir selectivamente las comunicaciones del contrario cuando estas son cifradas (por ejemplo mediante perturbadores de frecuencia) y en cambio no realizar ninguna acción cuando el enemigo intenta comunicarse en claro. Así el ingenuo operador de radio entiende que el fallo de comunicación es debido a algún problema de malfuncionamiento del equipo y desactiva el cifrado moviendo el conmutador correspondiente a la posición PLAIN. Entonces todo funciona con normalidad y ante la necesidad de comunicarse continua emitiendo en voz o texto plano.

Este tipo de ataque no es exclusivo de la guerra electrónica en mitad de una batalla, si no que recientemente se han publicado en el ámbito de la seguridad informática diversos ataques y las herramientas asociadas que hacen uso de esta técnica.

En la última edición de Usenix celebrada hace escasos días un grupo de investigadores de seguridad, entre los que se incluyen algunos nombres bastante conocidos como los de Matt Blaze o Travis Goodspeed, presento "Why (Special Agent) Johnny (Still) Can’t Encrypt:

A Security Analysis of the APCO Project 25 Two-Way Radio System". Se trata de un estudio de vulnerabilidades en el sistema de radio APCO 25, el utilizado habitualmente por la emisoras y walky-talkies de policías y organismos de seguridad en EEUU. La investigación incluía entre otras posibles vulnerabilidades una demostración de un interferidor inteligente basado en un transmisor de juguete, que se vende por unos pocos dólares, reprogramado. Este aparato una vez modificado no solo es capaz de bloquear la señal, si no que lo hace de forma inteligente, detectado el inicio de las tramas de datos y provocado errores que hacen descartar el frame entero. Una técnica que permite realizar la interferencia bastante eficiente.

Lo interesante es que coincidiendo con el escenario de ataque que planteábamos, también han implementado la capacidad de realizar esta interferencia de forma selectiva, de tal manera que solo interfiera las comunicaciones cifradas y deje pasar las comunicaciones en claro. Lo que permitiría la escucha ya que existen receptores de radio en el mercado capaces de recibir estas comunicaciones digitales cuando no van cifradas, siendo posible mediante el ataque convencer al usuario de la radio de que el problema está en su equipo, y que mágicamente este desaparece si desactiva la opción de cifrado y que entonces puede usar la radio normalmente. Especialmente si el usuario es un policía sometido en ese momento a una situación de estrés como dar respuesta un delito en curso.

Otra herramienta que implementa este tipo de ataque aunque con otro sistema inalámbrico bien distinto es MDK3 , se trata de una suite para la realización de ataques de denegación de servicio sobre redes Wifi, incorporando opciones como Floodeo de beacon frames malformados o de-autenticación automática estaciones . Desde la versión 5 este software añade el que denomina WPA-Downgrade Test , una curiosa funcionalidad por la cual desconecta mediante de-autenticaciones spoofeadas a los usuarios de una red wireless cuando emplean WPA y sin embargo les permite la conexión cuando se emplea el cifrado WEP vulnerable o se desactiva el cifrado dejando la red abierta. Todo ello con la esperanza de que el administrador de la red inexperto piense que eso del WPA "no funciona bien" desistiendo del uso del cifrado y deje la red accesible.

Finalmente y salvando las distancias también se podría incluir en este tipo de ataques algunos man in the middle destinados a eliminar el cifrado de una forma más o menos automática, que a diferencia de la técnica objeto de esta entrada, no se requiere la participación activa del usuario. Dentro de esta categoria estaría la captura de comunicaciones GSM utilizando BTS maliciosas que desactivan el cifrado o el famoso SSLstrip , la herramienta que permite sniffar SSL no rompiendo la criptografía, si no eliminado al propio cifrado de la ecuación.

La próxima vez que se encuentre ante un problema de comunicación entre dispositivos encriptados y este desaparezca incomprensiblemente cuando desactivamos el cifrado lo más probable es que se trate de un simple error de configuración…. o quizá no.

Escenario de ciberterrorismo: Ataques terroristas de Bombay 2.0

El 26 de Noviembre de 2008 extremistas islámicos realizaron un ataque terrorista en la ciudad de Bombay, India. Bombay es la capital comercial y financiera de la India, con una población cercana a 19 millones. Diez hombres armados consiguieron paralizar la ciudad durante 60 horas dejando tras de sí al menos 164 muertos y mas de 300 heridos. En esta entrada veremos como un ataque de estas características puede amplificarse mediante el uso de técnicas de ciberterrorismo para aumentar la letalidad y el aspecto critico de ciertas infraestructuras de comunicaciones durante ataques terroristas.

El grupo que ataco Bombay lo hizo con un plan cuidadosamente estudiado y ensayado, llegaron a la ciudad desde una embarcación cargados con mochilas que contenían fusiles de asalto, granadas de mano, explosivos y alimentos así como GPS y Blackberries (según detalla un informe del NYPD). Su misión era un ataque suicida, disparar indiscriminadamente contra turistas extranjeros y población india en lugares masificados, moverse hasta nuevos objetivos y finalmente cuando se vieran rodeados por la policía hacerles frente luchando hasta su propia muerte. Durante los primeros momentos atacaron un café frecuentado por occidentales, una estación de tren abarrotada o un hospital, para finalmente atrincherarse en los lujosos hoteles Taj Mahal, Trident-Oberoi y un centro social judío.

Solo uno de los terroristas pudo ser capturado con vida, interrogado posteriormente explico que pertenecía a un grupo terrorista islámico, Lashkar-e-Taiba, con base en Pakistan. Entre otros detalles revelo que se habían familiarizado con la zona objetivo mediante información pública como Google Earth, o que durante el ataque habían estado en contacto con un controlador que por teléfono móvil al tiempo que seguía las noticias en directo les indicaba en tiempo real que estrategia seguir.

Este hecho junto con ataques por perturbados mentales armados en EEUU han cambiado la doctrina policial tradicional, donde usualmente la respuesta policial a incidentes terroristas o con criminales profesionales era la de establecer un perímetro de seguridad y esperar a la llegada de los grupos de intervención especial (GEOS, UEI, SWAT, etc.). En este nuevo escenario nos enfrentamos a lo que se llama tiradores activos, individuos cuya intención es producir el máximo número de muertes en zonas densamente ocupadas, cualquier retraso en la respuesta puede suponer un aumento de víctimas mortales. Por ello el entrenamiento actual tiende a que los primeros efectivos en llegar a la zona deben de neutralizar lo más rápidamente posible a los atacantes. En Estados Unidos por ejemplo es cada vez más común que las patrullas policiales de seguridad ciudadana, las que patrullan la calle día a día, cuenten con elementos como armas largas automáticas o protección balística.

Es evidente que en una situación de este tipo tanto el aviso temprano como la coordinación de las fuerzas policiales puede reducir el número de víctimas. Y es aquí donde un grupo terrorista sofisticado podría emplazar cibertacticas para aumentar el poder de su ataque.

En un primer momento el aviso a las fuerzas policiales posiblemente provendría de transeúntes cercanos al lugar que efectuarían llamadas desde sus teléfonos móviles. Los terroristas podrían emplear perturbadores de GSM, bien transportados por ellos mismos o colocados previamente para retrasar lo más posible la llegada de la respuesta policial. De forma similar podrían usar técnicas como las recientemente publicadas por investigadores de seguridad informática han demostrado vulnerabilidades en el sistema GSM que permiten mediante el uso de un teléfono móvil modificado el dejar sin servicio una célula telefónica o incluso la red completa de un operador. Otra posibilidad bastante sencilla desde el punto de vista técnico podría ser el uso de un sistema tipo Dialer, un marcador telefónico automático, para saturar los centros de coordinación de emergencias tipo 112, y evitar la entrada de llamadas en los momentos clave del ataque. Sería el equivalente a un ataque DDoS sobre la red telefónica básica. Un grupo suficientemente avanzado podría incluso comprometer previamente los sistemas CTI (Computer Telephony Integration) y centralitas de los centros de emergencias para deshabilitar o degradar el funcionamiento de estos servicios. En estos dos últimos supuestos los ataques podrían ser llevados a cabo por un equipo de apoyo terrorista, que ni siquiera necesita estar en el mismo país donde se produce el ataque.

Otro punto crítico serian las comunicaciones de radio de los servicios de emergencia, las diversas unidades policiales que lleguen a los lugares de los hechos necesitan coordinarse adecuadamente. Es aquí donde de nuevo los terroristas podrían atacar, así por ejemplo las comunicaciones analógicas por radio, del tipo usado todavía por la mayoría de policías locales en nuestro país, son susceptibles de ser interferidas mediante el uso de equipos de radioaficionado modificados, y que podrían ser automatizados mediante su conexión a ordenadores o microcontroladores para trabajar en modo desatendido. Una mejora considerable son las redes de radio digitales como la española SIRDEE, que cuentan tanto con autenticación como cifrado. Si bien son un avance este tipo de protocolos como TETRA o TETRAPOL no han sufrido una revisión de seguridad abierta por parte de expertos en seguridad, por lo que se desconoce que vulnerabilidades podrían tener. Aunque esto puede cambiar en un futuro próximo, según informo un reconocido experto.

En todos los escenarios anteriores debemos tener presente que el ataque informático o electrónico no tiene por qué tener como objetivo de interrumpir indefinidamente las comunicaciones, en una situación en la que cada minuto cuenta simplemente degradar o producir retrasos en los momentos críticos puede aumentar el número de víctimas civiles. En futuras entradas posiblemente comentaremos de los detalles técnicos de cada supuesto.

En otro orden de cosas, durante algunos eventos catastróficos recientes se ha hecho patente la utilidad de modernos medios de comunicación en tiempo real como Twitter. Si esta tendencia se afianza, tampoco se podría descartar el uso por parte de los terroristas de estos medios como canal de desinformación durante los ataques terroristas, para dividir la reacción por parte de las fuerzas de seguridad o amplificar la cobertura por parte de los medios.

En conclusión, estamos ante un versión terrorista de unos de los puntos que comentaba el reciente informe de ciberguerra de la OCDE, la posibilidad de un uso combinado de ataques tradicionales con ciberataques, sirviendo estos últimos en lo que se conoce en términos militares como un multiplicador de fuerza, una baza que permite que otros elementos aumenten su efectividad. Este escenario también pone de manifestó la importancia de asegurar las infraestructuras criticas de comunicaciones de emergencias, que cada vez tienden más a la digitalización o la integración con las nuevas tecnologías, lo que si bien potencia su operatividad también puede constituir una fuente de nuevas e inesperadas vulnerabilidades.