TimingAngriffe

TimingAngriffe, oft auch Timing-Angriffe genannt, sind eine Form von Seitenkanalangriffen, bei der Angreifer Informationen über geheime Daten aus der Laufzeit eines Algorithmus ableiten. Typischerweise beruhen sie darauf, dass die Ausführungszeit oder der Ressourcenverbrauch einer Operation von bits des geheimen Schlüssels abhängt.

Funktionsweise: Angreifer misst wiederholte Laufzeiten und analysiert sie statistisch, um Muster zu erkennen. Unterschiede ergeben sich durch datenabhängige Verzweigungen, Speicherzugriffe, Cache-Treffer oder andere ressourcenabhängige Effekte. Auch bei entfernten Systemen können kleine, wiederkehrende Timing-Unterschiede in Antworten genutzt werden, wenn Angreifer präzise Messungen durchführen kann.

Typische Angriffsziele: RSA-Modullexponentiation (z. B. bei square-and-multiply), DSA- oder ECDSA-Signaturen, Verschlüsselungsverfahren, deren Implementierung zeitliche Unterschiede auf Basis geheimer Schlüsselbits zeigt. Schwachstellen entstehen oft in Optimierungen wie CRT-Beschleunigung oder in Bibliotheken, die nicht konsequent konstantzeittauglich implementiert sind.

Gegenmaßnahmen: Zentrale Abhilfe ist konstante Zeit (constant time) ohne datenabhängige Verzweigungen oder Speicherzugriffe. Weitere Ansätze sind Blinding und Masking, zufällige Verzögerungen, sorgfältige Implementierungen kryptografischer Routinen, sowie regelmäßige Side-Channel-Tests und Audits. Auf Hardware-Ebene können Speicherschutz, sichere Mikroarchitektur und spezialisierte Bibliotheken helfen, Timing-Lecks zu minimieren.

Historie und Bedeutung: Der grundlegende Nachweis von TimingAngriffen ging auf Arbeiten von Paul Kocher Mitte der 1990er Jahre zurück und zeigte weltweit, dass Schlüssel aus der Laufzeit abgelesen werden können. Seitdem sind TimingAngriffe ein zentrales Thema bei der sicheren Gestaltung von kryptografischer Software, Bibliotheken und eingebetteten Systemen.

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