Trojanersichere Fenster: Verschlüsselung und Entschlüsselung

Transkript

1 Trojanersichere Fenster: Verschlüsselung und Entschlüsselung Rada Kancheva Betreuer: Dr. B. Borchert Prof. K. Reinhardt 1

2 Inhalt Motivation Grundlagen Das Trojanersichere-Fenster-Verfahren X Virtual Screenshot Proxy (XVSP) Ziel der Arbeit Die Verschlüsselung Die Entschlüsselung Analyse Fazit 2

3 Motivation Die Nutzung verschiedener Internet-Dienste erfordert einen Account als Zugangsberechtigung Internet-Telephonie Online-Shopping Online-Banking Gefahren durch Trojanerviren Benutzerdaten ablauschen Benutzerangaben fälschen 3

4 Das Trojanersichere-Fenster-Verfahren Das Prinzip Benutzer fordert Seite an Server sendet nur verschlüsselte Bilddaten Entschlüsselung durch ein Gerät zwischen Grafikkarte und Monitor realisiert 4

5 Das Trojanersichere-Fenster-Verfahren 5

6 Das Trojanersichere-Fenster-Verfahren Die Sicherheit Ablauschen oder Manipulation von Informationen ist nicht möglich Daten werden nur vom externen Gerät zu Monitor entschlüsselt übertragen Verwendungsmöglichkeiten Schutz von besonders sensiblen gesundheitsbezogene Daten: Patientenakten, Röntgenbilder Sichere Übermittlung von Daten, welche von außerhalb eines internen Netzes abgerufen und verarbeitet werden können 6

7 X Virtual Screenshot Proxy (XVSP) Das Prinzip Bei Aufruf einer Seite wird ein Screenshot dieser Seite erzeugt und zum Client versendet Die betätigte Mausklicks auf dieses Bild werden an Server übermittelt und ausgeführt Texteingaben werden mittels einer On-Screen-Tastatur durchgeführt 7

8 X Virtual Screenshot Proxy (XVSP) 8

9 Ziel der Arbeit Die Entwicklung einer Software zur: Verschlüsselung von PNG-Bilder auf Serverseite Entschlüsselung eines PNG-Screenshots auf Clientseite 9

10 Die Verschlüsselung Implementierung: XAMPP Softwarepaket, welches sowohl der Apache Webserver, als auch die MySQL Datenbanksystem und die Programmiersprachen PHP und Perl enthält Bibliothek zur Grafikbearbeitung : GD Verschlüsselungsfunktionen von den Bibliotheken MCRYPT (AES) und OPENSSL (RSA) 10

11 Die Verschlüsselung Ablauf: Zufallsbild mit entsprechenden Größe erzeugen Zufallsbild mit Originalbild mittels XOR verknüpfen Verwaltungsinformationen hinzufügen Verwaltungs- Information XOR ADD PNG (verschlüsselt) Zufallsbild Screenshot 11

12 Die Verschlüsselung Zufallsbild erzeugen Wiederholte Verschlüsselung von gleiche Startwert (seed) und Schlüssel (key) auf beide Seiten sorgen für identische Bilder Advanced Encryption Standard sorgt für absolut zufällige Resultate Drei Mal so viele Zeichen nötig wie Pixel des Originalbildes, da der Farbwert eines Pixels durch den Rot-, Grün- und Blauanteil charakterisiert wird 12

13 Die Verschlüsselung Schritt 1: Erschaffung einer Zeichenkette, die eine Zeile/Linie des Zufallbildes repräsentieren wird 13

14 Die Verschlüsselung Schritt 2: Erschaffung von mehrere Zeichenketten, die weiteren Zeilen/Linien des Zufallsbildes repräsentieren 14

15 Die Verschlüsselung Schritt 3: Umwandlung der gewonnene Zeichenketten in Pixelfolgen mittels ASCII und der RGB-Farbraum Zeichenkette 12 Zeichen => 4 Pixel Th5 => ASCII-Wert T=84, h=104, 5=53 => rgb(84, 104, 53) O/K => ASCII-Wert O=79, /=47, K=75 => rgb(79, 47, 75) 3S# => ASCII-Wert 3=51, S=83, #=35 => rgb(51, 83, => (=40 => rgb(64, 44, 40) 15

16 Die Verschlüsselung XOR Verknüpfung der Zufallsbild und Originalbild 16

17 Die Verschlüsselung Verwaltungsinformationen hinzufügen in drei Zeilen Zeile 1: Informationen, die sich auf das zu verschlüsselnde Bild beziehen Information Die Markierung securewindow Größe des verschlüsselten Bereich Größe des Originalbildes Position des Mauszeigers SessionID Name der Server bzw. URL Accountnameder Benutzer Verschlüsselungsverfahren Andere eventuell nötige Daten Pixelanzahl n Pixelnummer n 17

18 Verwaltungsinformationen hinzufügen in drei Zeilen Zeile 2: Enthält die Komponenten, welche für die Erzeugung des Zufallsbildes benötigt werden und mittels RSA kodiert werden Zeile 3: Für weitere Parameter, die je nach Anwendung eventuell noch hinzukommen können 18

19 Die Verschlüsselung 19

20 Die Verschlüsselung 20

21 Die Entschlüsselung Implementierung In C Bibliotheken zur Grafikbearbeitung : GD und GTK Verschlüsselungsfunktionen von der Bibliothek MCRYPT (AES) und Entschlüsselungsfunktionen von der Bibliothek OPENSSL (RSA) 21

22 Die Entschlüsselung Ablauf Screenshot des gesamten Bildschirms erstellen und kodierte bereich suchen Größe des zu entschlüsselnden Bild und Startwert und Schlüssel ermitteln Zufallsbild erzeugen Verschlüsselte Bild und Zufallsbild XOR verknüpfen Originalbild an bestimmte Position in Screenshot positionieren 22

23 Die Entschlüsselung 23

24 Analyse Performance entscheidend Hängt mit der Erstellung des Zufallsbildes eng zusammen Größe des Originalbildes dabei maßgebend Größe des Bildschirmes bzw. der Bildschirmauflösung bedeutend 24

25 Analyse Statistik der gängigen Bildschirmauflösungen im Januar ~Unternehmen/ News-PermaLink:tM.F04!sM.NI41!Article asp 25

26 Analyse 26

27 Analyse Laufzeit für die Erstellung eines Zufallsbildes x x x x x x x x700 Auflösung in Pixel PHP C Laufzeit in s 618x310

28 Fazit Funktionierende Software zur Ver- und Entschlüsselung eines Bereiches als Teil des Trojanersicheren-Fenster-Verfahrens Vorgegebenes PNG-Bild auf Serverseite mittels AES und XOR kodieren Verwaltungsinformationen sicher übermitteln Teil eines Bildschirmscreenshots auf Clientseite dekodieren 28

29 Demonstration! 29

30 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 30