Schutz auf der Blu-ray Disk:

Transkript

1 DRM / Blu-ray Schutz auf der Blu-ray Disk: Advanced Access Content System (AACS) Verwendet 128 Bit AES Jeder Player hat eine Menge von Schlüsseln, mit denen er Content entschlüsseln kann Wird ein Schlüssel korrumpiert, sollen zukünftige Medien diesen nicht mehr unterstützen Erlaubt das Verfolgen von Kopien durch das Konzept Sequence keys Anhängig vom Schlüssel werden unterschiedliche Teile der Disk entschlüsselt Wird eine entschlüsselte Kopie, z.b. als DivX weitergegeben, kann anhand der Bestandteile auf den verwendeten Schlüssel geschossen werden Managed Copy Konzept Ermöglicht Erstellen von Kopien nach Kontakt zu Server Gedacht für Umgebungen, in denen Kopien ein Recht des Nutzers sind Spezifikation unter 156

2 DRM / Blu-ray Schutz auf der Blue-ray Disk: Advanced Access Content System (AACS) Erfolgreiche Angriffe auf verschiedene Schlüssel Sowohl für einzelne Filme als auch für alle Filme, die zu diesem Zeitpunkt verfügbar waren Ausspähen der Schlüssel von Software-Playern aus dem Speicher WinDVD PowerDVD Revocation der Schlüssel durch Software-Updates Neue Schlüssel bereits eine Woche vor Verkaufsstart der neuen Softwareversionen verfügbar 157

3 DRM / Blu-ray Schutz auf der Blu-ray Disk: BD+ Basiert auf Self-Protecting Digital Content (SPDC) Virtuelle Maschine auf dem Player, die Softwareupdates durchführen kann Integrität von Playern prüfen kann Schlüssel Firmware Inhalte entschlüsseln kann Spezifikationen sind nicht öffentlich Potential: Hersteller können Sicherheitslücken durch Patches nachträglich schließen 158

4 DRM / Blu-ray Schutz auf der Blue-ray Disk: BD+ AnyDVD HD now with BD+ support Film studios that have switched to Blu-ray may have crowed a little too early because the much-praised BD+ copy protection is an ad absurdum affair now, too. With today's release of version of AnyDVD HD it is now also possible to make backup security copies of Blu-ray discs protected with BD+. Richard Doherty of the Envisioneering Group will have to revise his statement from July, 2007 regarding BD+: "BD+, unlike AACS which suffered a partial hack last year, won't likely be breached for 10 years". It is worth mentioning that since he made that statement only eight months have gone by

5 DRM / Blu-ray Schutz auf der Blue-ray Disk: Audiowasserzeichen Cinavia Einbetten von Wasserzeichen in Kinovorführungen und in Tonspuren Wird ein Wasserzeichen aber kein Kopierschutz gefunden, geht man von einer illegalen Kopie aus Stummschalten nach 20 Minuten Alle Geräte, die seit 2012 verkauft wurden, müssen Wasserzeichendetektor unterstützen 160

6 DRM / Blu-ray Angriffe auf Cinavia Entfernen des Wasserzeichens Verursacht oft starken Verlust der Klangqualität Von Disk zu Disk individuelle Anpassung nötig Erfordert Disk-Datenbank Hacken der Abspielsoftware Cinavia Abfrage oder Meldung wird deaktiviert Seit April 2015 angeblich erfolgreiches Entfernen durch SlySoft Immerhin hat sich der Schutz selbst dann mehrere Jahre gehalten Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 161

7 DRM/ CD Kopierschutz CDs basieren auf dem RedBook Standard Kein Kopierschutz vorhanden / definiert Einziges digitales Medium ohne Kopierschutz Bekannte Methoden, die auf herkömmlichen Brennern ein Kopieren einer CD verhindern können Manipulation Table of Contents (TOC) Absichtliches Erzeugen von Fehlern Übergrosse CDs Pausen unter 2 Sekunden Musikstücke die kürzer als 4 Sekunden sind 162

8 DRM/ CD Kopierschutz Wisschenschaftliche Diskussion z.b. in Evaluating New Copy-Prevention Techniques for Audio CDs von John A. Halderman, Princeton University Getestete Schutzmechanismen MediaCloQ Ver 1.0 von SunnComm Cactus Data Shield von Midbar Technologies Key2audio von Sony Kopierschutz verhindert Kopieren mit vielen Programmen Aber: CloneCD (Stand 2002) kopiert erfolgreich alle geschützten CDs Open Source Software kann einfach an Schutzmechanismen angepasst werden, um Schutz zu umgehen 163

9 DRM/ CD Kopierschutz Angriff mit Filzstift Suchen einer etwa zwei Millimeter breiten Trennlinie auf der CD Mit einem Folienstift Trennlinie und Teile des äußeren Tracks abdecken, ohne die letzte Audio-Spur zu berühren Erfolgreich gegen Cactus Data Shield 100/200 Key2Audio 164

10 DRM/ CD Kopierschutz QUELLE: 165

11 DRM/ Sony XCP Security concerns have been raised regarding the use of CDs containing XCP software in computers. These issues have no effect on the use of these discs in conventional, non-computer-based CD and/or DVD players. This content protection technology was provided by a third-party vendor, First4Internet, and was designed to prevent unlimited copying and unauthorized redistribution of the music on the disc. Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 166

12 DRM/ Sony XCP SONY BMG's Reaktionen Stopp der Produktion von CDs mit XCP Entfernen der existierenden CDs aus dem Vertrieb Ersetzen aller CDs im Vertrieb mit nicht geschützten CDs Austausch für Kunden: CD gegen nicht geschützte CD plus mp3 Dateien Bereitstellen einer Software zum Aufheben des XCP- Schleiers Bereitstellen einer Vorgehensweise zum Entfernen von XCP Informieren der Hersteller von Anti-Viren-Software über die Arbeitsweise von XCP 167

13 DRM/ Sony XCP Problems with XCP Security researchers have shown that the XCP technology was designed to have many of the qualities of a "rootkit." It was written with the intent of concealing its presence and operation from the owner of the computer, and once installed, it degrades the performance of the machine, opens new security vulnerabilities, and installs updates through an Internet connection to Sony BMG's servers. The nature of a rootkit makes it extremely difficult to remove, often leaving reformatting the computer's hard drive as the only solution. When Sony BMG offered a program to uninstall the dangerous XCP software, researchers found that the installer itself opened even more security vulnerabilities in users' machines

14 DRM/ SONY XCP Want to cheat in your online game and not get caught? Just buy a Sony BMG copy protected CD. World of Warcraft hackers have confirmed that the hiding capabilities of Sony BMG's content protection software can make tools made for cheating in the online world impossible to detect. The software--deemed a "rootkit" by many security experts--is shipped with tens of thousands of the record company's music titles. Blizzard Entertainment, the maker of World of Warcraft, has created a controversial program that detects cheaters by scanning the processes that are running at the time the game is played. Called the Warden, the anti-cheating program cannot detect any files that are hidden with Sony BMG's content protection, which only requires that the hacker add the prefix "$sys$" to file names. Despite making a patch available on Wednesday to consumers to amend its copy protection software's behavior, Sony BMG and First 4 Internet, the maker of the content protection technology, have both disputed claims that their system could harm the security of a Windows system. Yet, other software makers that rely on the integrity of the operating system are finding that hidden code makes security impossible

15 DRM/ Microsoft Statement "A personal computer is called a personal computer because it's yours," said Andrew Moss, Microsoft's senior director of technical policy. "Anything that runs on that computer, you should have control over." 170

16 DRM/ Sony XCP: Folgen Vielleicht hat Sony aber nur Pech gehabt, indem es beim Hacken seiner Kunden ertappt worden ist. Etliche andere Musikfirmen erproben ähnlich trickreiche Methoden, um ihre CDs vor dem Kopieren oder dem Übertragen auf tragbare Geräte wie ipods zu schützen. Digital Restrictions Management (DRM) ist dafür das Fachwort, und eine Fülle (inkompatibler) Lösungen und Teil-Standards existiert dafür inzwischen. DRM ist längst Bestandteil von Computer- Betriebssytemen wie Windows, so dass Firmen wie Microsoft eine wesentliche Kontrolle über die Mediennutzung ihrer Kunden erhalten. Hardware-Hersteller wie IBM/Lenovo haben begonnen, Sicherheitschips in neue Computer einzubauen, die auch im Dienste des Kopierschutzes verwendet werden können. Besonders übel ist der Umstand, dass die meisten Programme spitzeln sie informieren Sony oder Microsoft, wenn sich jemand eine bestimmte CD anhört. Ein anderes Problem besteht darin, dass viele DRM-Techniken legitime Nutzungen der Musik verbieten, wie etwa das Abspielen auf einem ipod

17 DRM / DVD Protection: Flexplay Disposable CD DVD wird in Vakuum-Verpackung geliefert Nach Öffnen zerstört ein chemischer Prozess die DVD innerhalb von 48 Stunden Spezieller Farbstoff, der mit Sauerstoff reagiert Alternativ auch von SpectraDisc angeboten Kein kommerzieller Erfolg Ablehnung wegen Umweltbelastung 172

18 DRM: DVD-D DVDs mit einer Lebensdauer von 8 Stunden 173

19 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Offener Vorschlag für Standard: Ziele Standardisierte DRM Sprache schaffen Alle notwendigen Sprachelemente beinhalten, die zur Formulierungen von DRM-Vorgängen notwendig sind flexibel und erweiterbar Unterstütze Objekte Bilder, Audio, Video, Software,... Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15

20 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Expression Language XML basierte Definition von Modellen und Funktionen eines DRM Systems Foundation Model Open Digital Rights Language (ODRL) Version: 1.1 Date: Available at: <

21 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Expression Language Permission Model Open Digital Rights Language (ODRL) Version: 1.1 Date: Available at: <

22 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Beispiel für Permission erlaubt Anzeigen Drucken (5-maliges) Annotieren <permission> <display/> <print> <constraint> <count>5</count> </constraint> </print> <annotate/> </permission> Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15

23 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Expression Language Constraint Model Open Digital Rights Language (ODRL) Version: 1.1 Date: Available at: <

24 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Expression Language Requirements Model Open Digital Rights Language (ODRL) Version: 1.1 Date: Available at: <

25 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) ODRL Expression Language Foundation Model Permission Model Constraint Model Requirement Model Condition Model Rights Holder Context Model Offer Model Agreement Model Revoke Model Security Model Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15

26 DRM / Open Digital Rights Language (ODRL) Letztendlich werden hier Nutzungsrechte auf Objekte allgemein definiert Möglichst eindeutig Vergleichsweise intuitiv verständlich Umfassend DRM Systeme sollen diese Beschreibung dann in technische Regeln übersetzen Vorteil: Allgemeine Beschreibung über Systemgrenzen hinweg Teilung von Rechtedefinition und Rechteumsetzung Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15

27 Steganographie 182

28 Steganographie "verdecktes Schreiben Verbergen der geheimen Kommunikation ZIEL: geheime Nachrichten in harmlosen Nachrichten verbergen, so daß ein Angreifer nicht erkennt, daß eine zweite geheime Nachricht präsent ist 183

29 Steganographie/ Vergleich & Einordnung in der Kryptologie Kryptologie Kryptographie Vertraulichkeit Authentizität Integrität Nichtabstreitbarkeit Steganographie Vertraulichkeit 184

30 Steganographie/ Definition Hiding a secret message within a larger one in such a way that others can not discern the presence or contents of the hidden message. For example, a message might be hidden within an image by changing the least significant bits to be the message bits. Chaffing and Winnowing: Confidentiality without Encryption, Ronald L. Rivest, MIT Lab for Computer Science,

31 Steganographie/ Geschichte Ave Maria Kode 1508, Trithemius, Polygraphiae libri sex (1. Buch über Kryptologie), Steganographia um

32 Steganographie/ Begriffe M ist wieder die Message, die geheim zu übermittelnde Nachricht C ist ein Cover, eine Trägerdatei Der Schlüssel k ist die Kenntnis, wie C manipuliert und interpretiert werden muss, um M einzubringen und zu lesen 187

33 Steganographie Schlüsselerzeugung, symmetrisch Stego-Schlüssel Trägerdokument (Cover) Einzubringende Nachricht Einbetten StegoCover Auslesen Ausgelesene Nachricht Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 188

34 Steganographie/ Beispiel Spam Mimic ( 189

35 Steganographie/ Beispiel Spam Mimic ( 190

36 Steganographie/ Beispiel Jeremiah Denton Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 191

37 Steganographie/ Beispiel Jeremiah Denton Morsecode T-O-R-T-U-R-E durch Zwinkern Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 192

38 Steganographie/ LSB-Steganographie Was ist ein LSB? Least significant bit Bit mit der geringsten Bedeutung für die übergeordnete Information Byte: 197 = (2 7, ) zu = 197 zu zu = 197 zu 69 Jeweils wurde ein Bit geändert 193

39 Steganographie/ LSB-Steganographie für Graustufen Bild als Folge von Lichtintensitäten: z.b. 640*480 Pixel mit 256 Farben (8 Bit pro Pixel), Byte 213 (binär ) als LSB:

40 Steganographie/ Microdot Übermitteln von Nachrichten mittels eines verkleinerten Textes in ansonsten unscheinbaren Nachrichten Größe entsprichten ca. 1 mm Einsatz im 2. Weltkrieg verbreitet Heute verwendet zur Markierung von z.b. Autoteilen Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 195

41 Steganographie/ Microdot und im Kino MI3, Paramount Pictures Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 196

42 Steganographie/ Yellow Dots (c) EFForg (c) EFForg (cc) Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 197

43 Steganographie/ Yellow Dots Seriennummer und Datum werden vom Drucken kaum wahrnehmbar als Punktekode auf Ausdrucken versteckt Ziel: Lokalisieren von Bekennerschreiben, Fälschungen, Druckerfirmen: Brother, Canon, Dell, Epson, HP, IBM, Konica Minolta, Kyocera, Lanier, Lexmark, Ricoh, Toshiba and Xerox (nach EFF) (c) EFForg Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 198

44 Steganographie Aus Anklageschrift des FBI von Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 199

45 Steganographie/ F5 Beispiel für steganografisches Verfahren F5 von Andreas Westfeld, TU Dresden [AW1] os.inf.tu-dresden.de/~westfeld/publikationen/f5.pdf [AW2] F5 ein steganographischer Algorithmus - Hohe Kapazität trotz verbesserter Angriffe Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 200

46 Steganographie/ F5 Trägersignal: JPEG-Bild Wandlung Statistik Häufigkeit Koeffizient Illustrationen aus [AW1] Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 201

47 Steganographie/ F5 Einbetten in JPEG-Koeffizienten LSB-Verfahren Positive Koeffizienten werden erniedrigt, negative Koeffizienten werden erhöht 0-Koeffizienten werden übersprungen Illustration aus [AW1] Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 202

48 Steganographie/ F5 Einbetten in JPEG-Koeffizienten Permutation der Blöcke führt zur Verteilung der Nachricht über Bild hinweg Schlüsselabhängig Folge: Keine Häufungen der Änderungen am Anfang des Bildes Original Permutation Einbetten Inverse Permutation Illustration aus [AW1] Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 203

49 Steganographie/ F5 Matrix-Kodierung der Nachricht Einbetten mehrerer Bits mit minimalen Änderungen Herkömliches Einbetten Sequenz 10 Bit Gruppe Markiert Matrix-Einbetten mit zwei Gruppen AB, ebenfalls 10 Bit Parity A: 0 Parity B: 1 Gruppe A B AB Markiert Veränderung von nur einem Bit Parity A: 1 Parity B: 0 Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 204

50 Steganographie/ F5 Matrix-Kodierung der Nachricht Tabelle der Effizienz aus [AW2] Einbetten von k Bits durch Änderung eines von n=2^k-1 Bits Effizienz = Durchschnittlich eingebettete Bits pro verändertes Bit Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 205

51 Steganographie/ F5 Erfolgreicher Angriff Ziel bei Steganographie: Nachweis einer Nachricht nicht Zerstören oder Auslesen der Nachricht Steganalysis of JPEG Images: Breaking the F5 Algorithm Jessica Fridrich, Miroslav Goljan, Dorin Hogea Prinzip: Erkennen von Unregelmäßigkeiten im Histogramm Originalhistogramm möglichst gut abschätzen Durch Errechnen des Histogramms von einer um vier Spalten verschobenen Kopie Mit vorliegendem Histogramm vergleichen Bei großen Unterschieden auf Einbettung schließen Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 206

52 Steganographie/ F5 Grafik aus Multimedia Sicherheit, Martin Steinebach Vorlesung TUD SS15 207

53 Steganographie/ Wie sicher ist Steganographie? Was meinen wir jetzt mit sicher? Vertraulich: Ja, wenn man Geheimnis des Auslesens nicht kennt Authentizität: Symmetrisch Geheimnis gleicht einem Schlüssel Integrität?

54 Steganographie/ Wie sicher ist Steganographie? Steganographie ermöglicht eine vertrauliche und unverdächtige Kommunikation. Steganographie kann durch automatisches leichtes Stören von C oft unterbinden Steganographie hat das gleiche Problem wie die Symmetrische Verschlüsslung Der naive Schlüsselraum ist sehr begrenzt 209

55 Steganographie/ Wie sicher ist Steganographie? Der naive Schlüsselraum ist sehr begrenzt Wenn es nur um das Geheimnis, wie Informationen eingebettet wird, geht Erweiterung: Verknüpfung mit Kryptogaphie M wird verschlüsselt Nicht jeder möglicher Punkt wird genutzt, sondern nur die pseudozufällig gezogenen

56 Steganographie/ Wie sicher ist Steganographie? Was kann gegen die einfache Störung / das einfache Entfernen unternommen werden? Redundanz Fehlerkorrigierende Codes Stärkere Änderung des Originals Höhere Bitwerte (Im LSB-Beispiel) Dadurch erzeugen wir ROBUSTHEIT 211

57 Steganographie/ Überleitung Wasserzeichen Herausforderung Mediensicherheit: Urheberschutz Macht hier Steganographie Sinn? Ja, wenn man zum Beweis der Urheberschaft einen Schlüssel zückt und mit ihm eine Information aus dem Medium extrahiert Aber: K muss sicher sein M muss schwer aus C entfernbar sein 212

58 Digitale Wasserzeichen/ Einordnung Wasserzeichenverfahren Schutz durch Integration von Informationen direkt in das Datenmaterial selbst Anwendung von steganographischen Techniken (geheime Nachrichten sozusagen unsichtbar machen) Für Bild, Video, Audio, 3D Kryptologie Kryptographie Data Hiding Vertraulichkeit Authentizität Integrität Nichtabstreitbarkeit Steganographie Vertraulichkeit Digitale Wasserzeichen Authentizität Integrität 213

59 Digitale Wasserzeichen/ Definition und Terminologie Digitales Wasserzeichen: transparentes, nicht wahrnehmbares Muster (Signal) Muster/Signal repräsentiert die eingebrachte Information, meist Zufalls- Rauschsignal (pseudo-noise signal) Präsenzwasserzeichen oder Codierung von Informationsbits besteht in Analogie zur Steganographie aus: Einbettungsprozeß E: Watermark Embedding CW=E(C, W, K) Abfrageprozeß/Ausleseprozeß R: Watermark Retrieval W=R(CW, K)» K=Key (Schlüssel)» W=Watermark (eingebrachte Information)» C=Cover (Trägersignal)» CW= watermarked Cover ( markiertes Trägersignal) 214

60 Digitale Wasserzeichen/ Klassifizierung: Anwendungsgebiet Verfahren zur Urheberidentifizierung (Authentifizierung): Copyright Watermarks Verfahren zur Kundenidentifizierung (Authentifizierung): Fingerprint Watermarks Verfahren zur Annotation des Datenmaterials: Caption Watermarks Verfahren zur Durchsetzung des Kopierschutzes oder Übertragungskontrolle: Copy Control Watermarks oder Broadcast Watermarks Verfahren zum Nachweis der Unversehrtheit (Integritätsnachweis): Integrity Watermark/ Verfication Watermarks 215

61 Digitale Wasserzeichen/ Klassifikation nach Eigenschaften Robustheit (robuste und fragile) Security (gezielte Angriffe, Invertierbarkeit) Detektierbarkeit (verdeckte Kommunikation) Wahrnehmbarkeit (Transparenz) Komplexität (blinde/nicht blinde) Kapazität (ein oder mehrere Info-Bits) Geheime/Öffentliche Verifikation (privat, public) Invertierbarkeit Konkurrenz der Parameter 216

62 Digitale Wasserzeichen/ Abgrenzung: Sichtbare Wasserzeichen deutlich sichtbares Symbol im Bild Fernsehrsender: Logo in oberen Ecke Bilddatenbanken + 217