Es gibt eine Reihe bekannter Angriffsmethoden auf Zertifikate und die damit verbundenen Infrastrukturen, die auf Schwächen im Zertifikatsmanagement, bei der Ausstellung und im Vertrauen basieren. Hier sind einige der wichtigsten Angriffsmethoden:

Welche bekannten Angriffsmethoden gibt es auf Zertifikate?

1. Man-in-the-Middle-Angriff (MITM)

Bei einem Man-in-the-Middle-Angriff fängt der Angreifer den Datenverkehr zwischen zwei Parteien ab und täuscht beiden Seiten vor, dass sie direkt miteinander kommunizieren. Wenn der Angreifer in der Lage ist, ein gefälschtes oder kompromittiertes Zertifikat zu verwenden, kann er sich als legitimer Server ausgeben.
Beispiel: Ein Angreifer nutzt ein kompromittiertes oder gestohlenes Zertifikat, um den Benutzer glauben zu lassen, dass er mit einem vertrauenswürdigen Server kommuniziert, während er tatsächlich mit dem Angreifer verbunden ist.

2. Missbrauch von kompromittierten Zertifizierungsstellen (CA)

Zertifizierungsstellen (CAs) sind zentrale Entitäten, die Zertifikate ausstellen und beglaubigen. Wenn eine CA kompromittiert wird oder böswillig handelt, kann sie gefälschte Zertifikate ausstellen, die von Browsern und Clients als vertrauenswürdig betrachtet werden.
Beispiele:
- DigiNotar (2011): Eine niederländische CA wurde gehackt, was zur Ausstellung falscher Zertifikate führte. Diese wurden für Man-in-the-Middle-Angriffe gegen iranische Nutzer verwendet.
- Comodo (2011): Angreifer kompromittierten einen CA-Reseller und erstellten falsche Zertifikate für prominente Domains wie Google, Yahoo und Skype.
Angriffsziel: Das Ziel ist, sich als legitimer Server auszugeben und Benutzer zu täuschen, indem gefälschte Zertifikate verwendet werden, um vertrauliche Daten abzufangen oder zu manipulieren.

3. Angriffe auf schwache oder unsichere Hash-Algorithmen

Viele ältere Zertifikate verwenden unsichere Hash-Algorithmen wie MD5 oder veraltete Implementierungen von SHA-1, die anfällig für Kollisionen sind. Kollisionen treten auf, wenn zwei unterschiedliche Eingaben denselben Hash-Wert erzeugen, was es Angreifern ermöglicht, ein gefälschtes Zertifikat mit demselben Hash-Wert wie ein legitimes zu erstellen.
Beispiel: In einem berühmten Angriff von 2008 zeigten Forscher, dass sie durch die Kollision von MD5 gefälschte Zertifikate erstellen konnten, die von Browsern als legitim anerkannt wurden.
Sicherheitsmaßnahme: Moderne Zertifikate verwenden stärkere Hash-Algorithmen wie SHA-256, um diese Art von Angriffen zu verhindern.

4. Angriffe auf die Zertifikatsvalidierung (Fake Certificates)

Angreifer können gefälschte Zertifikate erstellen, indem sie Schwächen in der Zertifikatsvalidierung ausnutzen. Beispielsweise könnten sie versuchen, ein Zertifikat mit einem ähnlichen Domainnamen zu erstellen, der dem echten Domainnamen täuschend ähnlich sieht (z.B. ein “Homograph-Angriff”).
Beispiel: Ein Angreifer registriert eine Domain wie “g00gle.com” und erwirbt ein gültiges Zertifikat dafür. Benutzer könnten durch Phishing auf diese Seite geleitet werden und glauben, dass sie sich auf der legitimen Google-Seite befinden, da die Seite ein gültiges Zertifikat besitzt.

5. SSL-Stripping

Bei einem SSL-Stripping-Angriff wandelt der Angreifer eine HTTPS-Verbindung in eine HTTP-Verbindung um, indem er den Browser des Opfers daran hindert, sich mit dem HTTPS-Protokoll zu verbinden. Dies funktioniert, wenn der Benutzer auf eine HTTP-Version einer Website zugreift, und der Angreifer blockiert die Umleitung auf HTTPS.
Beispiel: Wenn ein Benutzer auf “http://example.com” zugreift, leitet der Angreifer den Datenverkehr um und verhindert die Umstellung auf HTTPS, sodass die Kommunikation unverschlüsselt bleibt.

6. Privatschlüssel-Diebstahl

Wenn der private Schlüssel eines Servers gestohlen wird, kann der Angreifer diesen verwenden, um legitime Zertifikate zu imitieren und sich als der Server auszugeben. Angreifer können auch vergangene Sitzungen entschlüsseln, falls kein Forward Secrecy verwendet wurde.
Beispiel: Bei einem Angriff auf den Webhoster GlobalSign im Jahr 2011 konnten Angreifer den privaten Schlüssel der CA kompromittieren und möglicherweise legitime Zertifikate fälschen.

7. Zertifikat-Transparenz-Angriffe

Das Ziel der Zertifikat-Transparenz (Certificate Transparency, CT) ist es, die Ausstellung von Zertifikaten öffentlich und überprüfbar zu machen. Angreifer könnten jedoch versuchen, die Mechanismen der Zertifikat-Transparenz zu umgehen oder unentdeckte Zertifikate zu nutzen, bevor sie in öffentlichen CT-Protokollen auftauchen.
Angriffsszenario: Angreifer könnten mit einer kompromittierten CA Zertifikate ausstellen, die vorübergehend nicht in den CT-Logs auftauchen, was Zeit für Angriffe bietet, bevor die Zertifikate entdeckt werden.

8. Weak Key Attacks (Schwache Schlüssel)

Schwache oder unsichere Schlüsselpaare, wie sie manchmal durch schlechte Zufallszahlengeneratoren entstehen, können zu einer leichten Entschlüsselung durch Angreifer führen. Dies kann auch durch veraltete oder schwache kryptografische Algorithmen (z.B. RSA mit zu kurzen Schlüsseln) verursacht werden.
Beispiel: 2012 wurde festgestellt, dass viele SSL-Zertifikate auf dem Internet unsichere RSA-Schlüssel mit nur 512 Bit Länge verwendeten, was leicht von Angreifern gebrochen werden konnte.

9. Side-Channel-Angriffe

Side-Channel-Angriffe nutzen physische oder verhaltensbasierte Eigenschaften eines Systems aus (z.B. Stromverbrauch, Timing-Informationen), um Rückschlüsse auf den privaten Schlüssel zu ziehen.
Beispiel: Timing-basierte Angriffe auf SSL/TLS-Implementierungen könnten Angreifern ermöglichen, Informationen über den verwendeten privaten Schlüssel zu gewinnen, indem sie die Zeit messen, die das System zur Verarbeitung verschiedener Anfragen benötigt.

10. Trust-on-First-Use (TOFU)

Dieses Modell wird oft bei SSH verwendet, aber es gibt ähnliche Risiken bei TLS-Zertifikaten. Beim ersten Verbindungsaufbau wird dem Server vertraut, ohne eine CA-Validierung durchzuführen. Ein Angreifer kann bei dieser ersten Verbindung ein falsches Zertifikat präsentieren, das dann vom Client als legitim anerkannt wird.
Angriffsszenario: Ein Angreifer könnte sich bei der ersten Verbindung in die Mitte schalten und ein gefälschtes Zertifikat verwenden, was bei nachfolgenden Verbindungen nicht mehr hinterfragt wird.

Fazit:

Angriffe auf Zertifikate nutzen oft Schwächen in der Infrastruktur, wie kompromittierte Zertifizierungsstellen, unsichere Algorithmen, schwache Schlüssel oder mangelhafte Validierungsverfahren. Um sich gegen diese Bedrohungen zu schützen, ist es wichtig, starke Verschlüsselungsstandards zu verwenden, Zertifikate regelmäßig zu überprüfen und auf moderne Sicherheitsmechanismen wie Certificate Transparency und Forward Secrecy zu setzen.