九兆次演算實現碰撞!Google攻破了最重要的加密技術
九兆次演算實現碰撞!Google攻破了最重要的加密技術
2017.02.24 | Google

Google的研究人員剛剛創造了電腦加密學在2017年的第一個里程碑:他們攻破了SHA-1安全加密演算法。

圖/ PingWest

實驗的關鍵研究者是來自荷蘭CWI研究機構的馬克·史帝文斯 (Marc Stevens),他在哈希演算法方面發布過大量優秀的研究成果。從2013年開始在學界展現出攻克SHA-1演算法的決心,之後陸續發布了一系列新成果和改進方法。透過和Google進行合作,他獲得了實現本次攻破的關鍵資源:強大的運算能力。

這件事相當重要,令人激動。原因還要從SHA-1到底是個什麼東西說起。

SHA-1(全稱Secure Hash Algorithm-1)是一種安全加密演算法,最主要的用途是數位簽名。

舉個例子:你肯定在電腦上下載過軟體吧?是否記得,文件的上傳者曾提醒過你,在下載後要校驗文件?有沒有見過類似下圖中的文字?

圖/ PingWest

這是因為,使用SHA-1、MD5這樣的哈希演算法,對文本文檔、表格、音樂mp3、PDF、可執行文件或其他任何文件等進行運算,都會得出像上圖中這樣的字段(哈希值)。在過去只要文件不同,對應的哈希值都絕對不一樣,就像是給每個文件都加上了數位的簽名。

而SHA-1哈希值應該是40個英/數字:比如上面這張圖片對應的SHA-1值是:

1E2FF30C5FD327C438F76C3ACBE97AAFB9AEDF7E

對於下載者來說,原文件的哈希值很重要:當你下載了一個軟體,用文件校驗工具查看它的SHA-1/MD5值,如果和原文件的不一樣,你就得小心了,因為文件顯然被修改過了,而裡面可能包含了病毒或其他惡意程式碼。

文件哈希值校驗實例。
圖/ PingWest

SHA-1和MD5是世界上最為常用的文件校驗加密演算法,過去一直被認為是比較安全和可靠的演算法——直到今天。

Google和CWI一起研究出了一種方法,能夠讓兩個不同的文件採用SHA-1演算之後,呈現出完全一致的哈希值。

 

圖/ PingWest

 

這次攻破被命名為SHAttered attack。研究者提供了兩張內容截然不同,在顏色上存在明顯差異,但SHA-1哈希值卻完全相同的PDF文件作為證明:

圖/ PingWest

在部落格中,研究者寫道:

哈希碰撞(hash collision,即兩個不同文件哈希值一致,也有譯作哈希衝突)本來不應該發生。但實際上,當哈希演算法存在漏洞時,一個有足夠實力的攻擊者能夠製造出碰撞。進而,攻擊者可以用去攻擊那些依靠哈希值來校驗文件的系統,植入錯誤的文件造成惡果。舉個例子,兩份條款完全不同的保單。

本次Google對其進行攻破花費了巨量的算力:總計 9,223,372,036,854,775,808——超過9 兆(億億)次演算。

破解分為兩個階段,分別需要一個CPU進行6,500年,和一個GPU進行110年的運算才可以完成。這是因為研究者採用了自行研發的Shattered破解方法,其效率遠勝於使用暴力破解。而且Google雲端平台提供的大規模運算技術,顯著減輕了負擔。

圖/ PingWest

這也是為什麼必須「有足夠實力的攻擊者」才能攻破……

 

需要恐慌嗎?

2012年安全技術專家布魯斯·施奈爾曾經估計,完成一次SHA-1碰撞在2012年需要耗費277萬美元,到2015年則降到70萬美元,2021年只需要4.3萬美元。他還暗示,到2018年就會有犯罪集團具備偽造SHA-1簽名證書的能力。

但至少目前,人們並不需要恐慌。首先就事件本身而言,普通網友不需要擔心有人會用它做壞事,因為Google漏洞披露政策規定,本次SHAttered attack的研究者需要等待90天才能發布原始程式碼。就算掌握了程式碼,至少也得有Google這種水平的大規模運算能力……

另外,研究者上線了一個網站shattered.io,網友可以上去了解更多技術細節,還可以上傳自己的文件,測試自己的文件是否安全。

圖/ PingWest

作為一種老舊的哈希演算法,SHA-1正在被其後來者,比如SHA-2和SHA-3新演算法以及它們的各種變體所取代。三大瀏覽器Chrome、微軟Edge/IE和火狐瀏覽器都決定棄用SHA-1。

Google早在2014年就未雨綢繆,宣布了逐漸放棄SHA-1的決定。去年開始,Google的Chrome瀏覽器已經不再支援SHA-1證書,會將其標記為不安全。當證書過期之後,瀏覽器將無法訪問這些網站。Google方面也推薦IT人士採用SHA-256等更安全的演算法。所以今天的實驗結果宣布,也算是給SHA-1補上遲來的一刀了⋯⋯

圖/ PingWest

微軟Edge瀏覽器團隊此前在其部落格中表示,將於2017年中開始棄用SHA-1。但據《富比士》網路版報導,另一位安全專家凱文·貝爾蒙特則在Twitter上指出,棄用SHA-1的Windows安全更新本應該在2月早些時候推送,但仍處於延期發布的狀態。

去年10月,火狐瀏覽器的開發商Mozilla也宣布了同樣的決定。

圖/ PingWest

最後再送上:一張圖看懂SHAttered attack(Google官方製作)

圖/ PingWest

本文授權轉載自:PingWest

關鍵字: #演算法
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不只給場域、更助攻海外!桃園如何助思納捷做大智慧能源管理版圖?
不只給場域、更助攻海外!桃園如何助思納捷做大智慧能源管理版圖?

隨著全球淨零轉型浪潮持續推進,企業不僅要許下減碳承諾,更得拿出可以被量測、驗證的實際成果,這也驅使企業加速導入智慧能源管理系統。早在 2017 年便投入此領域的思納捷,從桃園出發,透過工業園區與公共建築等在地場域的部署經驗,持續打磨技術與解決方案,隨後更在桃園市政府青年事務局「桃園天際線加速器」協助下,逐步將市場版圖延伸至海外。如今,思納捷全球累積超過 1,000 個應用實績,不僅成功將台灣智慧能源解方推向海外,更成為全球企業推動綠色轉型不可或缺的關鍵夥伴。

從桃園場域開始淬鍊:思納捷把「失敗經驗」變成難以複製的競爭力

思納捷總經理莊棨椉原先在資策會從事能源與物聯網相關研究,當時,他從歐美市場發展看見智慧能源管理的趨勢,於是,團隊從資策會獨立出來、成立思納捷,將過去累積的研發能量帶向市場。而技術落地第一站,就是從工業聚落密集的桃園開始,思納捷運用 IoT 技術管理工業園區的路燈、空氣品質、排水與交通等公共設施與環境,也進一步走進園區工廠,協助企業掌握與管理用電。

然而,從研究機構走向市場後,莊棨椉很快發現,「做得出來」與「真的能用」之間,還隔著一段不小的距離。許多從技術角度來看完全可行的做法,在進入真實場域後,反而出現各種從未想過的問題。

舉例來說,在幼獅工業園區部署智慧路燈時,思納捷原本採用 Mesh Wi-Fi 網狀網路,讓路燈彼此串聯、逐站傳遞訊號,沒想到實際上線後,路樹上的枝葉竟然擋住了訊號,造成通訊不穩定。為此,團隊重新調整架構,採用 NB-IoT 方式,讓每支路燈直接透過電信網路傳輸資料,降低環境遮蔽物對通訊的影響。

類似的「踩坑」經驗也發生在澎湖馬公港。思納捷與合作夥伴共同佈建智慧路燈,採用 PLC 電力線通訊技術,明明在實驗室與一般道路測試都沒有問題,到了港區卻完全無法傳輸訊號。團隊一路追查才發現,原來地下線路早已受到鹽害侵蝕,為此重新抽換線材,才讓系統得以正常運作。

串設備、整數據、AI 自主管理:思納捷打造 24 小時能源總管

「每一次踩坑,都讓團隊更清楚不同技術的適用邊界,也讓下一次部署少走一段彎路,」莊棨椉說,思納捷運用近十年來走進不同場域、解決各種意外狀況所累積的實戰經驗,形塑出 3 大產品特色。

第一,是物聯網裝置串接能力。
目前思納捷已能串接超過 1,000 種設備,涵蓋電表、水表、空調、冰水主機等不同類型,支援數量為全台最多。無論企業使用何種廠牌的設備,都能快速介接至思納捷的平台,降低設備整合門檻。

第二,是將數據與場域 Know-how 轉化為管理模組,讓企業可以「隨選即用」。
思納捷將多年累積的數據與經驗,轉化為超過 20 種應用模組,企業可以依需求持續擴充功能,一改過去可能要導入多套解決方案,才能管理不同設備的系統孤島問題。

舉例來說,某電子元件代理商在導入思納捷解決方案後,管理人員只要透過一支手機,就能掌握辦公大樓各樓層的設備運轉狀況,包括用電、用水、會議室、電動車充電樁到空調系統。不僅大幅提升管理效率,也能進一步掌握實際用電需求、降低能源耗用,並據此調降契約容量,每月節省約百萬元的電費成本。

第三,是讓能源與設備管理從人工管理走向 AI 自主管理。
思納捷以自家大數據為基礎,結合 AI 提升系統自主判斷與調控能力,持續優化能源管理的成效。「我們的目標,就是打造 24 小時雲端 AI 總管,讓系統可以自己判斷和調整,讓設備隨時維持在最佳運轉狀態,避免造成不必要的能源浪費,」莊棨椉強調。

出海前先看懂市場:桃園天際線加速器降低新創試錯成本

隨著產品逐漸成熟,思納捷也開始把目光投向海外,而進駐桃園天際線加速器,則為團隊提供一個以更低成本探索海外市場、驗證發展方向的機會。

莊棨椉表示,透過加速器安排的韓國、新加坡等國際交流,思納捷得以接觸不同市場的潛在客戶、創投與投資者,了解當地產業環境與實際需求,也能與在地新創交流創業與市場拓展經驗;國際經驗的獲取與海外拓點,都是成本極高的決策,藉由這些機會,思納捷得以用較低成本,去了解國際市場的可能性與風險。

此外,加速器也會安排專業業師分享國際市場經驗,從不同角度刺激團隊思考,重新檢視既有商業模式與海外布局策略。例如,曾經有業師與莊棨椉逐項分析海外上市必須具備的條件,讓他重新盤點公司現階段的優勢與不足,也進一步思考什麼才是最適合思納捷的成長路徑。

「加速器讓我們有機會多看、多聽、多接觸。」莊棨椉說。這些交流的價值,不只是認識多少潛在客戶,而是讓團隊在真正投入大量人力與資金以前,先釐清當地究竟有沒有市場、客戶需求是否成熟,以及既有產品與商業模式能不能直接複製。過去許多只能透過資料或想像判斷的問題,如今都能透過實際走進市場、接觸第一線業者取得更多資訊,降低走錯路的風險與試錯成本。

對思納捷而言,加速器帶來最關鍵的幫助是,透過市場探索、業師輔導與資源媒合,讓團隊在真正投入之前,有更多機會看懂市場、驗證方向,再決定下一步怎麼走。對資源有限的新創而言,這種「先驗證、再投入」的過程,反而能降低海外布局的機會成本,讓每一步走得更精準。

展望下一階段,思納捷團隊將持續聚焦校園、園區、建築與工廠四大場域,持續深化應用,讓「24 小時能源與機電設備雲端 AI 總管」的概念在更多場景落地,同時,當既有台商客戶前往海外設廠、有智慧能源管理需求時,思納捷也會跟隨客戶腳步提供服務。莊棨椉認為,唯有先把技術與服務做深,建立可複製的成熟模式,未來才有機會將台灣累積的智慧能源管理經驗帶向更大的國際市場。

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