¿Quién puede hackear un Secure Element y por qué probablemente no es tu

Si leíste los artículos anteriores de esta serie, ya conoces algunas investigaciones inquietantes. Laser fault injection. Ataques de canal lateral electromagnético. Chips certificados bajo los más altos estándares comerciales de seguridad han sido vulnerados por investigadores académicos.

It's a lot to take in. If you're now quietly wondering whether your hardware wallet might be less secure than you previously believed, that's a totally reasonable thought. But this article asks and answers a simple question: who, realistically, has the means and the motivation to execute a direct attack on a secure element? 

La posibilidad de un ataque no es lo mismo que el riesgo de un ataque. Un ladrón podría, en teoría, cortar la puerta de tu casa con una amoladora. Eso no significa que debas preocuparte cada vez que sales de casa.

Qué se necesita para vulnerar un Secure Element

Los ataques directos más avanzados contra Secure Elements documentados en investigaciones públicas—laser fault injection y análisis de canal lateral electromagnético—comparten una serie de requisitos que rara vez se mencionan juntos. Cuando los ves uno al lado del otro, la perspectiva cambia.

Un laboratorio bien equipado

Laser fault injection requiere una estación especializada: una fuente láser de precisión, un microscopio con posicionamiento micrométrico, una plataforma motorizada de tres ejes, un osciloscopio y electrónica de control asociada. Estos equipos, en entornos comerciales, cuestan entre US$ 100,000 y US$ 250,000. Este equipamiento se encuentra en un laboratorio dedicado. No es portátil. No puede llevarse a tu casa. 

Años de experiencia

Antes de disparar el láser siquiera una vez, el encapsulado plástico del chip debe retirarse usando ácido concentrado o equipos de fresado de precisión. Luego, el chip debe montarse en una placa de ataque personalizada bajo el microscopio. Solo este paso toma horas y requiere entrenamiento en manejo de semiconductores.

Los ataques de canal lateral electromagnético son algo menos invasivos; el dispositivo puede permanecer intacto, pero aún requiere una sonda EM de campo cercano colocada con precisión sobre la superficie del chip, un osciloscopio rápido y miles de operaciones de firma capturadas para realizar un análisis estadístico offline. Todo el proceso requiere horas de acceso físico y un trabajo computacional significativo después.

Ninguno de estos ataques ocurre de forma oportunista. Son operaciones de laboratorio planificadas, con recursos y de varios días.
 

Meses de preparación por familia de chips

Cada ataque documentado en la literatura científica requirió meses de desarrollo específico para el chip objetivo. Un ataque desarrollado para un chip no se transfiere a otro diferente. 

Para atacar tu hardware wallet específico, un adversario no solo necesita el equipo. Debe haber realizado la investigación específica para ese chip, o estar dispuesto a invertir meses en hacerlo ahora.

Posesión física

Todo ataque físico directo a un Secure Element requiere que el atacante tenga el dispositivo. Y en el caso de laser fault injection, el dispositivo queda permanentemente alterado: el encapsulado del chip desaparece. 

No existe un escenario en el que alguien tome prestada tu hardware wallet por una tarde, le realice un ataque de laser fault injection y te la devuelva sin que notes que algo pasó. Si tu hardware wallet está en tu poder, no está siendo sometida a laser fault injection. El ataque no puede ocurrir de forma remota, rápida o invisible.

Quién puede hackear un SE

¿Quién tiene el equipo, la experiencia y la motivación para hacerlo, y te elegiría como objetivo?

1. Agencias gubernamentales de inteligencia

Las agencias de inteligencia nacionales cuentan con la infraestructura de laboratorio, presupuestos y experiencia para ejecutar ataques sofisticados contra hardware, incluido el análisis directo de Secure Elements. Estas agencias tienen programas documentados para interceptar hardware, implantar backdoors y realizar análisis físicos de dispositivos criptográficos.

Pero las agencias de inteligencia tienen objetivos concretos. No hacen barridos exploratorios de todas las hardware wallets. Investigan individuos específicos. Y si estás bajo ese tipo de investigación,  the government has tools far more efficient than laser fault injection at its disposal: legal compulsion to produce keys, seizure of assets through judicial process, and, in some jurisdictions, wrench attacks.

2. Laboratorios académicos y comerciales especializados en seguridad

Los laboratorios de investigación que han publicado los ataques descritos en esta serie—NinjaLab, Ledger Donjon, Fraunhofer AISEC y equipos universitarios—tienen la capacidad de ejecutarlos. Su motivación es avanzar en el conocimiento sobre seguridad de hardware, divulgar vulnerabilidades de forma responsable a los fabricantes y obtener reconocimiento profesional en la comunidad de investigación en seguridad.

Estos equipos no están motivados económicamente para robar tus criptos. Su objetivo profesional es encontrar y divulgar vulnerabilidades para que los fabricantes puedan corregirlas.
 

3. Organizaciones criminales con recursos

Una organización criminal seria con acceso a equipos de análisis de semiconductores podría, en principio, ejecutar estos ataques para obtener ganancias. Esto requeriría saber de antemano que una persona específica posee suficiente cripto como para justificar el costo.

También necesitarían acceso físico prolongado al dispositivo específico de esa persona. Y tendrían que haber desarrollado previamente el ataque específico para el Secure Element de ese dispositivo.

Este no es un escenario imposible para alguien con una gran fortuna en cripto, poca seguridad física y cuyos activos sean de conocimiento público. Para todos los demás, la ecuación económica simplemente no cierra.

Conclusión

Pensemos en la seguridad física por un momento. La puerta de tu casa tiene una cerradura que puede ser vulnerada por un cerrajero experto, una llave bump o un taladro. Nada de esto significa que tu casa sea insegura. Significa que la cerradura cumple su función: detener a los intrusos oportunistas, y lo hace muy bien.
 

Un profesional con herramientas especializadas y una razón concreta para entrar a tu casa es una amenaza distinta, para la cual ninguna cerradura residencial está diseñada, y que la gran mayoría de personas nunca enfrentará.
 

Un Secure Element funciona igual. Está diseñado para detener las amenazas realistas que enfrentan los usuarios: hackers remotos que no pueden tocar el chip, malware que corre en una computadora conectada y ladrones oportunistas que encuentran un dispositivo perdido. Frente a todos estos, un Secure Element certificado funciona de forma excelente.

Contra una agencia de inteligencia gubernamental con una orden judicial y un laboratorio de semiconductores, no está diseñado para ganar, ni lo pretende. 

Contra un Estado nación que te considere un objetivo prioritario, hay muy pocas defensas tecnológicas que realmente puedan ayudarte.