As 'âncoras criptográficas' do Square: um único HSM com limitação de taxa separa os ladrões de todos os registros

Após as invasões catastróficas na Equifax — 143 milhões de registros de americanos, posteriormente revisados para mais de 145 milhões — e no Yahoo, o engenheiro de segurança Diogo Mónica deu nome a uma arquitetura que havia construído anos antes: 'âncoras criptográficas'. Mónica e o colega Nathan McCauley implantaram o sistema na empresa de pagamentos Square antes de se transferirem para a empresa de software corporativo Docker em 2015.

Normalmente, o servidor web precisa manter a chave do banco de dados para funcionar, de modo que quem sequestra o servidor a herda — aproximadamente como se acredita que os atacantes da Equifax tenham agido. Com uma âncora criptográfica, a chave existe apenas em um Módulo de Segurança de Hardware reforçado que descriptografa cada registro sob solicitação e limita sua própria taxa. Mesmo a um milhão de consultas por dia, esgotar os números de Segurança Social da Equifax levaria mais de seis meses de presença contínua. O hashing também não salva um projeto convencional: com menos de um bilhão de SSNs possíveis, hashes roubados podem ser comparados offline com toda a calma.

'O conceito central é garantir que seus dados não apenas estejam criptografados, mas que a única forma de descriptografá-los, acessá-los ou operá-los esteja fisicamente no seu data center', disse Mónica. 'Se alguém comprometer meu banco de dados, se ele vazar, isso não é útil a menos que estejam na minha rede.' Haroon Meer, fundador da empresa de segurança Thinkst, resumiu o atrativo: 'Você os faz jogar no seu território, então você os vê chegando.'

A configuração dificilmente era difundida em 2017, mas funcionava onde importava. Além da implementação do Square, Mónica disse que engenheiros do Facebook e do Uber lhe contaram em particular que executavam algo semelhante, e o criptógrafo da Johns Hopkins Matthew Green disse ter consultado várias grandes empresas de tecnologia sobre versões disso — 'velho conhecido' para projetistas de segurança, 'novo no sentido de que muito poucas pessoas realmente o fazem'.

Não é possível manter os intrusos do lado de fora, então controle a única coisa de que eles precisam para sair: faça cada descriptografia passar fisicamente por um dispositivo separado cuja taxa você define.

Aplicações em tempo real precisam descriptografar sob demanda, então a criptografia clássica coloca a chave no próprio servidor web que os atacantes comprometem primeiro.

O hashing sozinho falha contra pequenos espaços de chaves: números de Segurança Social podem ser exaustivamente transformados em hash offline e comparados com hashes roubados.

Encaminhar cada descriptografia por um único HSM reforçado torna a chave fisicamente não baixável e limita a taxa de saída de dados por hardware.

O preço — centésimos de segundo por solicitação — compra um relógio de exfiltração contado em meses, todo ele visível aos defensores.

Projete para a exfiltração, não apenas para a entrada: a taxa é o recurso que um defensor controla. Um gargalo que você possui transforma uma invasão silenciosa em um cerco lento e ruidoso.

No final de 2017, Mónica afirmava que 'toda equipe de engenharia de segurança realmente boa está usando alguma forma disso', citando confirmações privadas de engenheiros do Facebook e do Uber. Os fornecedores de HSM Gemalto e Thales tornavam tais configurações possíveis havia anos, e versões em nuvem — o CloudHSM da Amazon, o Azure Key Vault da Microsoft — colocaram as peças ao alcance de empresas comuns. Mónica não podia prometer que as âncoras criptográficas teriam detido a Equifax, cujo caminho de ataque ainda era nebuloso, mas argumentava que teriam desacelerado o atacante e reduzido o butim.