2.1. Kudumu kwa Nywila
Kama ilivyojadiliwa na Herley, van Oorschot, na Patrick, nywila zinadumu kwa sababu ya gharama yake ndogo, unyenyekevu, na uzoefu wa watumiaji. Teknolojia mbadala kama FIDO/UAF zinakabiliwa na vikwazo vya kupitishwa.
Karatasi hii inashughulikia changamoto muhimu ya usimamizi wa nywila katika mifumo ya kisasa ya kidijitali. Licha ya wasiwasi wa usalama ulioenea, nywila bado ndio aina kuu ya uthibitishaji wa mtumiaji. Tunachunguza zana za kusanifisha nywila kama mbadala kwa wadhibiti wa kawaida wa nywila, tukipendekeza muundo wa kwanza wa jumla wa mifumo kama hiyo na kutathmini kwa kina chaguzi zilizopo na mpya za utekelezaji.
Mzigo usioweza kudumu kwa watumiaji kukumbuka nywila nyingi zenye nguvu na za kipekee ndio kiini cha utafiti huu. Utafiti unaonyesha watumiaji husimamia akaunti kadhaa, idadi ambayo imeongezeka tangu utafiti wa msingi wa Florêncio na Herley (2007).
Kama ilivyojadiliwa na Herley, van Oorschot, na Patrick, nywila zinadumu kwa sababu ya gharama yake ndogo, unyenyekevu, na uzoefu wa watumiaji. Teknolojia mbadala kama FIDO/UAF zinakabiliwa na vikwazo vya kupitishwa.
Wadhibiti wa nywila, ingawa wamevuma, wana kasoro kubwa. Wadhibiti wa hifadhi ya ndani huzuia uhamaji, huku wadhibiti wa wingu wakileta sehemu kuu za kushindwa, kama inavyoonekana katika uvunjaji halisi wa usalama [3, 13, 18, 19].
Tunapendekeza muundo wa umoja ambapo nywila maalum ya tovuti $P_{site}$ inasanifishwa wakati wa hitaji kupitia utendakazi thabiti $G$.
Utendakazi mkuu wa kusanifisha unaweza kuundwa kwa njia rasmi kama: $P_{site} = G(M, C, S, Aux)$. Ambapo:
Zana thabiti ya kusanifisha nywila lazima itoe: Uthabiti (viingilio sawa vinatoa nywila sawa), Upekee (tovuti tofauti zinatoa nywila tofauti), Upinzani dhidi ya Mashambulizi (preimage, mgongano), na Urahisi wa Matumizi.
Mipango ya awali (mfano, PwdHash, SuperGenPass) inachambuliwa ndani ya muundo uliopendekezwa, ikionyesha utekelezaji wao wa $M$, $C$, $S$, na $G$.
Mipango inaweza kuainishwa kulingana na:
Upatikanaji mkuu ni mvutano wa asili. Mipango inayopendelea urahisi wa matumizi (kiingilio kidogo cha mtumiaji) mara nyingi hudhoofisha usalama dhidi ya mashambulizi maalum. Mipango inayohitaji juhudi zaidi za mtumiaji (mfano, kuingiza kihesabu) hupunguza utendaji.
Urahisi wa Juu / Usalama wa Chini: Mipango kama aina za awali za PwdHash zinazoweza kushambuliwa kwa udanganyifu ikiwa uchimbaji wa kikoa umedanganywa.
Usalama wa Juu / Urahisi wa Chini: Mipango inayohitaji uingizaji wa mwongozo wa kihesabu kinachobadilika ($Aux$) inaelekea kwa makosa ya mtumiaji na kutolingana.
Kulingana na muundo na uchambuzi, tunatoa muhtasari wa AutoPass, ubunifu unaolenga kuunganisha nguvu na kupunguza udhaifu wa teknolojia za awali.
AutoPass inaona sehemu ya upande wa mteja inayoshirikiana na huduma ya (hiari) ya usawazishaji unaoaminika. Utendakazi wa kusanifisha $G_{AutoPass}$ ungejumlisha kipengele cha msingi cha wakati au changamoto ya seva ili kutoa upinzani dhidi ya mashambulizi ya kurudia bila mzigo kwa mtumiaji.
Zana thabiti ya kusanifisha nywila inaweza kuonekana kama KDF maalum. Uundaji unaowezekana kwa mipango iliyochochewa na AutoPass: $$P_{site} = Truncate( HMAC( K_{derived}, S \, || \, C_{sync} \, || \, Challenge ) )$$ Ambapo: $K_{derived} = KDF(M, Salt, iterations)$, $C_{sync}$ ni hali ya mteja iliyosawazishwa, na $Challenge$ ni nambari ya mara moja kutoka kwa seva au kipande cha wakati. Utendakazi $Truncate$ unabadilisha matokeo ili kufuata sera maalum za nywila (urefu, seti za herufi).
Muundo lazima ulinde dhidi ya:
Ufahamu Mkuu: Kazi ya Al Maqbali na Mitchell ni utaratibu muhimu, uliochelewa sana wa ujuzi (SoK) kwa zana za kusanifisha nywila. Uwanja huu umekuwa na mapendekezo ya kipekee na yaliyotengwa. Kwa kuanzisha muundo rasmi $P_{site} = G(M, C, S, Aux)$, wanaipa darubini muhimu ya kutathmini madai ya usalama na ahadi za urahisi wa matumizi. Hii inafanana na jukumu muhimu ambalo miundo rasmi ilicheza katika kuendeleza nyanja zingine za usimbuaji, kama miundo ya kutofautisha kwa usimbuaji.
Mtiririko wa Mantiki na Mchango: Mantiki ya karatasi hii ni kamili: 1) Kubali kutobadilika kwa tatizo la nywila, 2) Fichua kasoro katika suluhisho lililopo (wadhibiti wa nywila), 3) Pendekeza muundo wa umoja kwa mbadala (zana za kusanifisha), 4) Tumia muundo kuchambua teknolojia za awali, ukionyesha ushindani wao ambao mara nyingi umepuuzwa, na 5) Toa muhtasari wa ubunifu mpya (AutoPass) ambao muundo wenyewe unapendekeza. AutoPass iliyopendekezwa, ingawa haijabainishwa kikamilifu, inatambua kwa usahihi kipande muhimu kinachokosekana: usimamizi salama, wa kiotomatiki wa hali. Zana za sasa ama hazina hali (zina usalama dhaifu dhidi ya udanganyifu) au zinaweka usimamizi wa hali kwa mtumiaji (zinaweza kukosea). Dhamira ya AutoPass ya usawazishaji wa uwazi inashughulikia hili moja kwa moja.
Nguvu na Kasoro: Nguvu kuu ni muundo wenyewe—ni rahisi lakini unaonyesha wazi. Uchambuzi wa $S$ (kigezo cha tovuti) ni mkali hasa, ukionyesha jinsi mashambulizi ya udanganyifu yanavyodhoofisha kimsingi mipango inayotegemea jina la kikoa linaloonekana pekee. Kasoro ya karatasi hii, iliyokubaliwa na waandishi, ni hali ya awali ya AutoPass. Ni muhtasari wa ubunifu, sio maelezo. Zaidi ya hayo, uchambuzi unategemea sana usalama wa mantiki; utafiti mkali wa kimatumizi ya kihalisi unaolinganisha mipango ya zana za kusanifisha haupo. Je, mzigo wa kiakili wa kusimamia siri kuu kwa zana ya kusanifisha unalinganishaje na kutumia dhibiti wa wingu kama 1Password? Utafiti kama ule wa Pearman et al. (CHI 2017) juu ya urahisi wa matumizi ya wadhibiti wa nywila unaonyesha hili ni swala la msingi.
Ufahamu Unaoweza Kutekelezwa: Kwa wasanifu wa usalama, karatasi hii ni agizo: acha kutathmini zana za kusanifisha nywila peke yake. Tumia muundo $G(M, C, S, Aux)$ kama orodha ya ukaguzi. Utekelezaji halisi wa $S$ ni nini? Je, unaweza kudanganywa? $Aux$ inasimamiwaje, na nani anabeba gharama ya kushindwa? Kwa watafiti, njia ya mbele ni wazi. Kazi yenye thamani kubwa zaidi ni kujaza dhamira ya AutoPass, hasa utaratibu wa usawazishaji. Je, inaweza kufanywa kwa njia ya kujitegemea, inayohifadhi faragha kwa kutumia vifaa vya kibinafsi, sawa na iCloud Keychain ya Apple lakini kwa nywila zilizosanifishwa? Njia nyingine ni kuunganisha na dhana ya WebAuthn/FIDO2—je, $P_{site}$ ya zana ya kusanifisha inaweza kutolewa kutoka kwa hati inayoungwa mkono na vifaa, na kuunda "zana ya kusanifisha ufunguo wa kupita"? Karatasi hii imefanikiwa kusogeza mazungumzo kutoka "kama" zana za kusanifisha zinawezekana hadi "jinsi" ya kujenga ile inayoweza kufanya kazi, ambayo ndio mchango wake muhimu zaidi.
Kesi: Kutathmini kiongeza cha kivinjari cha "SimpleHash" cha kubuni.