勒索軟體解析：技術上真的無法自行救回檔案

作者 T客邦 | 發布日期 2015 年 11 月 20 日 | 分類 資訊安全 , 軟體、系統 | edit

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近日有不少媒體紛紛報導勒索軟體的災情，部份這類惡意程式會將受害電腦中的檔案加密，並以高價向受害者兜售解密金鑰，若是受害者沒有在期限內交付贖金，解密金鑰就會慘遭「撕票」，遭加密的檔案將再也無法開啟。這聽起來像是巫術的勒索方式，其實只是應用非對稱式加密技術，不過這也代表受害者真的無法自行救回檔案。

勒索軟體主動鎖定你的檔案

有個笑話是這麼說的，小明因為腳踏車常常遭竊，一氣之下便用 10 個大鎖鎖住腳踏車，還在車上留張紙條，寫道「哈哈，看你怎麼偷」。某天小明牽車的時候，發現車上多了一個鎖和另一張紙條，上面寫著「哈哈，看你怎麼騎」。這個情節與許多勒索軟體的行為相當類似。
以 2013 年 9 月出現的 CryptoLocker 勒索軟體為例，它會感染安裝 Windows 作業系統的電腦，在 CryptoLocker 植入受害電腦後，會自動以 RSA 加密法將電腦本機與在同一區域網路中的特定類型檔案進行加密，這時受害者已經無法開啟受影響檔案。
之後勒索軟體會要求受害者在期限內交付贖金，才能將這些檔案解密，否則將會把解密金鑰永久銷毀，受害者將再也不能打開這些檔案。更慘的是，就算將受害電腦中的 CryptoLocker 病毒順利清除，也只能防止它繼續漫延，至於已經遭到加密的檔案，依然無法解開。

▲ CryptoLocker 將受害電腦中的檔案加密後，接著就會以高價向受害者兜售解密金鑰。（Source：Flickr/Christiaan Colen CC BY 2.0，本圖採用創用 CC 姓名標示-相同方式分享）

▲ 以下圖解 CryptoLocker 運作原理。遠端攻擊者會先將病毒植入受害電腦。

▲ 接著攻擊者會將加密金鑰傳送至受害電腦，病毒就會使用加密金鑰將檔案加密，這時候受害者已經無法再開啟檔案了。

▲ 隨後攻擊者即展開勒索。

▲ 受害者需交付贖金換取解密金鑰，才能開啟被加密的檔案。

採高安全性非對稱加密，難以破解

或許讀者比較熟悉對稱加密技術，但是對非對稱加密技術則感到比較陌生，我們在這邊暫且不談其詳細原理，只討論在使用時兩者的差別。
對稱加密有如 ZIP 壓縮檔的密碼，在加密與解密時都使用同一組密碼，而非對稱加密則較常用於網路傳輸，它的特色是在加密時使用的密碼稱為加密金鑰，在解密時則必需使用稱為解密金鑰的密碼，而 2 個金鑰並不相同。其概念可參考下方示意圖表。
在 CryptoLocker 運作時，攻擊者的電腦會產生一組加密、解密金鑰，透過網路將加密金鑰傳送至受害電腦，並將檔案加密，由於受害者的電腦中並沒有解密金鑰，所以無法將檔案解密，因此無法讀取被影響的檔案。
由於解密金鑰不曾於網路上傳輸，除非受害者反過來主動入侵攻擊者的電腦，否則無法取得解密金鑰，再加上 CryptoLocker 採用的是金鑰長度為 1024bit 甚至是 2048bit 的 RSA 加密演算法，在實作上仍無法直接破解密碼、救回檔案。
做個結論，萬一不幸遭到勒索，即便可以清除病毒本體，卻還是沒有辦法自行開啟被加密的檔案，因此只能乖乖交付贖金。另一方面，雖然我們沒辦法事後補救，但是還是可以事前預防，讀者都應該養成不點擊可疑網址、不安裝來路不明程式的習慣；此外，還需勤備份重要檔案，至少需做到定期將重要檔案燒錄成光碟、複製到外接硬碟保存（而不是從 C 槽複製到 D 槽或是雲端同步資料夾），才能避免悲劇發生。

▲ 對稱加密技術在加、解密時都使用同一組密碼，其概念容易理解。

▲ 非對稱加密技術在加、解密時，則使用不同的密碼（即加密金鑰與解密金鑰），提高了受害者遭 CryptoLocker 感染時，自己解開檔案的困難。至於 2 種金鑰的產生方式與其數學模型，可參考維基百科說明（該文中公鑰、私鑰即為加密金鑰、解密金鑰）。