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NTLM挑战模式散列认证加密协议过程与算法

王朝other·作者佚名  2008-05-19
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1。客户端申请挑战

安全BLOB的结构如下:

{

CHAR DESC[8]=“NTLMSSP”;

DWORD NO=1;

//顺序号

DWORD FLAG;

WORD DOMAINNAMELEN;

//域名长度

WORD DOMAINNAMEMAXLEN;//域名最大长度

DWORD DOMAINNAMEOFFSET;//域名便移

WORD HOSTNAMELEN;

//主机名长度

WORD HOSTNAMEMAXLEN;

//主机名最大长度

DWORD HOSTNAMEOFFSET;

//主机名便移

CHAR HOSTNAME[HOSTNAMELEN];//主机名

CHAR DOMAINNAME[DOMAINNAMELEN];//域名

}

2。服务器返回挑战,这个挑战是一个8字节的随机数

安全BLOB的结构如下:

{

CHAR DESC[8]=“NTLMSSP”;

DWORD NO=2;

//顺序号,必须为2

WORD DOMAINNAMELEN;

//帐户域名长度

WORD DOMAINNAMEMAXLEN;

//帐户域名最大长度

DWORD DOMAINNAMEOFFSET;////帐户域名偏移

DWORD FLAG;

BYTE CHALLAGE[8];

//8字节挑战

BYTE RE[8];

//保留8字节,必须为0

WORD HOSTNAMELISTLEN;

//主机名列表长度

WORD HOSTNAMELISTMAXLEN;//主机名列表最大长度

DWORD HOSTNAMELISTOFFSET;//主机名列表偏移

CHAR DOMAINNAME[DOMAINNAMELEN];

CHAR HOSTLISTNAME[HOSTNAMELISTLEN];

//这里是多个结构组成

//每个结构如下:

//WORD ITEMNO;索引

//WORD HOSTNAMELEN;主机名长度

//BYTE HOSTNAME[HOSTNAMELEN]:主机名

}

3。客户端加密密码散列

其实这个过程还是很复杂的

如果是明文口令,先将此口令转化成散列,如果是系统用户则直接根据令牌从SESSION表中取出散列。

这下面就是小四的文章中没提到的过程

客户端先生成一个随机KEY,然后和服务器端的挑战使用MD5算法生成16字节的散列,但MS只取前8字节做为加密KEY,其实后面的散列加密并非是使用挑战直接加密的,而是使用此加密KEY进行加密的。

这个算法的代码如下:romkey就是客户端生成的一个随机KEY,challage就是服务器挑战

void challagetorkey(unsigned char * romkey,unsigned char * challage,unsigned char * enkey)

{

unsigned char LM[0x58];

md5init(LM);

*(DWORD *)LM=0x200;

memcpy(LM+0X18,challage,8);

memcpy(LM+0X20,romkey,8);

*(DWORD *)(LM+0x28)=0x80;

*(DWORD *)(LM+0x50)=0x80;

md5final(LM);

memcpy(enkey,LM+8,8);

}

然后再使用生成的加密KEY加密MD4生成的NTLM散列,具体的过程在下四的文章中有详细介绍,这里就不再讲了,后面给出了完全实现的代码。

同时还会先选择一个RC4的KEY,对MD4生成的NTLM散列用MD4再生成一个散列,再用HMACMD5算法,加密KEY,这个散列计算出一个0X10字节的散列,用此散列和rc4_key函数生成rc4的key表,最后用这个KEY表和先选择的RC4的KEY生成一个0X10字节的RC的结果出来。

但要注意的是:通常情况下,这个RC4的结果并没用于认证。

安全BLOB的结构如下:

{

CHAR DESC[8]=“NTLMSSP”;

DWORD NO=3;

//顺序号,必须为3

WORD RANDOMKEYLEN;

//客户端随机KEY长度,固定为0X18

WORD RANDOMKEYMAXLEN;

//客户端随机KEY最大长度,固定为0X18

//其实客户端随机KEY只有8字节,但是后面补0添满0X18字节

DWORD RANDOMKEYOFFSET;////客户端随机KEY偏移

WORD ENNTLMLEN;

//加密的NTLM散列长度,固定为0X18

WORD ENNTLMMAXLEN;

//加密的NTLM散列最大长度,固定为0X18

DWORD ENNTLMOFFSET;

//加密的NTLM散列偏移

WORD HOSTNAMELEN;

//主机名长度

WORD HOSTNAMEMAXLEN;//主机名最大长度

DWORD HOSTNAMEOFFSET;//主机名偏移

WORD USERNAMELEN;

//用户名长度

WORD USERNAMEMAXLEN;//用户名最大长度

DWORD USERNAMEOFFSET;//用户名偏移

WORD USERDOMAINLEN;

//帐户域名长度

WORD USERDOMAINMAXLEN;//帐户域名最大长度

DWORD USERDOMAINOFFSET;//帐户域名偏移

WORD ENNTLMRC4LEN;

//加密的RC4 NTLM散列长度,固定为0X10

WORD ENNTLMRC4MAXLEN;

//加密的RC4 NTLM散列最大长度,固定为0X10

DWORD ENNTLMRC4OFFSET;

//加密的RC4 NTLM散列偏移

DWORD FLAG;

CHAR HOSTNAME[HOSTNAMELEN];//主机名

CHAR USERNAME[HOSTNAMELEN];//用户名

CHAR USERDOMAINNAME[HOSTNAMELEN];//帐户域名

RANDOMKEY[0X18];//其实客户端随机KEY只有8字节,但是后面补0添满0X18字节

ENNTLM[0X18];

ENRC4NTLM[0X10];

}

4。服务器认证

服务器获得客户端随即KEY以后,也和挑战运算获得此加密KEY,然后计算加密的NTLM散列做对比进行判断。

5。一些思考

主要是关于重放攻击的,其实真正的加密KEY是挑战和客户端随机KEY做MD5运算的结果,那么如果我们嗅探出了一个挑战,随机KEY就能计算出加密KEY,如果我们发起一个请求获得一个挑战2,如果能计算一个随即KEY2(这个可由我们自己控制),满足MD5(挑战2,随即KEY2)=加密KEY,那么我们就能发送我们修探获得的安全BLOB中的加密散列的内容来获得认证。

当然MD5的算法本事就是要防碰撞的,但是在MS的SMB实现中,由于MD5生成的是16字节的散列,但是用来做加密KEY的只是前8个字节,那么对于寻找只满足部分(前8字节)碰撞的算法复杂度就会大大的降低,当然我们在MD5中唯一能控制的东西就是随即KEY,但是挑战KEY已知,其实针对加密算发是常量(因为加密内容固定为0X1O字节,其他的内容可以常量),应该来说还是很有希望的。不过就我的数学水平而已,尝试了一下就被难到了,希望对MD5碰撞有研究的人给予指教。下面就是给出的一个针对其挑战,随即KEY到加密KEY的替代函数:

void challagetorkey(unsigned long c1,unsigned long c2,unsigned long r1,unsigned long r2)

{

//我们把挑战看做2个unsigned long的数C1,C2,客户端随即KEY也看做2个unsigned long的数R1,R2

//最后生成的是B1,D1,S1,D2,但其实用做加密KEY的只是B1,D1而已

//如果我们知道B1,D1,C1,C2,是否能找过一个R1,R2,使得满足这个函数呢?

//按照概率是针对每个B1,D1都有可能找到对应的R1,R2,因为MD5的算发要求是每个字节的变化都应该平均分布的

//我们可控的是256的8次方,结果也是256的8次方

//即使不是完全平均分布的,在测试100个挑战中总会有满足的吧?

//而算法复杂度对于16字节的256的16次方应该降低了不少

//那么再退一步说,如果我们知道B1,D1,C1,C2,R1,如果能解出R2也行,我们对R1实行穷举

//R1是256的4次方,4亿左右的穷举对现在的机器不应该是负担吧?当然真正实现工具由于认证要求,可能要求在10分钟以内

//但是如果我们在2天内能找到结果,也能说明很多问题

DWORD a1,d1,d2,s1;

DWORD b1;

b1=(((0x10325476^0x98badcfe)&0xefcdab89)^0x10325476)+c1;

b1=b1+0x67452301+0xd76aa478;

b1=((b1<<0x7)|(b10x19))+0xefcdab89;

//第一轮

a1=(((0x98badcfe^0xefcdab89)&b1)^0x98badcfe)+0xe8c7b756;

d2=0x10325476+c2+a1;

d2=((d2<<0xc)|(d20x14))+b1;

a1=(((0xefcdab89^b1)&d2)^0xefcdab89)+0x242070db;

s1=0x98badcfe+r1+a1;

s1=((s1<<0x11)|(s10xf))+d2;

a1=(((d2^b1)&s1)^b1)+0xc1bdceee;

d1=0xefcdab89+r2+a1;

d1=((d1<<0x16)|(d10xa))+s1;

a1=(((d2^s1)&d1)^d2)+0xf57c0faf;

b1=b1+0x80+a1;

b1=((b1<<0x7)|(b10x19))+d1;

a1=(((s1^d1)&b1)^s1)+0x4787C62A;

d2=d2+a1;

d2=((d2<<0xc)|(d20x14))+b1;

a1=(((d1^b1)&d2)^d1)+0xA8304613;

s1=s1+a1;

s1=((s1<<0x11)|(s10xf))+d2;

a1=(((d2^b1)&s1)^b1)+0xFD469501;

d1=d1+a1;

d1=((d1<<0x16)|(d10xa))+s1;

a1=(((d2^s1)&d1)^d2)+0x698098D8;

b1=b1+a1;

b1=((b1<<0x7)|(b10x19))+d1;

a1=(((s1^d1)&b1)^s1)+0x8B44F7AF;

d2=d2+a1;

d2=((d2<<0xc)|(d20x14))+b1;

a1=(((d1^b1)&d2)^d1)+0xFFFF5BB1;

s1=s1+a1;

s1=(

 
 
 
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