Защита от хакеров корпоративных сетей

Обычно пароли хранятся в формате кэш-величин. После ввода пароля при помощи однонаправленных кэш-функций вычисляется его кэш-величина, например как это реализовано в алгоритме MD5 (Message Digest 5 – дайджест сообщения 5). Вычисленная кэш-величина запоминается. Функции кэширования однонаправлены в том смысле, что по кэш-величине практически невозможно восстановить данные, по которым она была вычислена. Серверу не обязательно знать пароли. Ему достаточно удостовериться, что пользователь знает свой пароль. При установлении подлинности пользователя вычисляется кэш-величина введенного им пароля, которая сравнивается с величиной, хранимой на сервере. При их совпадении подтверждается подлинность пользователя. В противном случае системой попытка подключения отвергается и в журнале регистрации сохраняются необходимые сведения.

Определение паролей методом «грубой силы» обычно сводится к следующему. Крадутся копии имен пользователей и список кэшированных значений паролей. А затем при помощи известной функции кэширования методично вычисляются кэш-величины всевозможных паролей. Пароль считается взломанным при совпадении украденной и вычисленной кэш-величины. Некоторые варианты метода грубой силы предполагают простой перебор всевозможных паролей при попытке подключения через удаленный доступ. Но такие случаи наблюдаются редко из-за предусмотренной в системе блокировки учетной записи и имеющихся в распоряжении системного администратора средств, позволяющих легко определить и отследить подобные попытки (блокировка учетной записи – элемент безопасности Windows NT, блокирующий учетную запись пользователя, если в течение определенного интервала времени было предпринято определенное число неудачных попыток входа в систему). К тому же они слишком медленны.

Правильный выбор пароля уменьшает его шансы оказаться взломанным, но не исключает их совсем. Выбор простых паролей, например осмысленных слов языка, облегчает подбор пароля в результате простой атаки со словарем. В этом типе атак применяются так называемые словарные файлы, в которых хранятся длинные списки слов. Во время атаки в них ищутся слова, совпадающие с паролем. Пароли из букв, цифр и специальных символов более защищены от взлома и требуют применения усовершенствованных методов «грубой силы», в которых предусмотрена проверка всех печатных символов. Их реализация займет значительно больше времени.

Наиболее часто для вскрытия паролей методом «грубой силы» используются программы L0phtcrack для Windows и Crack and John the Ripper для UNIX. Их применяют не только зловредные хакеры. Специалисты в области безопасности считают их полезными при аудите компьютерных систем. Ведь зная, сколько времени потребуется на взлом пароля специалисту в области безопасности, можно приблизительно оценить время, необходимое злоумышленнику для того, чтобы сделать то же самое. Далее будет кратко рассказано о каждой их этих программ. Но помните, что всегда следует получить письменное разрешение системного администратора на их использование до начала применения любой из этих программ.

Программа L0phtcrack

Организация L0pht выпустила в 1997 году программу L0phtCrack – инструментальное средство аудита паролей для Windows NT. В ней реализовано несколько способов восстановления паролей по их кэш-величинам, основанным главным образом на методе «грубой силы». Выбираемый набор символов определяет время и производительность, необходимые для перебора ключевого пространства. Очевидно, что чем больше символов в пароле, тем больше времени уйдет на атаку. Но атаки со словарем, которые для взлома паролей используют слова из базы данных паролей, обычно эффективны и не требуют много времени для вскрытия «слабых» паролей. В таблице 6.1 показана зависимость времени вскрытия паролей программой L0phtcrack 2.5 от выбранного набора символов.

Таблица 6.1.

Время взлома паролей программой L0phtcrack 2.5 в результате атаки методом «грубой силы» на процессоре Quad Xeon 400 МГц

Использовано с разрешения LOpht

L0pht Heavy Industries – разработчик L0phtcrack продала права на программу @stake Security. После покупки @stake Security выпустила программу под названием LC3, которая является преемником L0phtcrack. LC3 – это усовершенствованная версия L0phtcrack 2.5, в которую добавлены возможности распределенного поиска паролей и простое приложение пассивного прослушивания сети, позволяющее перехватывать передаваемые по Ethernet кэши паролей. Дополнительно в состав LC3 включен мастер взлома паролей, помогающий в проведении аудита системных паролей менее квалифицированным пользователям. На рисунке 6.2 представлен отчет атаки со словарем на простые пароли пользователя программной LC3.

Рис. 6.2. Отчет результата простой атаки со словарем

В программе LC3 можно найти ряд усовершенствований программы L0phtcrack 2.5. Перепроектированный пользовательский интерфейс – одно из них. L0phtCrack и LC3 – коммерческие пакеты программ, но 15-дневную пробную версию программы можно получить по адресу www.atstake.com/research/lc3/download.html. Утилита Crack

Одна из самых ранних и широко используемых утилит взлома паролей называется просто Crack. Так ее автор Алек Муффет (Alec Muffett) назвал программу угадывания паролей для UNIX-систем. Crack выполняется в UNIX-системах и взламывает их пароли. В основном работа программы основана на словарях. В последней версии программы Crack7 (v5.0a от 1996 года) автор дополнительно предусмотрел возможность применения метода «грубой силы» в случае неудачи атаки со словарем. В этом подходе наиболее интересным является то, что программа может выявить типовые случаи «улучшения» пользователями своих паролей. Например, вместо пароля «password» кто-то может выбрать вариант «pa55word». Программа Crack поддерживает конфигурируемые пользователем правила перестановки, которые отлавливают подобные варианты. Дополнительные сведения об Алеке Муффетте (Alec Muffett) и его программе Crack можно найти по адресу www.users.dircon.co.uk/~crypto.

Программа John the Ripper

John the Ripper – очередная программа взлома паролей. Она отличается от Crack тем, что работает под управлением UNIX, DOS и Win32. Crack больше подходит для систем старшего поколения, использующих алгоритмы crypt, а John the Ripper – для современных систем, работающих по алгоритму MD5 и соответствующих ему форматов паролей. В основном John the Ripper используется против паролей UNIX, но выпущены расширения программы, позволяющие взламывать другие типы паролей, например кэш-величины паролей Windows NT LanManager (LANMAN) или пароли сервера Netscape LDAP (Netscape Lightweight Directory Access Protocol – реализация компанией Netscape упрощенного протокола службы каталогов). Программа John the Ripper поддерживает режим запоминания результата (incremental mode): у программы есть полезное свойство автоматически сохранять состояние программы во время взлома. В результате при прерывании работы программы подбор паролей возобновляется с прерванного места даже на другой системе. John the Ripper – часть проекта OpenWall, описание которого можно найти по адресу www.openwall.com/john.

Пример экранной формы программы John the Ripper показан на рис. 6.3, где дана вскрытая простая секция файла паролей в формате OpenBSD. Показанный ниже фрагмент файла паролей – отчет работы программы John the Ripper. На консоль выводится каждый подобранный пароль. Выведенное на консоль время подбора четырех паролей едва превышает 1 мин только потому, что автор поместил действующие пароли в начало списка паролей, используемого программой как словарь паролей. В действительности подбор паролей займет намного больше времени. После взлома файла паролей при помощи опции show его можно отобразить в читаемом виде.

Рис. 6.3. Образeц экранной формы программы John the Ripper

Неверное использование алгоритмов шифрования

Теоретически, имея достаточно времени, атакой «грубой силы» можно взломать любой криптографический алгоритм, но не стоит этим обольщаться, если время взлома больше времени существования вселенной. Поэтому любой «разумный» метод, позволяющий хакеру сократить время расшифровки сообщения, предпочтительнее метода «грубой силы».

Ни один из упомянутых в этой главе алгоритмов не имеет каких-либо серьезных недостатков. Но иногда некорректное использование алгоритма приводит к возникновению уязвимостей. Именно благодаря ошибкам реализации признанных криптографических алгоритмов разработчиками программного обеспечения или неверной конфигурации пользователя «разумные» методы расшифровки сообщений приводят к успеху. В этой секции будет рассказано о нескольких случаях неправильного использования алгоритмов шифрования, с которыми, возможно, столкнется читатель.

Неверно организованный обмен ключами

Поскольку в алгоритме Диффи-Хеллмана не предусмотрена проверка подлинности участвующих в обмене ключами лиц, то он уязвим к атакам типа MITM – «злоумышленник посередине» (man-in-the-middle attacks). Протокол SSH-1 – наиболее известный пример, подтверждающий сказанное. Поскольку в протоколе не предусмотрено подтверждение подлинности клиента или сервера, то нельзя исключить возможность прослушивания коммуникаций. Именно это стало одной из главных причин пересмотра протокола SSH-1 и замены его на протокол SSH-2. В протоколе SSH-2 предусмотрено установление подлинности сервера или клиента. В зависимости от настроек протокола SSH-2 предупреждает или предотвращает атаки типа MITM, после того как клиент и сервер связались между собой хотя бы один раз. Но даже протокол SSH-2 уязвим к атакам типа MITM до первого ключевого обмена между клиентом и сервером.

В качестве примера атаки типа MITM рассмотрим следующую ситуацию. Пусть Алиса, используя алгоритм Диффи-Хеллмана, впервые обменивается ключами с Чарли, и их трафик проходит через сегмент сети, контролируемый Бобом. Если Боб не вмешался в обмен ключами, то он не сможет расшифровать и прочитать сообщения Алисы и Чарли, передаваемые через контролируемый им сегмент сети. Но предположим, что Боб, перехватив открытые ключи Алисы и Чарли, послал им свой собственный открытый ключ. Тогда Алиса будет уверена, что открытый ключ Боба – это открытый ключ Чарли, а Чарли будет думать, что открытый ключ Боба – это открытый ключ Алисы.

При пересылке Алисой сообщения Чарли она зашифрует его открытым ключом Боба. Боб перехватит это сообщение и расшифрует его, используя свой секретный ключ. Прочитав сообщение, он зашифрует его открытым ключом Чарли и перешлет ему. По своему желанию он может даже изменить сообщение. Чарли, получив подмененное Бобом сообщение, полагает, что оно пришло от Алисы, и отвечает ему, шифруя ответное сообщение открытым ключом Боба. Боб снова перехватывает сообщение, расшифровывает его своим секретным ключом, изменяет и зашифровывает сообщение открытым ключом Алисы и отсылает его. Алиса, получив сообщение, уверена, что оно от Чарли.