Hash拓展长度攻击原理剖析

2018-03-12 364109人围观 ,发现 2 个不明物体 数据安全

*本文原创作者:婷儿小跟班✧,本文属FreeBuf原创奖励计划,未经许可禁止转载

前言

哈希长度扩展攻击(hash lengthextensionattacks)是指针对某些允许包含额外信息的加密散列函数的攻击手段。次攻击适用于MD5和SHA-1等基于Merkle–Damgård构造的算法。

MD5扩展攻击介绍

hash加密图解

我们需要了解以下几点md5加密过程:

MD5加密过程中512比特(64字节)为一组,属于分组加密,而且在运算的过程中,将512比特分为32bit*16块,分块运算

关键利用的是MD5的填充,对加密的字符串进行填充(比特第一位为1其余比特为0),使之(二进制)补到448模512同余,即长度为512的倍数减64,最后的64位在补充为原来字符串的长度,这样刚好补满512位的倍数,如果当前明文正好是512bit倍数则再加上一个512bit的一组。

MD5不管怎么加密,每一块加密得到的密文作为下一次加密的初始向量。

举一个例子讲一下如何填充:比如字符串“Acker” 十六进制0x41636b6572这里与448模512不同余,需补位满足二进制长度位512的倍数,补位后的数据如下:

0x61646d696e8000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002800000000000000

此处补充:以十六进制表示一共是128个字符,十六进制每个字符能够转换成4位二进制,128*4=512这就是一组,正好是512bit。

img

上图中的8是因为补位时二进制第一位要补1,那么1000转换成16进制就是8.后面都补上0.

img

填充数据最后8字节长度,Acker长度为5*8=40bit,又因为0×28=40所以16进制显示为28.

为什么数据会在左端:MD5中储存的都是小端方式,比如0×12345678,那么md5存储顺序就是0×78563412

MD5拓展攻击演示

下图为加密流程图,可以更直观看清楚整个流程。

img

选一个字符串例如“Acker”MD5(“Acker”)= dee2fb2df156f4040f893d8a10ac1034

现在我们不需要知道字符串是什么。只需要知道其长度,并将字符串填充完,新加一个字符串如:addition,之前得到的“Acker”MD5值作为最后一块加密的初始向量,最后得到的结果和MD5(“Acker+addition”)是一样的。

实例

这种攻击方式最实际场景中并不多见,我曾在ctf题中见过一次。这种攻击方法还是要会滴,万一打ctf比赛时候出现了呢……

以实验吧上一道题为例,下面为源码:

<?php 

$flag = "flag{flag is here}";
$secret = "aaaaabbbbbccccc"; // This secret is 15 characters long for security!

@$username = $_POST["username"];
@$password = $_POST["password"];
if (!empty($_COOKIE["getmein"])) {
    if (urldecode($username) === "admin" && urldecode($password) != "admin") {
        if ($_COOKIE["getmein"] === md5($secret . urldecode($username . $password))) {
            echo "Congratulations! You are a registered user.\n";
            die ("The flag is ". $flag);
        }
        else {
            die ("Your cookies don't match up! STOP HACKING THIS SITE.");
        }
    }
    else {
        die ("You are not an admin! LEAVE.");
    }
}

setcookie("sample-hash", md5($secret . urldecode("admin" . "admin")), time() + (60 * 60 * 24 * 7));

if (empty($_COOKIE["source"])) {
    setcookie("source", 0, time() + (60 * 60 * 24 * 7));
}
else {
    if ($_COOKIE["source"] != 0) {
        echo ""; // This source code is outputted here
    }
}
?>

题目中可以得到:

$secret的长度15

md5($secret.”adminadmin”)的值为571580b26c65f306376d4f64e53cb5c7

使用hashpump,方法如下图:

img

第一行是一个新签名作为getmein参数提交

第二行作为password提交即可。

img

附:hashpump

HashPump是一个借助于OpenSSL实现了针对多种散列函数的攻击的工具,支持针对MD5、CRC32、SHA1、SHA256和SHA512等长度扩展攻击。而MD2、SHA224和SHA384算法不受此攻击的影响,因其部分避免了对状态变量的输出,并不输出全部的状态变量。

安装

git clone https://github.com/bwall/HashPump
apt-get install g++ libssl-dev
cd HashPump
make
make install

img

使用方法

搜遍百度,无奈没有什么具体讲解方法只好hashpump -h得到帮助,凑合看一下吧。简单总结一下就是知道前面字符总长度,知道下一组追加数据,程序就会自动算出前一组的填充数据。

➜  HashPump git:(master) ✗ hashpump -h           
HashPump [-h help] [-t test] [-s signature] [-d data] [-a additional] [-k keylength]
     HashPump generates strings to exploit signatures vulnerable to the Hash Length Extension Attack.
     -h --help          Display this message.
     -t --test          Run tests to verify each algorithm is operating properly.
     -s --signature     The signature from known message.
     -d --data          The data from the known message.
     -a --additional    The information you would like to add to the known message.
     -k --keylength     The length in bytes of the key being used to sign the original message with.
     Version 1.2.0 with CRC32, MD5, SHA1, SHA256 and SHA512 support.
     <Developed by bwall(@botnet_hunter)>

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