域用户密码爆破研究

爆破是渗透中常用的一个攻击手法,特别是拿到一个跳板机后,对域的渗透中使用较多。用于爆破的工具比较多,每种工具的实现方法也不尽相同。

本篇主要针对Kerberos、LDAP、DCE/RPC、SMB协议的登陆认证过程进行研究,同时分析认证过程中产生的流量,制定对应的检测规则。

0x01        Kerberos协议

Kerberos是由MIT大学提出的一种网络身份验证协议,旨在通过使用密钥加密技术为C/S应用程序提供强身份验证。其实现涉及到密钥分发与密钥共享的概念。

Kerberos是基于对称加密体制(Needham-Schroeder认证协议) 的第三方认证机制,其中用户和服务依赖于第三方(Kerberos 服务器)来对彼此进行身份验证,它有两个版本v4和v5。Kerberos认证时可以使用UDP或TCP协议。

Kerberos主要有三个角色组成

  • KDC(服务器本身称为密钥分发中心)
  • AS (Authentication Server)认证服务器
  • TGS (Ticket Granting Server)票据授权服务器

Kerberos协议认证过程域用户密码爆破研究

一共分为6个步骤

1) KRB_AS_REQ:users->AS 发送Authenticator1(users密码加密TimeStamp)

2) KRB_AS_REP:AS->users 发送users密码加密的sessionkey-as   和tgt(kdc密码加密的sessionkey-as和TimeStamp)

3) KRB_TGS_REQ:users->TGS 发送Authenticator2 (sessionkey-as加密TimeStamp) 和tgt(kdc密码HASH加密的sessionkey-as和TimeStamp)

4) KRB_TGS_REP:TGS->users 发送密文1(sessionkey-as加密sessionkey-tgs) 和ST(Server密码HASH加密sessionkey-tgs)

5) KRB_AP_REQ:users->server 发送Authenticator3(sessionkey-tgs加密TimeStamp) 和ST(Server密码加密sessionkey-tgs)

6) KRB_AP_REP:server->users

Server通过自己的密码解密ST,sessionkey-tgs,再用sessionkey-tgs解密Authenticator3得到TimeStamp,验证正确返回验证成功的特征

在进行密码爆破的时候,我们只需利用AS认证过程。

客户端发送AS-REQ

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AS响应

  • 在Kerberos 5之前,Kerberos允许不使用密码进行身份认证,而在Kerberos 5中,密码信息不可或缺,这种过程称之为“预认证”。可能出于向前兼容考虑,Kerberos在执行预认证之前,首先会尝试不使用密码进行身份认证,因此在登录期间,发送初始AS-REQ后我们总是能看到一个错误信息。

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第一次发送空密码的请求

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第二次发送带加密hash的请求

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认证失败,error-code:eRR-PREAUTH-FAILED(24)

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认证成功,直接响应AS-REP并返回tgt

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工具:

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日志:

开启日志审核后,会产生Kerberos身份验证服务的日志,成功的事件ID为4768,失败事件ID为4771

  • 开启登录事件审核方法:命令行输入gpedit.msc打开本地安全策略,”本地策略”、”审核策略” 开启审核登录事件、审核账户登录事件

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0x02         LDAP协议

LDAP(Lightweight Directory Access Protocol) 轻量目录访问协议。LDAP 协议之前有一个 X.500 DAP 协议规范,该协议十分复杂,是一个重量级的协议,后来对 X.500进行了简化,诞生了 LDAP 协议,与 X.500 相比变得较为轻量,目前最新的版本是LDAP v3(RFC 2251)

在域内LDAP是用来访问Acitve Directory数据库的目录服务协议。AD DS域服务通过使用LDAP名称路径表示对象在Active Directory数据库中的位置。管理员使用LDAP协议来访问活动目录中的对象,LDAP通过“命令路径”定位对象在数据库中的位置,即使用标识名(Distinguished Name,DN)和相对标识名(Relative Distinguished Name,RDN)标识对象。

LDAP认证过程

  • LDAP v2支持三种认证方式:匿名认证、简单身份认证(明文密码)、Kerberos v4。
  • LDAP v3使用SASL (Simple Authentication and Security Layer) 简单身份验证和安全层 身份认证框架(RFC 2222),它允许使用不同的验证机制对客户端进行身份验证,包括:DIGEST-MD5, CRAM-MD5AnonymousExternalS/KeyGSSAPI和 Kerberos。SASL指定了质询-响应协议,在该协议中,客户端和服务端之间通过协商确定使用哪种验证机制。

下图是使用LDAP协议的身份验证流程:

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1. Client首先发送bindRequest请求给LDAP Server,指定使用GSSAPI认证并且使用NTLM进行身份验证。

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2. Server 进行bind响应,包括产生的Challenge

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3. Client发送 NTLMSSP_AUTH 认证,请求中包含用户名、认证信息

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4. Server认证结果响应

  • Server认证通过,响应success,Client可以继续查询操作

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  • Server认证失败,响应invalidCredentials,之后Client发送unbindRequest结束本轮请求

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工具:

DomainPasswordSpray(powershell工具,需要在域环境中使用)

PS C:Userstest3> Invoke-DomainPasswordSpray -UserList C:ToolsdomainDomainPasswordSpray-masteruser.txt -Password  admin111 -domain cool.com

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日志:

开启日志审核后进行爆破登陆,会产生相应的审核日志:失败,事件ID为4625;成功,事件ID为4624

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日志里会记录登陆账号名、登陆IP等信息

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0x03         DCE/RPC协议

DCE/RPC(Distributed Computing Environment / Remote procedure Call)全称分布式计算环境/远程过程调用。RPC(远程过程调用)有v4、v5两种版本,两个版本的差别很大,现实中已经很难抓到v4的数据,一般遇到的是v5版本的数据。

一个RPC服务可以绑定多种协议序列,如:

  • SMB — ncacn_np (固定的139、445/TCP)
  • TCP — ncacn_ip_tcp (动态TCP端口)
  • UDP — ncadg_ip_udp (动态UDP端口)
  • HTTP — ncacn_http
  • 其他协议

可以将DCE/RPC看作一层,上层协议可以是上述协议中的一种。实际上还有其他协议序列可用,但不常见,就不细说了。

ncacn_ip_tcp与ncadg_ip_udp用到了动态端口,它们会向EPM接口注册所用动态端口,而客户端可以向EPM接口查询服务端注册过的信息(EPM接口本身也是一个RPC服务,同样有多种协议可以用来访问这个接口)。

无论使用哪种协议序列,访问一个RPC接口的都必须有Bind、Request请求。但是不同的协议序列,就会有不同的bind响应、request响应

协议栈解码过程如下:

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认证过程(使用TCP协议绑定):

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1)首先客户端发起Bind请求,请求绑定EPM Interface

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服务端响应Bind_ack,收到Bind_ack报文并不意味着Bind成功,需要根据Ack result字段判断:

  • 0 Acceptance         #Bind成功
  • 2 Provider rejection   #Bind失败

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2)客户端调用EPM接口发起Request请求(SMB调用的是samr接口),与服务端协商接下来使用的动态端口。

服务端收到请求后,将生成的随机端口响应给客户端

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3)客户端使用协商好的端口发送AUTH3认证请求,认证方式为NTLM,请求中包含用户名及认证信息

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AUTH3请求后如果口令错误并不会立即得到验证,可以通过接下来的Connect request请求的响应来判断。

认证成功,发起的Connect request 会有对应的Connect response响应

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认证失败没有Connect response响应,而是直接返回Packet type: Fault且Status为nca_s_fault_access_denied的响应

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工具:

网上没有找到现成的工具,利用impacket写了一个简单的爆破工具(非域内主机可以使用)

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日志:

开启日志审核的话会产生登陆日志

  • 登录失败:产生事件ID为4625的登陆日志
  • 登陆成功:产生事件ID为4624的登录日志

0x04         SMB协议

SMB(Server Message Block)服务器消息块,又称网络文件共享系统(Common Internet File System,缩写为CIFS),可用于计算机间共享文件、打印机访问。SMB消息一般使用NetBIOS(一般是139端口,很少使用137、138端口)或TCP协议(445端口)发送。

SMB协议支持 NTLM和较早的LAN Manager(LM) 加密,后者由于安全性较低,容易被破解,已经很少使用。

SMB协议登陆认证过程如下:

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1. 协商

首先客户端发送Negotiate Request。在请求中,客户端会列出所有它所支持协议版本以及所支持的一些特性(比如加密Encryption、持久句柄Persistent Handle、客户端缓存Leasing等等)。

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而服务端会在回复确定协商的认证方式及版本号,并且会以支持的最高版本作为回应。

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2. NTLM challenge/response

由于1中协商使用NTLM认证,接下来执行NTLM的认证过程。客户端通过Session Setup发送NTLMSSP_NEGOTIATE请求

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服务端对相应的请求进行响应,其中包括产生的challenge

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3. 身份认证

客户端发送登录认证请求,附带用户名、加密hash

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服务端对hash进行校验:

校验成功:NT Status: STATUS_SUCCESS域用户密码爆破研究

校验失败,NT Status:STATUS_LOGON_FAILURE域用户密码爆破研究

工具:

acccheck (kali自带工具)

Metasploit: auxiliary/scanner/smb/smb_login

使用SMB协议进行密码爆破,攻击机可以在非域环境中。

日志:

登陆失败,事件ID:4625

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登陆成功,事件ID:4624域用户密码爆破研究

0x05         总结:

根据上述几种协议登陆审核日志来看,事件ID跟认证方式(Kerberos,NTLM)有关,跟协议无关(LDAP、SMB、RPC事件ID相同)。

利用Kerberos、DCE/RPC、SMB协议进行爆破的时候,攻击机可以在非域环境中,且利用DCE/RPC协议在攻击的时候由于使用了动态端口,从流量层面上来说被安全设备检测的概率会小一些。

检测方法:

  • 登陆日志

爆破行为会在短时间内产生大量的审核失败的登陆日志

  • 流量特征

根据上述几种协议中认证失败的流量特征,对相同源IP、目的IP的失败次数做统计,超过阈值告警。

防御方法:

限制登陆错误次数,超过阈值后锁定账户。具体操作如下:

打开“组策略管理”,“Default Domain Policy”,”编辑”域用户密码爆破研究

依次点击“计算机配置”,“策略”,“Windows设置”,“安全设置”,“账户策略”,“账户锁定策略”,对锁定阈值进行配置。 域用户密码爆破研究

参考文档:

http://woshub.com/hot-to-convert-sid-to-username-and-vice-versa/

Kerberos Domain Username Enumeration

https://ldapwiki.com/wiki/SASL

https://docs.oracle.com/javase/jndi/tutorial/ldap/models/v3.html

https://docs.microsoft.com/en-us/openspecs/windows_protocols/ms-smb/495dd941-0776-48aa-aa8a-f1aa5eeadcea

http://davenport.sourceforge.net/ntlm.html

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