Giáo trình Bảo mật mạng - Chương 8: System Hacking - Phạm Thanh Tân

CHƯƠNG 8: SYSTEM HACKING Phạm Thanh Tân Trong các chương trước, chúng ta đã khảo sát qua quá trình thu thập thông tin của mục tiêu cần tấn công. Những kỹ thuật như Footprinting, Social engineering, Enumeration, Google Hackingđã được áp dụng cho mục đích truy tìm thông tin. Đến chương này, bạn bắt đầu đi vào quá trình tấn công hệ thống thật sự. Mục tiêu của bạn bây giờ đã lộ rõ trước mắt, bạn phải tiến hành những kỹ thuật khác nhau để làm sao vào được trong hệ thống đó, thực hiện những việc mà mình mong muốn, như xóa dữ liệu, chạy chương trình trojan, keylogger Quá trình tấn công hệ thống Trước khi tiếp tục nói về System Hacking chúng ta dành chút thời gian cho việc tìm hiểu một quá trình tấn công hệ thống. Mục tiêu phía trước của chúng ta là một hệ thống máy tính. Các bước để tấn công, đánh sập nó, có thể được liệt kê như hình vẽ bên cạnh. Nó gồm 6 công đoạn như sau: 1. Enumerate (liệt kê): Trích ra tất cả những thông tin có thể về user trong hệ thống. Sử dụng phương pháp thăm dò SNMP để có được những thông tin hữu ích, chính xác hơn. Bạn đã tìm hiểu về phương pháp SNMP trong phần trước. 2. Crack: Công đoạn này có lẽ hấp dẫn nhiều hacker nhất. Bước này yêu cầu chúng ta bẽ khóa mật khẩu đăng nhập của user. Hoặc bằng một cách nào khác, mục tiêu phải đạt tới là quyền truy cập vào hệ thống. 3. Escalste (leo thang): Nói cho dễ hiểu là chuyển đổi giới hạn truy cập từ user binh thường lên admin hoặc user có quyền cao hơn đủ cho chúng ta tấn công. 4. Execute (thực thi): Thực thi ứng dụng trên hệ thống máy đích. Chuẩn bị trước malware, keylogger, rootkitđể chạy nó trên máy tính tấn công. 5. Hide (ẩn file): Những file thực thi, file soucecode chạy chương trìnhcần phải được làm ẩn đi, tránh bị mục tiêu phát hiện tiêu diệt. Hình 8. 1: Quy trình tấn công hệ thống 6. Tracks (dấu vết): Tất nhiên không phải là để lại dấu vết. Những thông tin có liên quan đến bạn cần phải bị xóa sạch, không để lại bất cứ thứ gì. Nếu không khả năng bạn bị phát hiện là kẻ đột nhập là rất cao. Trong chương này, bạn sẽ cùng trải qua những công nghệ thực hiện các bước trên để tấn công hệ thống. Qua đó chúng ta sẽ đưa ra những giải pháp để chống lại tấn công đó. Phần Enumeration đã được thảo luận trong chương trước, nên sẽ không đề cập trong phần này. Phần 1: Cracking Passwords 1. Mật khẩu và các kiểu tấn công mật khẩu Một vài kiểu password dùng để truy cập vào hệ thống. Các ký tự dùng làm mật khẩu có thể rơi vào các trường hợp sau.  Chỉ là chữ cái. VD: ABCDJ  Chỉ là số. VD: 457895  Chỉ là những ký tự đặc biệt. VD: #$^@&*  Chữ cái và số. VD: asw04d5s  Chỉ là số và ký tự đặc biệt. VD: #$345%4#4  Chữ cái ,số, và ký tự đặc biệt. VD: P@ssw0rd Độ mạnh của mật khẩu phụ thuộc vào khả năng nhạy cảm của hacker. Quy tắc sau đây, đề nghị của Hội đồng EC, phải được áp dụng khi bạn tạo một mật khẩu, để bảo vệ nó chống lại các cuộc tấn công.  Không chứa tên tài khoản người dùng  Ngắn nhất phải 8 ký tự  Phải chứa các ký tự từ ít nhất ba trong số các loại sau o Có chứa các ký tự đặc biệt/ o Chứa chữ số. o Chữ cái viết thường o Chữ cái viết hoa. Một hacker dùng các cách tấn công khác nhau để tìm password và tiếp tục truy cập vào hệ thống. Các kiểu tấn công password thường ở dạng sau: Hình 8. 2: Các kiểu tấn công mật khẩu  Passive Online: Nghe trôm sự thay đổi mật khẩu trên mạng. Cuộc tấn công thụ động trực tuyến bao gồm: sniffing, man-in-the-middle, và replay attacks (tấn công dựa vào phản hồi)  Active Online: Đoán trước mật khẩu nguời quản trị. Các cuộc tấn công trực tuyến bao gồm việc đoán password tự động.  Offline: Các kiểu tấn công như Dictionary, hybrid, và brute-force.  Non-Electronic: Các cuộc tấn công dựa vào yếu tố con người như Social engineering, Phising Passive Online Attacks Một cuộc tấn công thụ động trực tuyến là đánh hơi (sniffing) để tìm các dấu vết, các mật khẩu trên một mạng. Mật khẩu là bị bắt (capture) trong quá trình xác thực và sau đó có thể được so sánh với một từ điển (dictionary) hoặc là danh sách từ (word list). Tài khoản người dùng có mật khẩu thường được băm (hashed) hoặc mã hóa (encrypted) trước khi gửi lên mạng để ngăn chặn truy cập trái phép và sử dụng. Nếu mật khẩu được bảo vệ bằng cách trên,một số công cụ đặc biệt giúp hacker có thể phá vỡ các thuật toán mã hóa mật khẩu. Active Online Attacks Cách dễ nhất để đạt được cấp độ truy cập của một quản trị viên hệ thống là phải đoán từ đơn giản thông qua giả định là các quản trị viên sử dụng một mật khẩu đơn giản. Mật khẩu đoán là để tấn công. Active Online Attack dựa trên các yếu tố con người tham gia vào việc tạo ra mật khẩu và cách tấn công này chỉ hữu dụng với những mật khẩu yếu. Trong chương 6, khi chúng ta thảo luận về các giai đoạn Enumeration, bạn đã học được những lỗ hổng của NetBIOS Enumeration và Null Session. Giả sử rằng NetBIOS TCP mở port 139, phương pháp hiệu quả nhất để đột nhập vào Win NT hoặc hệ thống Windows 2000 là đoán mật khẩu. Cái này được thực hiện bằng cách cố gắng kết nối đến hệ thống giống như một quản trị viên thực hiện. Tài khoản và mật khẩu được kết hợp để đăng nhập vào hệ thống. Một hacker, đầu tiên có thể thử để kết nối với tài nguyên chia sẽ mặc định là Admin$, C$ hoặc C:\Windows. Để kết nối tới các ổ đĩa máy tính, ổ đĩa chia sẻ, gõ lệnh sau đây trong Start > Run: \\ ip_address \ c$ Các chương trình tự động có thể nhanh chóng tạo ra file từ điển, danh sách từ, hoặc kết hợp tất cả có thể có của các chữ cái, số và ký tự đặc biệt và cố gắng để đăng nhập vào. Hầu hết các hệ thống ngăn chặn kiểu tấn công này bằng cách thiết lập một số lượng tối đa của các nỗ lực đăng nhập vào một hệ thống trước khi tài khoản bị khóa. (ví dụ khi bạn đăng nhập vào một trang web mà bạn nhập sai password 5 lần thì tài khoản bạn từ động bị khóa lại 1 ngày) Trong các phần sau, chúng ta sẽ thảo luận làm thế nào hacker có thể thực hiện việc tự động đoán mật khẩu chặt chẽ hơn, cũng như các biện pháp đối phó với các cuộc tấn công như vậy. Performing Automated Password Guessing: (Tự Động Đoán Mật Khẩu) Để tăng tốc độ đoán của mật khẩu, hacker thường dùng công cụ tự động. Một cách có quá trình, dễ dàng để tự động đoán mật khẩu là sử dụng cửa sổ lệnh dựa trên cú pháp chuẩn của lệnh NET USE. Để tạo ra một kịch bản đơn giản cho việc đoán mật khẩu tự động, thực hiện các bước sau đây: 1. Tạo ra một tên người dùng đơn giản và tập tin mật khẩu bằng cách sử dụng các cửa sổ notepad. Dùng các dòng lệnh để tạo ra danh sách các từ điển. Và sau đó lưu vào các tập tin vào ổ đĩa C, với tên là credentials.txt 2. Sử dụng lênh FOR C:\> FOR /F “token=1, 2*” %i in (credentials.txt) 3. Gõ lệnh net use \\targetIP\IPC$ %i /u: %j để sử dụng file credentials.txt cố gắng logon vào hệ thống chia sẽ ẩn trên hệ thống mục tiêu Bảo Vệ Chống Lại Các Hoạt Động Đoán Mật Khẩu Có hai vấn đề tồn tại là bảo vệ chống lại đoán mật khẩu và tấn công mật khẩu. Cả hai cách tấn công đều rất thông minh tạo trạng thái bất an khi người dùng tạo mật khẩu riêng của họ. Một người sử dụng cũng có thể được chứng thực (authenticated) và xác nhận (validated) bằng cách kiểm tra. Trong đó yêu cầu hai hình thức nhận dạng (chẳng hạn như các thẻ thông minh (smart card) và mật khẩu) khi xác thực người dùng. Bằng cách yêu cầu một cái gì đó người dùng có thể có (smart card) và một cái gì đó mà người dùng biết (mật khẩu) , bảo mật tăng, và không dễ dàng tấn công . Offline Attacks Cuộc tấn công Offline được thực hiện tại một vị trí khác hơn là hành động tại máy tính có chứa mật khẩu hoặc nơi mật khẩu được sử dụng. Cuộc tấn công Offline yêu cầu phần cứng để truy cập vật lý vào máy tính và sao chép các tập tin mật khẩu từ hệ thống lên phương tiện di động. Hacker sau đó có file đó và tiếp tục khai thác lỗ hổng bảo mật. Bảng sau minh họa vài loại hình tấn công offline: Bảng 8.1: Các kiểu tấn công Offline Type of Attack Characteristics Example Password Dictionary attack Nỗ lực để sử dụng mật khẩu từ từ điển Administrator Hybrid attack Thay thế một vài ký tự của mật khẩu Adm1n1strator Brute-force-attack Thay đổi toàn bộ ký tự của mật khẩu Ms!tr245@F5a Dictionary Attack là cách tấn công đơn giản và nhanh nhất trong các loại hình tấn công. Nó được sử dụng để xác định một mật khẩu từ thực tế, và mật khẩu có thể được tìm thấy trong từ điển. Thông thường nhất, cuộc tấn công sử dụng một tập tin từ điển các từ có thể, sau đó sử dụng một thuật toán được sử dụng bởi quá trình xác thực. Các hàm băm (hash) của các từ trong từ điển được so sánh với hàm băm của mật khẩu người dùng đăng nhập vào, hoặc với các mật khẩu được lưu trữ trong một tập tin trên máy chủ. Dictionary Attack chỉ làm việc nếu mật khẩu là một thực thể có trong từ điển. Nhưng kiểu tấn công này có một số hạn chế là nó không thể được sử dụng với các mật khẩu mạnh có chứa số hoặc ký hiệu khác . Hybrid Attack là cấp độ tiếp theo của hacker, một nỗ lực nếu mật khẩu không thể được tìm thấy bằng cách sử dụng Dictionary Attack. Các cuộc tấn công Hybrid bắt đầu với một tập tin từ điển và thay thế các con số và các ký hiệu cho các ký tự trong mật khẩu. Ví dụ, nhiều người sử dụng thêm số 1 vào cuối mật khẩu của họ để đáp ứng yêu cầu mật khẩu mạnh. Hybrid được thiết kế để tìm những loại bất thường trong mật khẩu. Brute Force Attack là một cuộc tấn công bằng thuật toán brute-force, mà mọi cố gắng kết hợp có thể có của chữ hoa và chữ thường, chữ cái, số, và biểu tượng. Một cuộc tấn công bằng thuật toán brute-force là chậm nhất trong ba loại tấn công vì có thể kết hợp nhiều ký tự trong mật khẩu. Tuy nhiên, cách này có hiệu quả, cần có đủ thời gian và sức mạnh xử lý tất cả. Noneelectronic Attacks Các cuộc tấn công nonelectronicor là cuộc tấn công mà không sử dụng bất kỳ kiến thức kỹ thuật nào. Loại tấn công có thể bao gồm các kỹ thuật như social engineering, shoulder surfing, keyboard sniffing, dumpster diving. 2. Microsoft Authentication Microsoft đề xuất ra hàng loạt các giao thức thực dành cho hệ điều hành máy khách và máy chủ, môi trường workstation hoặc domain đều áp dụng được. Những giao thức có thể kế ra như trong hình, kèm theo là những phiên bản hệ điều hành sử dụng nó. Mỗi giao thức chứng thực có một cách mã hóa dữ liệu khác nhau, và độ dài mã hóa cũng khác nhau. Bảng 8.2 dưới đây là bảng thông tin mã hóa dành cho các loại chứng thực cơ bản. Hình 8. 3: Các giao thức chứng thực của Microsoft Bảng 8.2:Thông tin chứng thực cơ bản Giao thức xác thực NTLM Sử dụng một cơ chế thách thức-đáp ứng (challenge-response) để xác thực người dùng và máy tính chạy Windows Me hoặc hệ điều hành trước đó, hoặc máy tính chạy Windows 2000 hoặc sau đó mà không phải là một phần của doamin. Một người dùng được thách thức (challenge) để được cung cấp một số phần thông tin cá nhân duy nhất cho người sử dụng (response). Hình 8. 4: Mô hình chứng thực Challenge-Response Windows Server 2003 hỗ trợ ba phương pháp xác thực theo kiểu challenge- response sau đây: 1. LAN Manager (LM): Được phát triển bởi IBM và Microsoft để sử dụng trong OS2 và Windows cho Workgroups (Windows 95, Windows 98 và Windows Me). Đây là hình thức kém an toàn của xác thực challenge-response vì nó là dễ bị kẽ tấn công nghe trộm, và máy chủ chứng thực người dùng phải lưu trữ các thông tin trong LMHash . 2. NTLM version 1: Một hình thức an toàn hơn so với kiểu LM. Nó được sử dụng để kết nối với máy chủ chạy Windows NT với Service Pack 3 hoặc sớm hơn. NTLMv1 sử dụng giao thức mã hóa 56-bit. Máy chủ xác thực người dùng với bất kỳ phiên bản của NTLM nào, việc xác thực phải lưu trữ các thông tin trong một Hash NT. 3. NTLM version 2: Hình thức an toàn nhất có sẵn trong chứng thực challenge- response. Phiên bản này bao gồm một kênh an toàn để bảo vệ quá trình xác thực. Nó được sử dụng để kết nối với máy chủ chạy Windows 2000, Windows XP, và Windows NT với Service Pack 4 hoặc cao hơn. NTLMv2 sử dụng mã hóa 128-bit để đảm bảo các giao thức an toàn. LM Authentication LM Authentication cung cấp khả năng tương thích với hệ điều hành trước đó, bao gồm Windows 95, Windows 98 và Windows NT 4.0 Service Pack 3 hoặc sớm hơn. Ngoài ra còn có các ứng dụng trước đó mà có thể dựa vào cơ chế xác thực này. Tuy nhiên, giao thức LM là yếu nhất, và dễ dàng nhất để tấn công. Không sử dụng chứng thực LM trong một môi trường Windows Server 2003. Nâng cấp các máy tính dựa trên giao thức LM để loại bỏ lỗ hổng bảo mật này. Storing LM passwords Lý do chính không sử dụng giao thức LM là khi mật khẩu được tạo ra bởi người sử dụng và được lưu trữ để sử dụng, mật khẩu được chuyển đổi để LMHash một lần. LMHash chứa tên người dùng và hash của mật khẩu tương ứng. Hash là một hình thức mã hóa một chiều. Khi một khách hàng cố gắng để xác thực với chứng thực LM các hash của mật khẩu được truyền trên mạng. Máy chủ chỉ có thể để xác thực người sử dụng nếu máy chủ có lưu trữ LMHash . LMHash có một vài điểm yếu mà làm cho nó dễ bị tấn công hơn Hash NT. Các LMHash được lưu trữ là các chữ hoa, được giới hạn trong 14 ký tự. Nếu có hiểu biết, kẻ tấn công có được quyền truy cập vào LMHashes lấy được một số lượng lớn người sử dụng, có khả năng là kẻ tấn công sẽ giải mã được mật khẩu. Bảng 8.3: Ví dụ về mật khẩu và các LMHashes tương ứng mà có thể được lưu trữ. Chú ý rằng với hash của mật khẩu luôn có 14 ký tự, nếu chưa đủ thì ký tự E (mã 16) được thêm vào sau cùng. Trong quá trình tính toán các hash, mật khẩu ban đầu được chia thành hai bộ bảy ký tự. Nếu mật khẩu là bảy ký tự hoặc ít hơn, tập thứ hai của bảy ký tự là null. Điều này dẫn đến các ký E cuối cùng là một giá trị giúp cho kẻ tấn công biết các mật khẩu ban đầu là ít hơn tám ký tự. Điều này giúp kẽ tấn công giãm bơt thời gian dò tìm mã. Vô hiệu hóa mật khẩu LM Windows Server 2003 cho phép bạn vô hiệu hóa các LMHash để loại bỏ các lỗ hổng được trình bày ở trên. Tuy nhiên, nếu bạn có client đang chạy Windows 3.1 hoặc bản phát hành ban đầu của Windows 95 kết nối với một máy tính chạy Windows Server 2003, thì bạn không vô hiệu hóa các LMHash. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể vô hiệu hóa việc sử dụng LMHash trên cơ sở account-by-account bằng cách làm một trong những điều sau đây:  Sử dụng mật khẩu với 15 ký tự hoặc dài hơn.  Kích hoạt các giá trị registry NoLMHash cục bộ trên một máy tính hoặc bằng cách sử dụng chính sách an ninh.  Sử dụng các ký tự ALT trong mật khẩu. Ký tự ALT được đưa vào một mật khẩu bằng cách giữ phím ALT, gõ các phím số, và sau đó thả phím ALT. NTLM Authentication Như đã đề cập trước đó, NTLM bao gồm ba phương pháp xác thực challenge-response: LM, NTLMv1, và NTLMv2. Quá trình xác thực cho tất cả các phương pháp là như nhau, nhưng chúng khác nhau ở mức độ mã hóa. Quá trình xác thực Các bước sau đây chứng tỏ quá trình của một sự kiện xác thực xảy ra khi một client xác nhận đến domain controller bằng cách sử dụng bất kỳ các giao thức NTLM: Hình 8. 5: Mô hình chứng thực NTLM 1. Các client và server thương lượng một giao thức xác thực. Điều này được thực hiện thông qua việc thương lượng nhà cung cấp dịch vụ hổ trợ bảo mật của Microsoft (Security Support Provider). Client gửi tên người dùng và tên miền tới domain controller. 2. Domain controller chọn ngẫu nhiên 16 byte để tạo ra một chuỗi ký tự được gọi là nonce 3. Client mã hóa nonce này với một hash của mật khẩu và gửi nó trở lại domain controller. 4. Domain controller trả lời hash của mật khẩu từ cơ sở dữ liệu tài khoản bảo mật. 5. Domain controller sử dụng các giá trị băm lấy từ cơ sở dữ liệu tài khoản bảo mật để mã hóa nonce. Giá trị này được so sánh với giá trị nhận được từ client Nếu các giá trị phù hợp, client được chứng thực. Giao thức chứng thực Kerberos Là một giao thức xác thực mặc định cho Windows Server 2003, Windows 2000 và Windows XP Professional. Kerberos được thiết kế để được an toàn hơn và khả năng mở rộng hơn so với NTLM trên mạng lớn. Kerberos cung cấp thêm các lợi ích sau đây:  Hiệu quả (Efficiency): Khi một máy chủ cần xác thực một client, máy chủ Kerberos có thể xác nhận các thông tin của client mà không cần phải liên hệ với domain controller.  Tự chứng thực (Mutual authentication) Ngoài việc chứng thực cliet đến server, Kerberos cho phép máy chủ xác thực lẫn nhau.  Ủy quyền chứng thực (Delegated authentication): Cho phép các dịch vụ để đóng vai client khi truy cập vào tài nguyên.  Đơn giản hóa quản lý (TrustKerberos): có thể sử dụng trust giữa các domain trong cùng một forest và các domain kết nối với một forest.  Khả năng cộng tác ( Interoperability): Kerberos được dựa trên tiêu chuẩn Internet Engineering Task Force (IETF) và do đó tương thích với IETF khác tuân theo lõi Kerberos. Quy trình xác thực Kerberos Giao thức Kerberos lấy ý tưởng từ các con chó ba đầu trong thần thoại Hy Lạp. Ba thành phần của Kerberos là: 1. Các client yêu cầu dịch vụ hoặc chứng thực. 2. Các server lưu trữ các dịch vụ theo yêu cầu của client. 3. Một máy tính có nghĩa là đáng tin cậy của khách hàng và máy chủ (trong trường hợp này, Windows Server 2003 domain controller chạy dịch vụ Kerberos Key Distribution Center). Xác thực Kerberos được dựa trên các gói dữ liệu định dạng đặc biệt được gọi là ticket. Trong Kerberos, các ticket đi qua mạng thay vì mật khẩu. Truyền ticket thay vì mật khẩu làm cho quá trình xác thực tăng khả năng chống tấn công. Kerberos Key Distribution Center Key Distribution Center (KDC) duy trì một cơ sở dữ liệu các thông tin tài khoản cho tất cả các hiệu trưởng an ninh (security principals) trong miền. Các KDC lưu trữ một khoá mật mã chỉ có các nsecurity principals được biết đến. Khóa này được sử dụng để giao tiếp giữa security principals và KDC, và được biết đến như một chìa khóa dài hạn. Chìa khóa dài hạn được bắt nguồn từ mật khẩu đăng nhập của người dùng. Quá trình xác thực Kerberos Sau đây là mô tả một phiên giao dịch (giản lược) của Kerberos. Trong đó: AS = Máy chủ chứng thực (authentication server), TGS = Máy chủ cấp vé (ticket granting server), SS = Máy chủ dịch vụ (service server). Một cách vắn tắt: người sử dụng chứng thực mình với máy chủ chứng thực AS, sau đó chứng minh với máy chủ cấp vé TGS rằng mình đã được chứng thực để nhận vé, cuối cùng chứng minh với máy chủ dịch vụ SS rằng mình đã được chấp thuận để sử dụng dịch vụ. Hình 8. 6: Mô tả vắn tắt quy trình chứng thực Kerberos 1. Người sử dụng nhập tên và mật khẩu tại máy tính của mình (máy khách). 2. Phần mềm máy khách thực hiện hàm băm một chiều trên mật khẩu nhận được. Kết quả sẽ được dùng làm khóa bí mật của người sử dụng. 3. Phần mềm máy khách gửi một gói tin (không gửi mật mã hóa) tới máy chủ dịch vụ AS để yêu cầu dịch vụ. Nội dung của gói tin đại ý: “người dùng XYZ muốn sử dụng dịch vụ”. Cần chú ý là cả khóa bí mật lẫn mật khẩu đều không được gửi tới AS. 4. AS kiểm tra nhân dạng của người yêu cầu có nằm trong cơ sở dữ liệu của mình không. Nếu có thì AS gửi 2 gói tin sau tới người sử dụng: o Gói tin A: “Khóa phiên TGS/client” được mật mã hóa với khóa bí mật của người sử dụng. o Gói tin B: “Chấp Thuận Vé” (bao gồm chỉ danh người sử dụng (ID), địa chỉ mạng của người sử dụng, thời hạn của vé và “Khóa phiên TGS/client”) được mật mã hóa với khóa bí mật của TGS. 5. Khi nhận được 2 gói tin trên, phần mềm máy khách giải mã gói tin A để có khóa phiên với TGS. (Người sử dụng không thể giải mã được gói tin B vì nó được mã hóa với khóa bí mật của TGS). Tại thời điểm này, người dùng có thể xác thực mình với TGS. 6. Khi yêu cầu dịch vụ, người sử dụng gửi 2 gói tin sau tới TGS: o Gói tin C: Bao gồm “Vé chấp thuận” từ gói tin B và chỉ danh (ID) của yêu cầu dịch vụ. o Gói tin D: Phần nhận thực (bao gồm chỉ danh người sử dụng và thời điểm yêu cầu), mật mã hóa với “Khóa phiên TGS/máy khách”. 7. Kh