Крис Касперский - ТЕХНИКА СЕТЕВЫХ АТАК

Очевидно, атакующему приходится искать другие пути. Например, попытаться получить содержимое файла паролей. Однако еще в самых ранних версиях операционной системы UNIX разработчики предвидели последствия хранения паролей в открытом виде и приняли необходимые меры безопасности. В UNIX все пароли хранятся в зашифрованном виде, и даже если подсмотреть содержимое файла паролей, - это ничего не даст. Если, конечно, их не удастся расшифровать. Одни утверждают, дескать, это математически невозможно, другие же проникают в чужие системы, в обход математики. И ниже будет показано как.

Строго говоря, выражение «зашифрованные пароли» в отношении UNIX технически безграмотно. Шифрование в общем случае представляет собой обратимое преобразование: если злоумышленники зашифровали свой секретный плат захвата Белого Дома, а, расшифровав, получили Уголовный Кодекс, то уже не шифрование получается! Но в UNIX дела обстоят еще хуже. Зашифровать-то пароль она зашифрует, но вот расшифровать обратно его не сможет ни злоумышленник, ни легальный пользователь, ни даже сама система! Удивительно, как же она ухитряется работать и безошибочно отличать «своих» от «чужих»?

На самом деле ничего удивительно здесь нет! И подобный алгоритм авторизации известен уже давно. Но прежде, чем приступать к его изучению, рассмотрим, классический способ побайтовой сверки паролей. Для этого окажется не лишним написать коротенькую тестовую программу на языке Си, например, такую (смотри “/SRC/passwd.simple.c”).

· #include «stdio.h»· #include «string.h»·· void main()· {· char buf[100],fbuf[100];· FILE *f;· if (!(f=fopen("passwd.simple","r"))) return;· printf("Enter password:");· fgets( amp;buf[0],100,stdin);· fgets( amp;fbuf[0],100,f);· if (strcmp( amp;buf[0], amp;fbuf[0]))· printf("Wrong password!n");· else· printf("Password okn");·}

Ядро этой простейшей системы аутентификации состоит всего из одной строки (в листинге она выделена жирным шрифтом), побайтно сравнивающей строку, введенную в качестве пароля, со строкой, считанную из файла паролей.

Разумеется, файл паролей необходимо сформировать загодя, и для этого пригодится программа, исходный текст которой приведен ниже (а на диске она находится под именем “/SRC/passwd.simple.add.new.user”):

· #include «stdio.h»·· void main(int count, char ** arg)· {· char buf[100];· FILE *f;· if (!(f=fopen("passwd.simple","w"))) return;· printf("Enter password:");· fgets( amp;buf[0],100,stdin);· fputs( amp;buf[0],f);· fclose(f);·}

На запрос “Enter password:” введем любой пришедший на ум пароль. Например, “MyGoodPassword”. Запустив “passwd.simple.exe” убедимся: программа уверенно распознает правильные и ложные пароли, работая на первый взгляд как будто безупречно.

К сожалению, такую защиту очень легко обойти. Если есть доступ к файлу паролей (а если его не будет, как изволите извлекать пароли для проверки?) тривиальный просмотр содержимого позволит получить пароли всех пользователей, а это никак не входит в планы разработчиков защиты.

Для разминки воспользуемся командой “type passwd.simple” и на экране незамедлительно появится содержимое файла паролей:

· type passwd.simple

· MyGoodPassword

Разработчики UNIX нашли оригинальное решение, прибегнув к необратимому преобразованию - хешированию. Предположим, существует некая функция f, преобразующая исходную строку к некой последовательности байт таким образом, чтобы обратный процесс был невозможен или требовал огромного объема вычислений, заведомо недоступного злоумышленнику. Математички это можно записать как:

· f(passwd) -» x

Вся изюминка в том, что если строка s1 равна строке s2, то и f(s1) заведомо равно f(s2). А это дает возможность отказаться от хранения паролей в открытом виде. В самом деле, вместо этого можно сохранить значение функции f(passwd), где passwd оригинальный пароль. Затем применить ту же хеш-функцию к паролю, введенному пользователем (userpasswd), и, если f(userpasswd) - f(passwd), то и userpasswd - passwd! Поэтому, доступность файла «зашифрованных» паролей уже не позволяет воспользоваться ими в корыстных целях, поскольку по условию функция f гарантирует, что результат ее вычислений необратим, и исходный пароль найти невозможно.

Сказанное легче понять, самостоятельно написав простейшую программу, работающую по описанной выше методике. Сначала необходимо выбрать функцию преобразования, отвечающую указанным условиям. К сожалению, это сложная задача, требующая глубоких познаний криптографии и математики, поэтому, просто посчитаем сумму ASCII кодов символов пароля и запомним результат. Пример реализации такого алгоритма приведен ниже (смотри файл “passwd.add.new.user.c”):

· #include «stdio.h»· #include «string.h»·· void main()· {· char buf[100],c;· int sum=0xDEAD,i=0;· FILE *f;·· if (!(f=fopen("passwd","w"))) return;· printf("Enter password:");· fgets( amp;buf[0],100,stdin);· while(buf[i])· {· c=buf[i++];· sum+=c;· }· _putw(sum,f);·}

Запустим откомпилированный пример на выполнение и в качестве пароля введем, например, “MyGoodPassword”. Теперь напишем программу, проверяющую вводимый пользователем пароль. Один из возможных вариантов реализации показан ниже (смотри файл “/SRC/passwd.c”):

· #include «stdio.h»· #include «string.h»·· void main()· {· char buf[100],c;· int sum=0xDEAD,i=0,_passwd;· FILE *f;·· if (!(f=fopen("passwd","r"))) return;· printf("Enter password:");· fgets( amp;buf[0],100,stdin);· _passwd=_getw(f);·· while(buf[i])· {· c=buf[i++];· sum+=c;· }· if (sum-_passwd)· printf("Wrong password!n");· else· printf("Password okn");··}

Обратите внимание на выделенные строки - и в том, и в другом случае использовалась одна и та же функция преобразования. Убедившись в умении программы отличать «свои» пароли от «чужих», заглянем в файл “passwd”, отдав команду “type passwd”:

· type passwd· Yф

Совсем другое дело! Попробуй-ка, теперь угадай, какой пароль необходимо ввести, что система его пропустила. Строго говоря, в приведенном примере это можно без труда и задача решается едва ли не в уме, но условимся считать выбранную функцию односторонней и необратимой.

Из односторонности функции следует невозможность восстановления оригинального пароля по его хешу, и доступность файла passwd уже не позволит злоумышленнику проникнуть в систему. Расшифровать пароли невозможно, потому что их там нет. Другой вопрос, удастся ли подобрать некую строку, воспринимаемую системой как правильный пароль? К обсуждению этого вопроса мы еще вернемся позже, а для начала рассмотрим устройство механизма аутентификации в UNIX.

Первые версии UNIX в качестве односторонней функции использовали модифицированный вариант известного криптостойкого алгоритма DES. Под криптостойкостью в данном случае понимается гарантированная невозможность вычисления подходящего пароля никаким иными способом, кроме тупого перебора. Впрочем, существовали платы, реализующие такой перебор на аппаратном уровне и вскрывающие систему за разумное время, поэтому пришлось пойти рискованный шаг, внося некоторые изменения в алгоритм, «ослепляющие» существующее «железо». Риск заключался в возможной потере криптостойкости и необратимости функции. К счастью, этого не произошло.

Другая проблема заключалась в совпадении паролей пользователей. В самом деле, если два человека выберут себе одинаковые пароли, то и хеши этих паролей окажутся одинаковыми (а как же иначе?). А вот это никуда не годится, - в многопользовательской системе шансы подобного совпадения не так малы, как это может показаться на первый взгляд, и в результате возможен несанкционированный доступ к чужим ресурсам.

Разработчики нашли элегантное решение, - результат операции хеширования зависит не только от введенного пароля, но и случайной последовательности бит, называемой привязкой (salt). Разумеется, саму привязку после хеширования необходимо сохранять, иначе процесс не удастся обратить. Однако никакого секрета привязка не представляет, (поскольку шифрует не хеш-сумму, а вводимый пользователем пароль).

Хеш-суммы, привязки и некоторая другая информация в UNIX обычно хранится в файле “/etc/passwd”, состоящего из строк следующего вида:

· kpnc:z3c24adf310s:16:13:Kris Kaspersky:/home/kpnc:/bin/bash

Разберем, что этот дремучий лес обозначает. Первым идет имя пользователя (например, “kpnc”), за ним, отделенное двое точением, следует то, что начинающими по незнанию называется «зашифрованным паролем». На самом деле это никакой не пароль - первые два символа представляют собой сохраненную привязку, а остаток - необратимое преобразование от пароля, то есть хеш. Затем (отделенные двоеточием) идут номер пользователя и номер группы, дополнительная информация о пользователе (как правило, полное имя), а замыкают строй домашний каталог пользователя и оболочка, запускаемая по умолчанию.

Шифрование паролей происходит следующим образом, - случайным образом выбираются два символа привязки [100], использующиеся для модификации алгоритма DES. Затем шифруется строка пробелов с использованием пароля в качестве ключа. Полученное 64 битое значение преобразуется в одинадцатисимвольную строку. Спереди к ней дописываются два символа привязки, и на этом весь процесс заканчивается.