Prolamování hesel

Schopnost prolomit zahashované heslo je důležitou dovedností každého bezpečnostního experta. I když bude server sebelépe zabezpečen, stačí jedno slabé heslo a útočník se ho může jednoduše zmocnit. Je nutné vědět jaká hesla jsou prolomitelná a jaká už ne.

Nejprve je však potřeba porozumět tomu, jak jsou hesla ukládána, neboť to je klíč k jejich prolomení.

Hesla většinu času nejsou ukládána ve své přímé podobě (takzvaně v plaintextu), ale jsou ukládána ve své zahashované formě.

Hashování

Hashování je jednosměrná matematická operace, která pro libovolně dlouhý vstupní text vždy vytvoří stejný výstupní text o fixní délce. Nemusí jít pouze o textový řetězec, mohou být použita jakákoliv jiná data. Pokud se nesnažíme proniknout přímo do matematiky algoritmů, tak to v zásadě není nic složitého.

Například heslo “ahoj123” zahashované pomocí algoritmu sha256 vytvoří hash: “f18e8a90bd0f6267a733d0036f3349dcf4f3f68556ce143084b35fe0d70b6044”

Tento hash má 64 znaků a vždy mít bude, nehledě na to jak dlouhý text mu na vstup dáme. Ale i drobná změna vstupního textu vytvoří kompletně odlišný hash.

Takže když zahashujeme heslo “ahoj1234” pomocí stejného algoritmu, tak vznikne opět hash o délce 64 znaků, ale zcela jiný. “326851a67389beec6d7ef48bc51b6143e29f8c51c9fb46899f9242b42a032a9f”

Tyto operace jsou jednosměrné a pro stejný vstup vytvoří vždy stejný výstup. Při vytvoření nového účtu zadáte heslo, stránka ho zahashuje a uloží ho v jeho zahashované podobě. Při vašem opětovném přihlášení stránkla opět zahashuje vámi zadané heslo a ověří ho tím, že ho porovná s hashem uloženým v databázi.

Jak funguje prolamování hesel

Jak jsme si už řekli, hashování je jednosměrná matematická operace, takže z hashe nelze žádným způsobem, pomocí žádných výpočtu získat zpět původní heslo. Jak se tedy hesla crackují?

Využívá se výše zmíněné vlastnosti, že pro konkrétní vstup má hash vždy stejnou podobu, takže pokud zahashujeme heslo “ahoj123”, dostaneme:

“f18e8a90bd0f6267a733d0036f3349dcf4f3f68556ce143084b35fe0d70b6044”

Pokud heslo “ahoj123” zahashujeme znovu, bude mít opět stejný hash:

“f18e8a90bd0f6267a733d0036f3349dcf4f3f68556ce143084b35fe0d70b6044”. Takže je jasné, že hesla crackujeme tak, že zahashováváme hesla, o nichž si myslíme, že je mohl uživatel použít. Pak jen porovnáváme naše hashe s těmi, které chceme prolomit. A už se roztáčí spirála obran a útoků mezi uživateli a hackery. Tohle by to totiž znamenalo, že ve většině případů stačí hackerovi znát uživatelovo jméno, přezdívku, mazlíčka, oblíbený sportovní klub… a může prolomit jeho heslo. Proto bezpečnostní experti hackerům museli jejich činnost trochu osolit, opepřit a jinak zavařit.

Salt

Salt je řetězec náhodných znaků, který systém vygeneruje a následně umístí před uživatelovo heslo. Zahashuje pak celý nově vytvořený řetězec. Po zahashování se salt zapíše před hash: VsCKEMNGvjDyksH4.59a8aafb1e9e75c25eb2e8a9c936b1d822c82b6e6c1a842455a657331ffdb950 . Systém u stejného uživatele přidá vždy stejný salt. Uživatel ho samozřejmě nezná. Salt je zcela náhodný, tudíž se jeho přidáním zvýší jedinečnost hesla a zlepšuje se jeho zabezpečení.

V případě, že by dva různí uživatelé použili shodné heslo, systém podle emailové adresy,uživatelského jména nebo jiného identifikátoru pozná, o koho se jedná a při přihlašování použije jemu přiřazený salt. Tudíž výsledkem bude, že dvě identická hesla různých uživatelů budou mít v systému uložený rozdílný hash.

Pepper

Je velmi podobný saltu a funguje na stejném principu, ale s tím rozdílem, že není uložený u hashe, ale zcela jinde. Zatímco je salt spolu se zahashovaným heslem uložený v databázi hesel, pepper je uschován odděleně, aby nebyla zjevná jeho souvislost s heslem. Často je uložen v hardware security modulu. Aby i pepper odolal prolomení hrubou silou (bruteforce), doporučuje se jeho velikost alespoň 112 bitů. Pepper se někdy nazývá secret salt.

Iterace

Je další způsob, jak zvýšit složitost hesel. Jedná se o vkládání hashovacích funkcí do sebe. Výstup funkce vnořené se použije jako vstup jí nadřazené funkce, takže například řetězec: sha256(sha256(sha256(sha256(sha256(hash))))). Heslo je zahashováno několikrát po sobě.

Historie crackování hesel

Stejně jako s vynálezem zámků vznikly šperháky, tak stejně při vzniku hashovacích algoritmů vznikaly programy na jejich prolomení.

Nejprve se používal program Cain & Abel. Program, ale sloužil spíše jako proof of concept, k prvotnímu zjištění, jestli má takovýto produkt vůbec naději na uplatnění a je realizovatelný, než že by s ním šli crackovat velké databáze hesel. Pro výpočty používal procesor a nebyl dobře optimalizovaný. Hashovací algoritmy minulosti, jako například MD5, byly sice jednodušší na spočítání, ale hardware minulosti měl obdobně mnohem menší výpočetní výkon.

V dnešní době se používá program Hashcat, který je velice dobře optimalizovaný a hlavně pro výpočty používá grafickou kartu, která má mnohem větší potenciál a může na ní běžet mnohem více paralelních výpočtů než na procesoru.

Jak identifikovat hash

Představte si, že jste třeba na soutěži CTF nebo při pentestování nějaké firmy dostali třeba: “7e2677c4c788b2ca0c378c4824dd4928e5fcdd43b504050e2eaec22984762c78”. Co s tím? Prvním krokem je určit, o jaký hash se jedná. Přesněji, jaký algoritmus byl použit pro jeho vytvoření.

K tomu můžete použít například software hashid nebo hash-identifier. Oba programy jsou předinstalovány v Kali-linuxu. Pokud zrovna nemáte přístup k těmto programům můžete použít nějaký online nástroj. Stačí do vašeho vyhledávače zadat “hash identifier” a určitě narazíte na nějakou užitečnou stránku.

Nejpopulárnější hashe jsou:

• md5 (zastaralý)

• sha256

• NTLM (windows hesla)

Způsoby crackování

OK, identifikovali jste algoritmus, už víte, o jaký druh hashe se jedná. Teď zbývá jen ho rychle prolomit. Pro nejrychlejší prolomení je potřeba použít správný typ útoku. Každý způsob má své výhody i své nevýhody. Vše závisí na situaci.

Mask attack

Také se občas označuje jako bruteforce attack. Jedná se o útok, kde se zkouší všechny možné kombinace definované zadanou maskou. Zadáme masku a program si již generuje možné kandidáty na heslo. Pointa je, že znáte masku. Pokud víte, že heslo je pouze z písmen, můžete definovat masku, které generuje náhodné kombinace zvolených znaků.

Nebo víte, že heslo bude z malých písmen plus bude obsahovat čísla nebo víte, že to bude komplexnější maska, že první 4 znaky budou velká nebo malá písmena, další 2 znaky budou čísla a poslední znak bude nějaký speciální znak. Tj. definujete masku, která pak za vás zkouší všechny odpovídající kombinace.

• ?l = abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
• ?u = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
• ?d = 0123456789
• ?h = 0123456789abcdef
• ?H = 0123456789ABCDEF
• ?s = «space»!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[]^_`{|}~
• ?a = ?l?u?d?s
• ?b = 0x00 - 0xff

Výhodou tohoto útoku je, že systematicky vyzkouší všechny možnosti, takže pokud máte dostatečně rychlý hashovací algoritmus a dostatečně krátké heslo, tak je bruteforcnutí hesla relativně dobrá cesta.

Nejčastěji by se tento druh útoku použil na náhodně generovaná hesla, která nemají žádnou podobu se slovy, nebo na hesla, která se skládají pouze z čísel. Většinou však hesla nejsou

náhodné řetězce znaků, ale tvoří nějaké slovo, blízké tomu, kdo ho vytvořil. Typický uživatel pro zvýšení neprolomitelnosti hesla, nebo kvůli požadavku IT technika přidává pár čísel na konec. Zde pak přichází ke slovu Dictionary attack a Rule attack.

Dictionary attack

Je to nejefektivnější útok při crackování běžných hesel. Používá se slovník (dictionary) již prolomených hesel v daném jazyku. (Použít slovník s anglickými hesly nebude moc efektivní na prolomení českých hesel.

Rule attack

Rule neboli pravidlo je nějak definované upravení původního hesla, takže z hesla “ahoj” můžeme pomocí pravidel vytvořit například “Ahoj”, “ahoj123”, “ahojahoj”, “AHOJ007” a další variace. Více pravidel pohromadě se nazývá ruleset.

Kombinace dictionary attacku a rulesetu je pravděpodobně nejefektivnější útok na velké databáze. Nejrychleji prolomíte nejvíce hesel. Avšak to, že s tímto útokem budete mít 100% úspěch je velice nepravděpodobné.

Pokud jde o prolomení jednoho specifického hesla, můžete zvolit taktiku, kde seženete co nejvíce údajů o oběti a vytvoříte vlastní slovník se slovy, která by mohla být potenciální hesla a aplikujete na tento malý slovník hodně velký ruleset. Některé rulesety obsahují až statisíce pravidel, což znamená, že každé heslo v slovníku se ještě sto tisíckrát upraví a vyzkouší se všechny jeho varianty.

Více informací se dá najít zde: www.hashcat.net/wiki/doku.php?id=rule_based_attack

Jak vznikají slovníky a kde je sehnat

Na internetu se stále objevují ukradené nebo leaknuté databáze zahashovaných hesel. Někdo tato hesla prolomí a z velkých objemů dat se dá vytvářet slovník nejčastějších hesel. Je však nutné brát v potaz, že slovníky budou nejčastěji obsahovat anglická hesla. S trochou hledání se však dají sehnat i slovníky nejčastějších hesel pro daný jazyk i pro Češtinu. Za nejznámější wordlist by se dal považovat “rockyou”.

Rainbow tables

Jedná se o soupis hesel a jejich hashů pro daný algoritmus. To je velké zrychlení při prolamování hesla, protože každé potenciální heslo nemusíte zahashovávat. Stačí pouze v rainbowtables najít jeho hash a podívat se, jaké je heslo v plaintextu. To všechno sice zní úžasně, vypadá to, že stačí, aby jednou někdo s velkým výpočetním výkonem vytvořil velký rainbowtable a žádné heslo nebude nikdy v bezpečí. Ale opak je pravdou.

Salt a pepper eliminují rainbow table attack z toho důvodu, že stejná hesla mají vždy jiný hash právě kvůli saltu nebo pepperu.

Další nevýhodou je objem dat. Rainbowtables mohou dosahovat i několik desítek terabytů, ale klidně i mnohem více.

Online rainbowtables

Jedná se o rainbowtables, ale bez nevýhody uložení obrovských objemů dat na svém počítači. Samotné rainbowtables co obsahující obrovská množství hesel v nejpopulárnějších algoritmech jako například sha256, md5, lm, NTLM…se nacházejí v online databázi a jsou přístupné pomocí webové stránky. Třeba www.crackstation.com. Pokud například v soutěži ctf dostanete jako úkol nebo součást úkolu prolomit sha256 nebo md5 hash, tak nejjednodušší a nejrychlejší varianta je zkusit právě crackstation nebo její alternativy.

Hashcat

Jedná se o nejpopulárnější i nejrychlejší software na crackování hesel, který je ještě k tomu open source. Hlavní výhodou hashcatu je jeho podpora akcelerace pomocí grafické karty nebo více grafických karet. Grafické karty mají oproti procesoru tisíce jader, a proto jsou násobně krát rychlejší pro výpočty jako je například hashování.

Hashcat má za sebou mnoho let vývoje a skrývá v sobě mnoho vlastností, které ho umisťují před ostatní crackovací softwary. Hashcat je multi platform software, takže může běžet na Windows, Linuxu i macOS. Umí crackovat více hashů najednou, klidně i celé databáze. Dovoluje pozastavit crackovací session a následně ho umí znovu obnovit na místě kde skončil. Má zabudovanou kontrolu teploty grafických karet, takže pokud teplota karty překročí například 95°C, tak se hashcat přeruší a progress se uloží, aby se mohl session opět obnovit.

Jak ovládat hashcat

Hashcat nemá grafické rozhraní, je to čistě terminálová aplikace. Proto se ovládá pomocí přepínačů a ty nejpoužívanější si nyní popíšeme. Hashcat má i tu výhodu, že pokud byste si zrovna na nějaký zde popsaný pokyn nemohli vzpomenout, tak “hashcat -h” vám vypíše help a všechny přepínače.

-a [číslo] - určuje typ útoku. Například -a 0 je dictionary attack, -a 3 je mask attack

-m [číslo] - udává hash mode, místo [číslo] napište číselný kód hashe. Například NTLM je kód 1000.

-r [soubor s pravidly] - aplikuje pravidla z souboru na každé potenciální heslo

Obecný zápis:

hashcat [parametry] [hash|hashfile] [slovník|maska]

Příklady konkrétního zápisu:

./hashcat -m 0 -a 3 md5_hash.txt ?d?d?d?d ./hashcat -m 1000 -a 0 ntlm_hash.txt rockyou.txt

Převádění hashů do formátu pro hashcat

Některé hashe ve své surové podobě nelze přímo zadat hashcatu jako source hash. Nejprve je potřeba převést do formátu, kterému bude hashcat rozumět. Například se může jednat o wpa nebo wpa2 hash. Může vás těšit to, že pokud narazíte na nějaký problém, tak na něj pravděpodobně už narazil někdo před vámi a na wiki nebo fóru hashcatu určitě naleznete odpověď.

Například pro převedení wpa nebo wpa2 4-way handshaku můžete použít: www.hashcat.net/cap2hashcat. Tento web využívá hcxtools, které ale můžete použít i offline. Jsou předinstalované v Kali-linuxu.

Hashtopolis aka hashcat přes síť

Hashcat sice podporuje více grafických karet v jednom počítači, ale co když i to je málo? Pokud musíte prolomit heslo opravdu rychle, k tomu vám poslouží program hashtopolis. Použije a propojí více počítačů tak, aby si mezi sebou rovnoměrně rozdělily práci.

Využívá jednoho serveru, který slouží jako řídící, rozděluje práci a posílá jednotlivé úkoly klientům.

https://github.com/hashtopolis/server

Co ovlivňuje rychlost crackování hesel

Rychlost crackování hesel v domácích podmínkách na vašem počítači ovlivňuje hlavně rychlost grafické karty. Nemusí to být vždy pravidlem, ale čím modernejší a dražší karta, tím bude pravděpodobněji výkonnější pro výpočty. Popřípadě znásobíte rychlost použitím více grafických karet. Rychlost se zvedá rovnoměrně s každou přidanou kartou, takže 4 krát více karet bude mít 4 krát vyšší crackovací rychlost.

Jak se bránit, jak vytvořit silné heslo

Když už víte, jak prolomit cizí heslo, je potřeba vědět, jak si vytvořit své heslo, aby ho neprolomili.

Základ je nepoužívat více stejných hesel pro více služeb. Pak stačí, aby jedné firmě se špatným zabezpečením někdo ukradl databázi, která může mít klidně hesla v plaintext podobě a pak stačí použít váš email a heslo, které známe a zkusit tyto kombinace na mnoha dalších stránkách. Známý soupis těchto dat je například “breachcompilation” s 1.4 miliardami, nebo “COMB” s 3.2 miliardami kombinacemi emailů a hesel.

Další dobrá praktika je používat hesla s velkou délkou a hodně různými znaky, takže velká a malá písmena, čísla i speciální znaky. Například můžete použít nějakou větu, takže bude mít heslo třeba okolo 30 znaků, některá písmena nahradíte čísly a budete střídat velká a malá písmena. Takové heslo je velice obtížně prolomitelné, spíše neprolomitelné. Můžete použít i náhodně generovaná dlouhá hesla od password manageru.

V poslední řadě může být užitečné podívat se do velkých známých wordlistů a zjistit jestli se v něm už náhodou nenachází heslo, které chcete použít. Pokud by tam už bylo, tak by to útočníkovi velmi ulehčilo práci.

Kolize v hashovacích algoritmech

Nepřipadá vám, že tu něco malinko nehraje? Jak už víte hash má vždy fixní délku, takže i když je neomezený počet vstupních řetězců (hesel), je omezený počet hashů. Z toho plyne, že pro dva rozdílné vstupy bude muset být stejný hash. A přesně to je kolize. Kolize je nebezpečná, protože zeslabuje sílu hashovacího algoritmu.