本次分析源于去年HITCON的一题密码学题目, 比赛完了本来就准备分析一波, 但是一直拖到了现在, 该题利用到了CVE-2016-6313, 可以预测到gcrypt生成的随机数中第580-600共20byte的值
CVE-2016-6313网上对该CVE没啥详细的分析, 就ppp的wp写的比较详细
漏洞代码段:
POOLBLOCKS=30 DIGESTLEN=20 BLOCKLEN=64
其中 pool 为随机数池, 一串未知的随机数, 循环结束后的 p 则是我们最终得到的随机数
从代码中可以看出, 整个 POOLSIZE = POOLBLOCKS * DIGESTLEN = 600
随机数池以600byte为单位进行生成随机数
在600byte的随机池中又以20byte进行分块, 但是循环只循环了29次, 其中最开始的20byte不变.
在循环中对随机数的处理, 有这么一个逻辑
取当前的POOLBLOCK的前20byte和后44byte组成64byte, 进入 _gcry_sha1_mixblock 函数进行sha1的hash计算.
如果当前POOLBLOCK后面不足44byte则从开头获取
这就会导致, 当计算最后一个POOLBLOCK时, 新生成的hash值为前20byte+开头的44byte进行sha1的hash计算, 而这些值都为输出的随机数.
也就是说, 如果我们已知前580bytes的随机数, 则可以预测到580-600之间20byte的随机数.
sha1计算其中 _gcry_sha1_mixblock 和正常 sha1 函数的区别是, _gcry_sha1_mixblock 不增加padding, hash初始值由第一个参数决定.
在代码中 _gcry_sha1_mixblock 的第一个参数是 &md , 为上一次hash计算的结果, 也就是前20byte的值
用python实现了该功能代码:
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import ctypes import struct def ROTL32(x, r): try: a = (x << r) ^ (x >> (32 - r)) except: print type(x) print type(r) exit(-1) return a class SHA1(): def __init__(self): self.length_ = 0 self.unprocessed_ = 0 self.hash_ = [ 0x67452301, 0xefcdab89, 0x98badcfe, 0x10325476, 0xc3d2e1f0 ] def sha1_process(self): wblock = [] for x in xrange(80): wblock.append(0) for x in xrange(16): wblock[x] = self.block[x] for x in xrange(16, 80): wblock[x] = ROTL32(wblock[x - 3] ^ wblock[x - 8] ^ wblock[x - 14] ^ wblock[x - 16], 1) & 0xFFFFFFFF a = self.hash_[0] b = self.hash_[1] c = self.hash_[2] d = self.hash_[3] e = self.hash_[4] for x in xrange(20): temp = ROTL32(a, 5) + (((c ^ d) & b) ^ d) + e + wblock[x] + 0x5A827999 temp &= 0xFFFFFFFF e = d d = c c = ROTL32(b, 30) & 0xFFFFFFFF b = a a = temp for x in xrange(20, 40): temp = ROTL32(a, 5) + (b ^ c ^ d) + e + wblock[x] + 0x6ED9EBA1 temp &= 0xFFFFFFFF e = d d = c c = ROTL32(b, 30) & 0xFFFFFFFF b = a a = temp for x in xrange(40, 60): temp = ROTL32(a, 5) + ((b & c) | (b & d) | (c & d)) + e + wblock[x] + 0x8F1BBCDC temp &= 0xFFFFFFFF e = d d = c c = ROTL32(b, 30) & 0xFFFFFFFF b = a a = temp for x in xrange(60, 80): temp = ROTL32(a, 5) + (b ^ c ^ d) + e + wblock[x] + 0xCA62C1D6 temp &= 0xFFFFFFFF e = d d = c c = ROTL32(b, 30) & 0xFFFFFFFF b = a a = temp self.hash_[0] += a self.hash_[1] += b self.hash_[2] += c self.hash_[3] += d self.hash_[4] += e for x in xrange(5): self.hash_[x] &= 0xFFFFFFFF def str_to_block(self, x): self.block = [] for i in xrange(x, x + 64, 4): tmp = self.msg[i: i + 4] tmp = int(tmp.encode('hex') or '0', 16) self.block.append(tmp) def sha1(self, msg, length): self.msg = msg self.length_ = length self.msg += (64 - length % 64) * '\x00' self.str_to_block(0) self.sha1_process() return self.final() def final(self): for x in xrange(5): self.hash_[x] = ctypes.c_uint32(self.hash_[x]) result = "" for x in self.hash_: result += "{:0>8}".format(hex(x.value)[2:-1]) return result if __name__ == '__main__': hash_test = SHA1() msg = "a"*64 print hash_test.sha1(msg, len(msg)) 测试代码见:
https://github.com/Hcamael/ctf-library/tree/master/OTP其中 hint_test.c 为测试代码, check_random.py 为预测随机数代码
$ gcc hint_test.c -o test -lgcrypt $ ./test | xargs python check_random.py the random can be predicted
需要装libgcrypt库, 源码见参考链接2, 自行编译安装, 影响版本见参考链接1.
如在测试过程中失败, 首先检测编译安装的版本是否是含有漏洞的版本, 然后再用 ldd test , 查看动态链接到的库是否是你编译安装的那个库.
ps: 我是使用1.7.2版本编译安装进行测试, 测试成功
总结具体利用就是HITCON 2016 OTP 密码学题目, 题解payload见参考链接3
参考:
https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=CVE-2016-6313 https://github.com/gpg/libgcrypt/blob/libgcrypt-1.7.3/random/random-csprng.c https://github.com/pwning/public-writeup/blob/master/hitcon2016/crypto150-otp/README.md https://github.com/Hcamael/ctf-library/tree/master/OTP