作者： 新思科技首席安全專(zhuān)家Tuomo Untinen

新思科技在早前發(fā)現(xiàn)D-Link DIR-850存在漏洞。此漏洞允許未經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證的用戶(hù)加入路由器提供的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。一旦加入該網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)就可以訪(fǎng)問(wèn)該網(wǎng)絡(luò)上任何其他用戶(hù)可用的所有服務(wù)、計(jì)算機(jī)和設(shè)備。未經(jīng)授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)通常是更廣泛攻擊的第一步。

作為Defensics SafeGuard開(kāi)發(fā)的一部分，我們發(fā)現(xiàn)了D-Link DIR-850L無(wú)線(xiàn)AC路由器（硬件修訂版本A）中的漏洞。該漏洞使攻擊者無(wú)需提供憑據(jù)即可完全訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。我們的方法在接入點(diǎn)連接期間跳過(guò)關(guān)鍵步驟，完全繞過(guò)加密。

在確定此漏洞后，新思科技繼續(xù)與芬蘭國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全中心（NCSC-FI）協(xié)調(diào)披露事宜，編號(hào)為CVE-2018-18907。我們與D-Link合作重現(xiàn)了這個(gè)漏洞問(wèn)題。在2018年11月6日，D-Link已經(jīng)為受影響的設(shè)備提供了修復(fù)方案。

WPA2是用于客戶(hù)端和接入點(diǎn)（AP）之間的WLAN網(wǎng)絡(luò)通信的加密技術(shù)。為了相互連接，AP和客戶(hù)端都需要知道預(yù)共享密鑰（PSK），它們?cè)赪PA握手過(guò)程中交換，隨后在它們之間打開(kāi)加密通道。

通常，破壞WPA2加密需要在AP和客戶(hù)端（也稱(chēng)為請(qǐng)求者）上執(zhí)行無(wú)線(xiàn)捕獲，其中握手過(guò)程完全可見(jiàn)，或者僅從AP獲取對(duì)偶主密鑰標(biāo)識(shí)符（PMKID）。完成此操作后，您將獲得強(qiáng)制WPA2 PSK所需的所有信息。獲取PSK所需的時(shí)間取決于硬件和PSK長(zhǎng)度。但有時(shí)候通過(guò)WPA2加密需要一點(diǎn)運(yùn)氣，這往往不到一秒鐘。

辦公室日常工作

2018年8月初，我正在為新思科技的Defensics解決方案完成新版本的測(cè)試套件，該解決方案為各種協(xié)議提供模糊測(cè)試。模糊測(cè)試是一種測(cè)試方法，測(cè)試工具發(fā)送格式錯(cuò)誤的輸入以發(fā)現(xiàn)軟件中潛在的安全漏洞。這種包含意外或無(wú)效數(shù)據(jù)的格式錯(cuò)誤的輸入稱(chēng)為異常測(cè)試用例。

我最后添加到測(cè)試套件中的信息包括一些新的異常測(cè)試用例和SafeGuard結(jié)果。 SafeGuard是一項(xiàng)專(zhuān)利功能，允許Defensics識(shí)別違反規(guī)范或最佳實(shí)踐的情況 —— 例如，當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)（SUT）選擇弱加密方案時(shí)，或者以明文形式發(fā)送身份驗(yàn)證憑據(jù)時(shí)。

SafeGuard與模糊測(cè)試有何不同？

新版本的Defensics 802.11測(cè)試套件包含兩項(xiàng)重要改進(jìn)。

第一，WPA2握手后數(shù)據(jù)幀的WPA2加密。之前的版本僅計(jì)算會(huì)話(huà)的臨時(shí)密鑰，而且可以將此信息寫(xiě)入文件。這允許測(cè)試人員驗(yàn)證Defensics和SUT都具有相同的臨時(shí)密鑰。但是發(fā)送加密數(shù)據(jù)幀會(huì)自動(dòng)測(cè)試正確的密鑰，因?yàn)閮啥说募用芎徒饷苄枰烂荑€。

第二個(gè)改進(jìn)是在IPv4上簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議（DHCP）發(fā)現(xiàn)報(bào)文序列。此DHCP序列驗(yàn)證SUT是否接收數(shù)據(jù)幀并檢查響應(yīng)。由于DHCP本身非常復(fù)雜，我首先在沒(méi)有加密的情況下實(shí)現(xiàn)它，并且在DHCP序列工作之后，在測(cè)試中添加了WPA2 AES CCMP加密。

測(cè)試發(fā)現(xiàn)

我當(dāng)時(shí)正在為WPA1添加一個(gè)弱加密SafeGuard，因?yàn)橐阎猈PA1有弱點(diǎn)而且不應(yīng)該使用。 WEP加密也是如此：它不應(yīng)該再被使用了。 Defensics 802.11測(cè)試套件那時(shí)具有弱加密檢測(cè)功能，我運(yùn)行了幾個(gè)案例來(lái)測(cè)試它，正巧我桌面上有AP，即D-Link DIR-850L。我以為會(huì)檢測(cè)到弱加密，因?yàn)槲乙呀?jīng)將SUT AP配置為擁有WPA1而沒(méi)有其它任何設(shè)置。

正如我所預(yù)測(cè)的一樣，Defensics正確地檢測(cè)到弱加密。但是AP接受了沒(méi)有WPA加密的DHCP發(fā)現(xiàn)序列。此特定測(cè)試用例本應(yīng)經(jīng)過(guò)協(xié)商以使用WPA1加密，但它不包含實(shí)際加密：DHCP發(fā)現(xiàn)序列以明文形式發(fā)送給AP。我對(duì)此測(cè)試結(jié)果感到驚訝，因?yàn)槁酚善鲬?yīng)該需要WPA1加密。然后我使用Wireshark，一種捕獲無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)幀的工具，重新運(yùn)行測(cè)試用例并檢查結(jié)果。

在結(jié)果中，我看到了AP給Defensics提供的IP地址、路由器IP地址、租用時(shí)間等。發(fā)現(xiàn)序列再次以明文發(fā)送。然后我將加密從WPA1更改為WPA2，看看是否會(huì)對(duì)SUT行為產(chǎn)生影響。同樣，發(fā)現(xiàn)序列仍以明文形式發(fā)送，因此這出現(xiàn)了問(wèn)題。 AP還支持WPA Enterprise，并且在該模式下的測(cè)試沒(méi)有改變行為 - 序列仍以明文形式發(fā)送。

分析

當(dāng)然，下一個(gè)問(wèn)題是發(fā)生了什么，為什么呢？連接到AP分兩個(gè)階段完成。首先，客戶(hù)端和AP就連接參數(shù)和要使用的加密達(dá)成一致；其次，執(zhí)行所謂的WPA握手或四次握手，交換加密參數(shù)并確保它們都具有PSK。在此之后，他們打開(kāi)加密數(shù)據(jù)連接。但是，我運(yùn)行的測(cè)試用例跳過(guò)了WPA握手，因此必須在握手之前發(fā)生什么，AP和客戶(hù)端就連接參數(shù)和使用的加密達(dá)成一致。

第一階段包括探測(cè)請(qǐng)求和響應(yīng)、身份驗(yàn)證請(qǐng)求和響應(yīng)，最后是關(guān)聯(lián)請(qǐng)求和響應(yīng)。探測(cè)請(qǐng)求的主要目的只是發(fā)現(xiàn)AP。然后，探測(cè)響應(yīng)包含有關(guān)AP的所有信息，包括支持哪種加密。

下一個(gè)請(qǐng)求 - 響應(yīng)對(duì)是身份驗(yàn)證，其目的是確保向后兼容性。接下來(lái)是關(guān)聯(lián)請(qǐng)求和響應(yīng)。在關(guān)聯(lián)請(qǐng)求中，客戶(hù)端告訴AP哪個(gè)是它想要的加密以及使用哪些參數(shù)。關(guān)聯(lián)請(qǐng)求還會(huì)打開(kāi)AP和客戶(hù)端之間的數(shù)據(jù)連接。

我運(yùn)行的測(cè)試用例有一個(gè)正常的探測(cè)請(qǐng)求和身份驗(yàn)證請(qǐng)求。然后，關(guān)聯(lián)請(qǐng)求需要客戶(hù)端支持WPA1加密。此時(shí)，WPA握手應(yīng)該發(fā)生，但由于我的測(cè)試用例跳過(guò)了握手，AP和客戶(hù)端開(kāi)始發(fā)送沒(méi)有任何加密的數(shù)據(jù)幀。

漏洞利用

從沒(méi)有憑據(jù)的受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)獲取IP地址已經(jīng)是件壞事，但是還會(huì)更糟糕嗎？我決定為此漏洞創(chuàng)建漏洞利用程序。我的想法是創(chuàng)建一個(gè)自定義版本的wpa_supplicant（Linux操作系統(tǒng)中的默認(rèn)WLAN客戶(hù)端）。

首先，我嘗試修改wpa_supplicant，以便它只是忽略WPA握手，但事實(shí)證明這非常困難。檢查太多，無(wú)法確保WPA狀態(tài)機(jī)處于正確狀態(tài)。這證實(shí)我試圖做的事情并不常見(jiàn)。我嘗試的下一件事是在沒(méi)有加密的情況下建立連接，但修改包含加密參數(shù)的關(guān)聯(lián)消息。這與Defensics測(cè)試套件在測(cè)試用例中所做的一樣。我只需要?jiǎng)h除一些未經(jīng)協(xié)商的加密參數(shù)檢查，就可以建立連接。

對(duì)新思科技的Defensics智能模糊測(cè)試有疑問(wèn)？我們給您答案

我有一個(gè)wpa_supplicant的修改版本，它提供了網(wǎng)絡(luò)接口上的完整Linux IP堆棧。首先，我嘗試連接到AP管理面板。雖然連接了，但是我注意到在路由器接到流氓客戶(hù)端之前，路由器接受了普通數(shù)據(jù)幀時(shí)，有三到六秒的窗口。然而，wpa_supplicant自動(dòng)重新連接，我的開(kāi)發(fā)繼續(xù)進(jìn)行。實(shí)際上，重新連接速度非常快，即使傳輸控制協(xié)議（TCP）連接仍保持打開(kāi)狀態(tài)。

此外，我還連接了另外兩臺(tái)設(shè)備，一臺(tái)是有線(xiàn)的，一臺(tái)是通過(guò)WLAN連接的。從流氓客戶(hù)端，我可以毫無(wú)費(fèi)勁地連接兩個(gè)設(shè)備。從路由器管理面板，我看到惡意客戶(hù)端被識(shí)別為連接到路由器的任何其它客戶(hù)端。因此，利用此漏洞，我可以在不知道預(yù)共享密鑰的情況下完全訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。我不需要做任何耗時(shí)的暴力破解 - 我只是連接到網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)

Defensics 802.11測(cè)試套件現(xiàn)在可以識(shí)別繞過(guò)整個(gè)WPA加密機(jī)制的情況。測(cè)試套件現(xiàn)在包含一個(gè)單獨(dú)的SafeGuard功能來(lái)測(cè)試此漏洞，如果它檢測(cè)到WPA加密被繞過(guò)，則測(cè)試將顯示失敗。因此，針對(duì)其AP運(yùn)行Defensics模糊測(cè)試的供應(yīng)商將意識(shí)到此漏洞。測(cè)試的D-Link設(shè)備是隨機(jī)選擇的，D-Link已經(jīng)發(fā)布了該設(shè)備的補(bǔ)丁。