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[转载]关于Linux系统中的密码加密流程及原理

(2014-01-16 14:42:25)
标签:

转载

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___0088EN00SIGT.gif
PAM是个什么东西,词典上没有。
放狗查了下,这是个简写,全称是:Pluggable Authentication Modules,中文叫“可插入认证模块”。
它是一种统一的认证方案。PAM 让您能随时改变您的认证方法以及需求,并且不需要重新编译任何代码就封装了所有本地认证方法。具体见 PAM 网站

对于 PAM 您只需要做:

  • 对您的密码采用不同于 DES 的加密方式(让它们面对暴力解码(brute-force decode)时更为坚固)。

  • 对您所有用户使用资源限额,以防止他们进行拒绝服务(denial-of-service)攻击(进程数、占用内存量等等)。

  • 随时启用 shadow password (见下文)

  • 只在特定的时间允许特定的用户从特定的地方登录

上述介绍来源于http://man.ddvip.com/linux/Mandrakelinux10server/password-security.html

========================================


我们看看shadow文件的格式:
root@localhost:~# cat /etc/shadow
root:$1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF.:14838:0:99999:7:::
daemon:*:14838:0:99999:7:::
bin:*:14838:0:99999:7:::
sys:*:14838:0:99999:7:::
sync:*:14838:0:99999:7:::
games:*:14838:0:99999:7:::
man:*:14838:0:99999:7:::
lp:*:14838:0:99999:7:::
mail:*:14838:0:99999:7:::
news:*:14838:0:99999:7:::
uucp:*:14838:0:99999:7:::
proxy:*:14838:0:99999:7:::
www-data:*:14838:0:99999:7:::
backup:*:14838:0:99999:7:::
list:*:14838:0:99999:7:::
irc:*:14838:0:99999:7:::
gnats:*:14838:0:99999:7:::
nobody:*:14838:0:99999:7:::
libuuid:!:14838:0:99999:7:::
Debian-exim:!:14838:0:99999:7:::
statd:*:14838:0:99999:7:::
sshd:*:14838:0:99999:7:::
test::14879:0:99999:7:::
格式是:
{用户名}:{加密后的密码字符串}:{口令最后修改时间距1970年1月1日的天数}:{ 口令能被修改之前的天数(防止修改口令,然后立刻将它改回到老口令)}:{口令必须被修改之后的天数}:{口令期满前的天数}:{口令期满后的天数}:{保留}
shadow是个可读文件,普通用户没有读写权限,超级用户权限为可读写。

如果密码字符串为*,表示系统用户不能被登入,为!表示用户名被禁用,如果密码字符串为空,表示没有密码,通过passwd -d 用户名 可以清空一个用户的口令。

具体shadow可参考shadow how-to,尽管这是一份已经过时了的文档。

下面探讨下shadow中的密码加密问题:

还是以上面的root用户为例:
root:$1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF.:14838:0:99999:7:::
其中的密码域为$1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF. ,参考linux标准的passwd.c源文件,在pw_encrypt函数中可以找到加密方法:
 40 char *pw_encrypt (const char *clear, const char *salt)
41 {
42     static char cipher[128];
43     char *cp;
44 
45     cp = crypt (clear, salt);
46     if (!cp) {
47        
52         perror ("crypt");
53         exit (1);
54     }
55 
56    
58     if (salt && salt[0] == '$' && strlen (cp) <= 13)
59     {
..........
79         fprintf (stderr,
80              _("crypt method not supported by libcrypt? (%s)n"),
81               method);
82         exit (1);
83     }
84 
85     if (strlen (cp) != 13)
86         return cp; 
87     strcpy (cipher, cp);
88 
89     return cipher;
90 }  

也就是说加密用明文密码和一个叫salt的东西用crypt()加密生成密文。
再来看看crypt的帮助:
http://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man3/crypt.3.html
可发现原来crypt密文里是由三部分组成的,即:$id$salt$encrypted
目前常用的是当id为1时,使用md5加密,id为5,采用SHA256进行加密,id为6采用SHA512进行加密。
分析上面的函数,可看出我们的shadow密码中,直接把$id$salt$encrypted 当做salt参数带入进行crypt加密。
那好,我们可以写个简短的代码进行试验:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc < 2)
{
printf("no usrname input");
return 1;
}
if (geteuid() != 0)
fprintf(stderr, "must be setuid root"); 
struct passwd *pwd;
pwd = getpwnam(argv[1]);
if(pwd ==NULL)
printf("no username found.n");
else
{
printf("passwd: %sn", pwd->pw_passwd);
if(strcmp(pwd->pw_passwd, "x") == 0)
{
printf("shadow used.n");
struct spwd *shd= getspnam(argv[1]);
if(shd != NULL)
{
static char crypt_char[80];
strcpy(crypt_char, shd->sp_pwdp);
char salt[13];
int i=0,j=0;
while(shd->sp_pwdp[i]!=''){
salt[i]=shd->sp_pwdp[i];
if(salt[i]=='$'){
j++;
if(j==3){
salt[i+1]='';
break;
}
}
i++;
}
if(j<3)perror("file error or user cannot use.");
if(argc==3)
printf("salt: %s, crypt: %sn", salt, crypt(argv[2], salt));
printf("shadowd passwd: %sn", shd->sp_pwdp);
}
}
}
return 0;
}

保存后执行gcc passwd.c -lcrypt -o passwd

编译成功后运行./passwd root 123
其中./passwd是生成的命令,root是我们用来测试的账户,123是测试系统中root用户的密码,执行的结果是:
passwd: x
shadow used.
salt: $1$Bg1H/4mz$, crypt: $1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF.
shadowd passwd: $1$Bg1H/4mz$X89TqH7tpi9dX1B9j5YsF.
可见,我们得到了和系统shadow文件下相同结果的密文。


根据我们的运行结果我们可以看到,在root用户的shadow中,他的salt是$1$Bg1H/4mz$
我们之前也是用这个salt来进行加密匹配的。但是,问题是:这个salt到底是怎么来的??

还是分析标准的passwd.c,
在passwd.c中,找到了生成salt的函数:crypt_make_salt
201 char *crypt_make_salt (const char *meth, void *arg)
202 {
203    
209     static char result[40];
210     size_t salt_len = 8;
211     const char *method;
212 
213     result[0] = '';
214 
215     if (NULL != meth)
216         method = meth;
217     else {
218     if ((method = getdef_str ("ENCRYPT_METHOD")) == NULL)
219         method = getdef_bool ("MD5_CRYPT_ENAB") ? "MD5" : "DES";
220     }
221 
222     if (!strcmp (method, "MD5")) {
223         MAGNUM(result, '1');

224 #ifdef USE_SHA_CRYPT
225     } else if (!strcmp (method, "SHA256")) {
226         MAGNUM(result, '5');
227         strcat(result, SHA_salt_rounds((int *)arg));
228         salt_len = SHA_salt_size();
229     } else if (!strcmp (method, "SHA512")) {
230         MAGNUM(result, '6');
231         strcat(result, SHA_salt_rounds((int *)arg));
232         salt_len = SHA_salt_size();
233 #endif
234     } else if (0 != strcmp (method, "DES")) {
235         fprintf (stderr,
236              _("Invalid ENCRYPT_METHOD value: '%s'.n"
237                "Defaulting to DES.n"),
238              method);
239         result[0] = '';
240     }
241 
242    
245     assert (sizeof (result) > strlen (result) + salt_len);
246     strncat (result, gensalt (salt_len),
247          sizeof (result) - strlen (result) - 1);
248 
249     return result;
250 }
除了一大段条件判断语句,其实最重要的只有一句gensalt(salt_len)。
看看gensalt的定义:
167                                                                                                                                                                    
168 static char *gensalt (unsigned int salt_size)
169 {
170     static char salt[32];
171 
172     salt[0] = '';
173 
174     assert (salt_size >= MIN_SALT_SIZE &&
175             salt_size <= MAX_SALT_SIZE);
176     seedRNG ();
177     strcat (salt, l64a (random()));
178     do {
179         strcat (salt, l64a (random()));
180     } while (strlen (salt) < salt_size);
181     salt[salt_size] = '';
182 
183     return salt;
184 }
哦,原来神秘的salt只是某个的固定长度的随机的可见的字符串而已。
每次改写密码时,都会再随机生成一个这样的salt。而用户登入时,会拿用户登入的明文密码经过上述演示的步骤生成密文后和shadow里的密码域进行比较。


有了上述的分析,要暴利破解linux下的口令也不是什么问题,但前提是你有机会拿到shadow文件,这个前提条件貌似很难。




常见的hash加密(来自国外某论坛) 

---------------*nix系------------------------ 
系统:ES(Unix) 
例子:IvS7aeT4NzQPM
说明:Linux或者其他linux内核系统中 
长度: 13 个字符 
描述:第1、2位为salt,例子中的'Iv'位salt,后面的为hash值 

系统:MD5(Unix) 
例子:$1$12345678$XM4P3PrKBgKNnTaqG9P0T/
说明:Linux或者其他linux内核系统中 
长度:34个字符 
描述:开始的$1$位为加密标志,后面8位12345678为加密使用的salt,后面的为hash 
加密算法:2000次循环调用MD5加密 

系统:SHA-512(Unix) 
例子:
$6$12345678$U6Yv5E1lWn6mEESzKen42o6rbEm
说明:Linux或者其他linux内核系统中 
长度: 13 个字符 
描述:开始的$6$位为加密标志,后面8位为salt,后面的为hash 
加密算法:5000次的SHA-512加密 


系统:SHA-256(Unix) 
例子:$5$12345678$jBWLgeYZbSvREnuBr5s3gp13vqi
说明:Linux或者其他linux内核系统中 
长度: 55 个字符 
描述:开始的$5$位为加密标志,后面8位为salt,后面的为hash 
加密算法:5000次的SHA-256加密 

系统:MD5(APR) 
例子:$apr1$12345678$auQSX8Mvzt.tdBi4y6Xgj.
说明:Linux或者其他linux内核系统中 
长度:37个字符 
描述:开始的$apr1$位为加密标志,后面8位为salt,后面的为hash 
加密算法:2000次循环调用MD5加密 

-----------------windows------------------------------------------ 
系统:windows 
例子:Admin:b474d48cdfc4974d86ef4d24904cdd91
长度:98个字符 
加密算法:MD4(MD4(Unicode($pass)).Unicode(strtolower($username))) 

------------------mysql-------------------------------------------- 
系统:mysql 
例子:606717496665bcba
说明:老版本的MySql中 
长度:8字节(16个字符) 
说明:包括两个字节,且每个字的值不超过0x7fffffff 

系统:MySQL5 
例子:*E6CC90B878B948C35E92B003C792C46C58C4AF40
说明:较新版本的MySQL 
长度:20字节(40位) 
加密算法:SHA-1(SHA-1($pass)) 

------------------其他系统--------------------------------------------- 

系统:MD5(WordPress) 
例子:$P$B123456780BhGFYSlUqGyE6ErKErL01
说明:WordPress使用的md5 
长度:34个字符 
描述:$P$表示加密类型,然后跟着一位字符,经常是字符‘B’,后面是8位salt,后面是就是hash 
加密算法:8192次md5循环加密 


系统:MD5(phpBB3) 
说明:phpBB 3.x.x.使用 
例子:$H$9123456785DAERgALpsri.D9z3ht120
长度:34个字符 
描述:开始的$H$为加密标志,后面跟着一个字符,一般的都是字符‘9’,然后是8位salt,然后是hash  
加密算法:2048次循环调用MD5加密 

系统:RAdmin v2.x 
说明:Remote Administrator v2.x版本中 
例子:5e32cceaafed5cc80866737dfb212d7f
长度:16字节(32个字符) 
加密算法:字符用0填充到100字节后,将填充过后的字符经过md5加密得到(32位值) 

------------------------md5加密-------------------------------------------- 

标准MD5 
例子:c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b
使用范围:phpBB v2.x, Joomla 的 1.0.13版本前,及其他cmd 
长度:16个字符 
其他的加salt及变形类似: 

md5($pass.$salt) 
例子:6f04f0d75f6870858bae14ac0b6d9f73:1234

md5($salt.$pass) 
例子:f190ce9ac8445d249747cab7be43f7d5:12

md5(md5($pass)) 
例子:28c8edde3d61a0411511d3b1866f0636

md5(md5($pass).$salt) 
例子:6011527690eddca23580955c216b1fd2:wQ6

md5(md5($salt).md5($pass)) 
例子:81f87275dd805aa018df8befe09fe9f8:wH6_S

md5(md5($salt).$pass) 
例子:816a14db44578f516cbaef25bd8d8296:1234

md5($salt.$pass.$salt) 
例子:a3bc9e11fddf4fef4deea11e33668eab:1234

md5($salt.md5($salt.$pass)) 
例子:1d715e52285e5a6b546e442792652c8a:1234
$1开头为MD5
$5开头为SHA256
$6开头为SHA512
DES和明文开头无标记

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