PHP Hash比較存在缺陷影響大量Web網站登錄認證
最近一個被稱為“Magic Hash”的PHP漏洞可以使得攻擊者非法獲取用戶的賬號信息。漏洞原因是PHP以一種特定的方式處理被哈希的字符串,攻擊者可以利用其從中嘗試并可能獲取密碼,繞過登錄認證系統和其它運行在PHP哈希比較之上的函數。
漏洞描述
PHP在處理哈希字符串時,會利用”!=”或”==”來對哈希值進行比較,它把每一個以”0E”開頭的哈希值都解釋為0,所以如果兩個不同的密碼經過哈希以后,其哈希值都是以”0E”開頭的,那么PHP將會認為他們相同,都是0。
攻擊者可以利用這一漏洞,通過輸入一個經過哈希后以”0E”開頭的字符串,即會被PHP解釋為0,如果數據庫中存在這種哈希值以”0E”開頭的密碼的話,他就可以以這個用戶的身份登錄進去,盡管并沒有真正的密碼。
攻擊案例:
4月8日,wordpress發布了一個重要更新,在該次更新中,修復了一系列安全漏洞。其中最顯眼的就是cookie偽造漏洞(CVE -2014- 0166)。
我們來看修補的代碼:
$key = wp_hash($username . $pass_frag . '|' . $expiration, $scheme); $hash = hash_hmac('md5', $username . '|' . $expiration, $key); - if ( $hmac != $hash ) { + if ( hash_hmac( 'md5', $hmac, $key ) !== hash_hmac( 'md5', $hash, $key ) ) {
前日嘗試分析該漏洞,奈何知識匱乏,對php特性不夠了解,一連用了幾個小時都想不出。想不通為何加了一次hash_hmac就可以修復漏洞。當時的我以為是涉及到了加密算法上的一些問題,就放棄了。
今日突然看到一篇文章,頓悟是comparision operator的問題。其實之前也有注意到 “!=” 與 “!==” 這兩個符號的不同,不過大致想了一下沒想到利用的可能,就把重點放在了hash_hmac上。也許這是wordpress的障眼法?呵呵,說笑。
我們把全部的關注點放到 “!=” 與 “!==” 上來:
我們知道php比較相等性的運算符有兩種,一種是strict,一種是non-strict。php manual中是這樣定義的:
"==="和"!=="即strict比較符,只有在類型相同時才相等。"=="和"!="即non-strict比較符,會在類型轉換后進行比較。
再看php manual中給出的例子:
<?php var_dump(0 == "a"); // 0 == 0 -> true var_dump("1" == "01"); // 1 == 1 -> true var_dump("10" == "1e1"); // 10 == 10 -> true var_dump(100 == "1e2"); // 100 == 100 -> true ?>
字符串在與數字比較前會自動轉換為數字,所以0=="a"了。
另外兩個字符串比較,如果兩個都是數字形式,則同時轉換為數字進行比較,所以"1"=="01"。
這時你要問了,wordpress的代碼中是將cookie中的hash和真實hash這兩個hash的字符串進行比較,和這個有什麼關系呢?
我們注意上面"10"=="1e1"這個例子,php智能的將科學計數形式的字符串轉換為對應數字(1e1 = 1*10^1 = 1)。兩個不同的字符居然相等了,不知到這裡你是否得到了啟示?
好吧,來一個明顯的,你一定會恍然大悟:
var_dump("0e123456789012345678901234567890"==="0") //false var_dump("0e123456789012345678901234567890"=="0") //true
當hash以"0exxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"之類的形式出現時,與"0"相等。
讓我們回到wordpress的驗證代碼上來。先生成根據用戶名($username)、密碼($pass_frag)、cookie有效期($expiration)、wp-config.php中的key($key)四個信息計算出對應的$hash (算法很簡單,不細說), 然后用cookie中取得的$hmac值與之進行比較($hmac != $hash ?),從而驗證cookie有效性。
另外提下,cookie的格式是這樣的:wordpress_hashofurl=username|expiration|hmac
我們能控制的變量有$username和$expiration,其中$username需要固定。于是我們可以通過控制cookie中的$expiration去改變$hash的值,然后將cookie中的$hmac設置為0
只要不斷改變$expiration,直到滿足$hash=="0"的$hash出現,就成功偽造了有效的cookie。
當然,通過粗略的數學概率運算即可推知,滿足條件的hash出現概率非常之低:
P = Sum(10^n,n=0,30)/16^32 = 3.26526*10^-9
接近三億個請求才有一個可碰上的概率,嗚嗚~
有時看人品,人品好的很快就碰到了,人品不好的就如我,幾乎五億了:
怎么樣,少年,寫一個多線程腳本跑起?
影響范圍
影響大量web站點,其中的登錄認證,“忘記密碼”,二進制校驗,cookie等方面,由于都會用到PHP中的哈希函數值比較,因此都存在隱患。
解決方案
分析使用PHP的web站點中哈希比較函數,將其中的”==”,”!=”分別更改為”===”和”!===”。
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