WPA2 “KRACK” 缝隙简介与沉现
颁布功夫 2018-01-241、概述
2017年10月,,,,,,,,比利时安全钻研员Mathy Vanhoef披露了无线网络和谈WPA2存在高危缝隙,,,,,,,,缝隙允许攻击者监听AP和接入点STA之间传输的Wi-Fi数据流量。。。。。。。。作者颁布了缝隙验证演示视频[1][2]。。。。。。。。由于缝隙存在于WiFi和谈层,,,,,,,,理论上所有支持WPA2的客户端(桌面操作系统、移动OS、路由器、物联网设备等)都将受到“KRACK”攻击的影响(其透过WiFi传输的数据存在被篡改、嗅探的风险,,,,,,,,诸如被攻击者的支付、财富账号、用户名、密码、邮件、照片等敏感信息可被截获,,,,,,,,风险大影响领域广)。。。。。。。。
8827太阳集团ADLab通过对全零密钥缝隙的分析成功沉现“KRACK”攻击。。。。。。。。
2、和谈简介
802.11i是IEEE工作组为无线网络802.11和谈组界说的安全尺度。。。。。。。。WPA实现了IEEE 802.11i尺度的大部门,,,,,,,,是在802.11i完整之前代替WEP的过渡规划,,,,,,,,后被WPA2取代[3]。。。。。。。。WPA和WPA2都是基于802.11i,,,,,,,,区别在于WPA2要求支持更安全的CCMP。。。。。。。。WPA和WPA2均使用802.11i中界说的四次握手。。。。。。。。
下图是客户端(Station, STA)衔接接入点(Access Point, AP)的新闻交互过程。。。。。。。。
STA和AP在四次握手中协商会话密钥PTK(Pairwise Transient Key),,,,,,,,PTK是由PMK和PKE推算天生,,,,,,,,而PMK由ANonce、SNonce和双方MAC地址等推算天生。。。。。。。。PTK分为KCK,,,,,,,,KEK和TK三部门,,,,,,,,其中,,,,,,,,KCK用于MIC校验,,,,,,,,KEK用于加密GTK,,,,,,,,TK为数据加密密钥。。。。。。。。四次握手实现后,,,,,,,,传输数据使用TK进行加密。。。。。。。。
3、缝隙道理
wpa_supplicant是linux系统下WiFi客户端,,,,,,,,用于衔接无线网络,,,,,,,,Android WiFi系统引入了wpa_supplicant,,,,,,,,它的整个WiFi系统是以wpa_supplicant为主题来界说上层用户接口和基层驱动接口。。。。。。。。
下图为wpa_supplicant版本颁布功夫线。。。。。。。。Android 6.0 WiFi系统是基于v2.5,,,,,,,,Android 6.0+ WiFi系统是基于v2.6。。。。。。。。
v2.4版本引入了一个全零密钥缝隙。。。。。。。。这个缝隙是由802.11尺度中的一句话引起的,,,,,,,,该尺度间接建议在装置了TK之后从内存断根TK;;;;;2016年10月颁布的V2.6对这个缝隙进行了一次建复,,,,,,,,由于思考不全面,,,,,,,,代码依然存在缝隙;;;;;在2017年10月颁布的补丁中,,,,,,,,最终建复了这个缝隙。。。。。。。。下面结合代码对缝隙进行具体分析。。。。。。。。
3.1. V2.4(2.5)
wpa_supplicant 2.4(2.5) 四次握手中的状态转移如下图所示:
(1)当衔接到无线网络进行四次握手的时辰,,,,,,,,首先进入PTK_INIT状态。。。。。。。。
(2)当接管到Msg1时,,,,,,,,进入PTK-START阶段。。。。。。。。wpa_supplicant会随机天生一个SNonce,,,,,,,,推算一个一时PTK(TPTK),,,,,,,,并且在Msg2中将SNonce发送给AP。。。。。。。。
(3)当接管到Msg3时,,,,,,,,若是MIC和replay counter校验成功,,,,,,,,进入PTK-NEGOTIATING状态。。。。。。。。而后将TPTK赋值给PTK,,,,,,,,并发送Msg4。。。。。。。。
(4)接着进入PTK-DONE阶段,,,,,,,,装置PTK和GTK,,,,,,,,并且打开802.1x的端口,,,,,,,,使wpa_supplicant和AP正常接管和发送数据包。。。。。。。。
由于无线网络存在滋扰,,,,,,,,可能会造成数据帧的迷失,,,,,,,,因而在802.11i划定若是AP没有收到Msg2和Msg4,,,,,,,,会相应的沉传Msg1和Msg3。。。。。。。。从图中能够看出,,,,,,,,当实现PTK装置后,,,,,,,,若是收到沉传的Msg3,,,,,,,,会沉新装置PTK。。。。。。。。
当wpa_supplicant收到Msg3后,,,,,,,,会挪用wpa_supplicant_install_ptk函数装置PTK,,,,,,,,其中wpa_sm_set_key函数掌管将密钥PTK.TK装置到驱动。。。。。。。。在supplicant v2.4(v2.5)中,,,,,,,,在挪用wpa_sm_set_key函数实现PTK的装置后,,,,,,,,执行os_memset(sm->ptk.tk, 0, WPA_TK_MAX_LEN),,,,,,,,对PTK.TK进行清零操作。。。。。。。。
若是攻击者劫持Msg3或Msg4,,,,,,,,造成Msg3的沉传,,,,,,,,凭据状态转移图,,,,,,,,STA会沉新装置PTK,,,,,,,,而PTK.TK之前已经被清零,,,,,,,,导致STA装置全零加密密钥。。。。。。。。
3.2. V2.6
下面结合V2.5和V2.6的源代码进行分析。。。。。。。。
(1)V2.6在wpa_sm结构体中增长了一个标志位tk_to_set。。。。。。。。
(2)V2.6批改了wpa_supplicant_install_ptk函数。。。。。。。。在装置完PTK后,,,,,,,,将tk_to_set赋值为0,,,,,,,,当再次进入该函数时,,,,,,,,若是tk_to_set==0,,,,,,,,直接return,,,,,,,,不再沉装PTK。。。。。。。。
(3)V2.6批改wpa_supplicant_process_1_of_4函数。。。。。。。。当每次收到Msg1时,,,,,,,,推算tptk,,,,,,,,并将tk_to_set沉置为1。。。。。。。。
针对V2.6,,,,,,,,攻击者通过在沉传的Msg3之前插入一个伪造的Msg1,,,,,,,,依然能够实现全零密钥的装置。。。。。。。。固然STA初次装置PTK后对tk_to_set进行清零,,,,,,,,但是紧接处置伪造的 Msg1时,,,,,,,,将tk_to_set沉置为1,,,,,,,,因而在最后处置沉传Msg3时,,,,,,,,成功绕过wpa_supplicant_install_ptk函数的tk_to_set前提判断代码。。。。。。。。
在2017年10月颁布的补丁中,,,,,,,,删除了wpa_supplicant_process_1_of_4函数中的sm->tk_to_set = 1;语句,,,,,,,,建复了全零密钥缝隙。。。。。。。。
4、缝隙沉现
8827太阳集团ADLab “KRACK”沉现视频地址为:https://v.qq.com/x/page/m0538vcwqbb.html 。。。。。。。。
视频中出现的步骤及提醒字幕:
1.本尝试使用Nexus6手机作为被攻击设备。。。。。。。。
2.首先,,,,,,,,Nexus衔接到真实AP(SSID=wap,,,,,,,,加密方式是WPA2,,,,,,,,信路10,,,,,,,,频率2457)。。。。。。。。
3.接着,,,,,,,,运行Hostapd创建克隆AP(SSID=wap,,,,,,,,加密方式是WPA2,,,,,,,,信路3,,,,,,,,频率2422)。。。。。。。。
4.同时,,,,,,,,启动wireshark监听克隆AP网卡,,,,,,,,捕获客户端数据。。。。。。。。
5.运行攻击剧本,,,,,,,,指定AP的SSID和Nexus的Mac地址。。。。。。。。
6.运行ssltrip,进行Https降级。。。。。。。。
a.wireshark显示了成立衔接的数据包。。。。。。。。
b.攻击成功,,,,,,,,Nexus衔接到克隆wap,,,,,,,,频率2422。。。。。。。。
c.接见uk.match.com 显示当前衔接为http衔接,,,,,,,,输入测试用户名和密码。。。。。。。。
d.wireshark能够成功捕获用户名和密码。。。。。。。。
e.关关Hostapd(频率2422)。。。。。。。。
f.沉新衔接到真实wap(频率2457),,,,,,,,再次接见uk.match.com 显示衔接为https衔接。。。。。。。。
下表中列出了沉现视频中使用的设备:
5、缝隙编号及建复情况
“KRACK”涉及的有关缝隙编号:
CVE-2017-13077: 在四次握手中沉装成对加密密钥(PTK-TK)
CVE-2017-13078: 在四次握手中沉装组密钥(GTK)
CVE-2017-13079: 在四次握手中沉装齐全组密钥(IGTK)
CVE-2017-13080: 在组密钥握手中沉装组密钥(GTK)
CVE-2017-13081: 在组密钥握手中沉装齐全组密钥(IGTK)
CVE-2017-13082: 接受沉新传输的急剧BSS切换(FT)沉新关联要求,,,,,,,,沉装成对加密密钥(PTK-TK)
CVE-2017-13084: 在PeerKey握手中沉装STK密钥
CVE-2017-13086: 在TDLS(Tunneled Direct-Link Setup)握手中沉装TDLS PeerKey(TPK)
CVE-2017-13087: 处置无线网络治理(WNM)休眠模式响应帧时沉装组密钥(GTK)
CVE-2017-13088: 处置无线网络治理(WNM)休眠响应帧时沉装齐全组密钥(IGTK)
建复情况:
2017年10月2日,,,,,,,,Linux的hostapd和wpa_supplicant 补丁已颁布,,,,,,,,详见 https://w1.fi/security/2017-1/。。。。。。。。
2017年10月10日,,,,,,,,微软在Windows 10 操作系统中颁布补丁 KB4041676。。。。。。。。
苹果在最新的 beta 版本iOS、macOS、 tvOS和 watchOS中建复了无线网络安全缝隙。。。。。。。。
6、参考链接
[1]https://www.krackattacks.com/
[2]https://papers.mathyvanhoef.com/ccs2017.pdf
[3]https://zh.wikipedia.org/wiki/WPA


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