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)。
宝运莱官方网站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
宝运莱官方网站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


京公网安备11010802024551号