背景描述

随着网络应用的不断深入，处于网络中的敏感信息被集中保存在服务器或存储设备中，甚至在网络客户端也往往保存着大量的敏感数据。为了保护这些敏感信息及相关数据不会丢失，或者被恶意用户非法访问，造成不必要的损失，网络用户往往会给这些服务器或存储设备进行Windows口令加密。但同时，随着破解密码的技术不断更新，加上用户设置密码存在一定的规律，例如使用年份、生日、名字和常用语等等作为密码，容易被猜解，所以了解密码破解的原理对保护用户信息显得很重要。

 工作原理

步骤:

1、    Windows系统本地帐号信息存储

Windows NT/2000/2003/XP等系统使用sam文件作为本地用户账户数据库，所有本地帐号的登录名和口令等相关信息都保存在这个文件中。系统对保存在sam中的口令信息进行了加密处理，以保护口令信息的机密性。此外，在系统运行期间，sam文件被system账号锁定，即使是administrator账号也无法对其进行删除或拷贝等操作。 为了保证Windows操作系统的向后兼容性，Windows NT/2000/2003/XP系统采用了两种不同的机制对帐号的口令信息进行加密，所以在sam文件中每个用户口令对应着两个口令字，一个是LanMan版本的LM散列值，另一个是NT版本的NTLM散列值。

LanMan散列算法

LanMan散列算法对用户口令信息的处理过程：

第一，将所有英文字母均转换为大写字母形式；

第二，检查密钥长度是否是14个字符，如果密钥长度不足14个字符则用0补足；（注：Windows NT和Windows 2000系统密钥最长为14个字符，而Windows 2003和xp无此限制，如果密钥超过14个字符，则不会生成LM散列值，而是只生成NTLM散列值）

第三，将密钥平均分成两份，每份含7个字符，再分别对每份密钥进行加密处理；

第四，最后将加密处理后的密码组合起来。得到最终的LM散列值。

LM Hash示例：假设明文口令是"Welcome"

首先全部转换成大写，再变换成机器存储模式数据，在变换过程中如果明文口令不足14字节，则在后面添加0x00补足14字节。

"WELCOME" -> 57454C434F4D4500000000000000

(注：可以将明文口令复制到UltraEdit编辑器中使用十六进制方式查看即可获取明文口令的十六进制串）

然后将上述代码分割成两组7字节的数据，分别经str_to_key()函数处理得到两组8字节数据

57454C434F4D45 -str_to_key()-> 56A25288347A348A

00000000000000 -str_to_key()-> 0000000000000000

这两组8字节数据将采用DESKEY算法对魔术字符串"KGS!@#$%"进行标准DES加密，"KGS!@#$%"对应的机器代码为：4B47532140232425

56A25288347A348A -对4B47532140232425进行标准DES加密-> C23413A8A1E7665F

0000000000000000 -对4B47532140232425进行标准DES加密-> AAD3B435B51404EE

最后将加密后的这两组数据简单拼接，就得到了最后的LM Hash

LM Hash: C23413A8A1E7665FAAD3B435B51404EE

NTLM散列算法

IBM设计的LM Hash算法存在一些弱点，微软在保持向后兼容性的同时提出了NTLM Hash算法。

NTLM散列算法对用户口令信息的处理过程：

第一，将明文口令字符串转换成Unicode字符串；

第二，对所获取的Unicode串进行标准MD4单向哈希

NTLM Hash示例：假设明文口令是"123456"

首先转换成Unicode字符串，与LM Hash算法不同，这次不需要添加0x00补足14字节

"123456" -> 310032003300340035003600

对所获取的Unicode串进行标准MD4单向哈希，无论数据源有多少字节，MD4固定产生128-bit的哈希值，共16字节。

310032003300340035003600 --------------> 32ED87BDB5FDC5E9CBA88547376818D4

采用MD4算法进行标准单向哈希

就得到了最后的NTLM Hash值：

NTLM Hash: 32ED87BDB5FDC5E9CBA88547376818D4

与LM Hash算法相比，明文口令大小写敏感，无法根据NTLM Hash判断原始明文口令是否小于8字节，并摆脱了魔术字符串"KGS!@#$%"的依赖；另外MD4是真正的单向哈希函数。

2、    口令破解原理

无论口令加密采用DES算法、MD4算法，还是其他机制，因为它们具有单向不可逆的特性，要想从算法本身去破解，难度相当大，通常只存在理论上的可能性。由于各种加密算法都是公开的，虽然逆向猜解不可行，但从正向猜解却是很现实的。因为，设置口令的用户是人，人们在设置口令时，习惯使用一些容易记忆且带有明显特征的口令，如用户名、生日、电话号码、亲友姓名等，这就给我们破解口令带来机会。

在我们的实验当中，先通过向靶机植入模拟木马。查找系统的漏洞，当某些系统密码为弱口令，并且开启了IPC共享的时候，就可以通过我们复制上去的模拟木马，破解Windows口令，进行远程控制靶机。

我们还可以制作一个字典文件：里面的条目都是经常用作口令的字串。猜解口令时，就从字典文件中读出一个条目作为口令，使用与系统口令加密算法相同的方法进行加密，得到的字串与口令文件中的条目进行比较，如果相同，则猜解成功；否则，继续下一次尝试。最终结果可能得到了真正的用户口令，也可能字典文件条目用尽而不能破解。 口令破解的方法主要是字典法，利用字典文件进行口令猜解。常见的口令猜解模式主要是：

字典模式：即使用指定的字典文件进行口令猜解。

混合模式：即指定字典规则，对字典条目进行某种形式的变化，增加字典内容，提高猜解的效率。

暴力模式：即遍历所有可能的密钥空间，进行口令猜解。

3、    口令破解方法

不同系统使用的口令保护方式不同，对应的口令破解方法、破解工具亦不同。

Windows 9X系统：Windows 9X系统没有设置严格的访问控制，因此，可以通过重新启动系统等方法进入系统，然后将C:\Windows目录下所有的pwl文件（*.pwl）拷贝到磁盘上，最后，使用专用工具pwltool，即可破解出系统的口令。pwltool支持暴力、字典、智能3种模式的口令破解。

Windows 2000系统：Windows 2K使用sam文件保存用户账号信息，系统运行期间，sam文件是被system账号锁定的，而且，sam文件信息在保存前经过压缩处理，不具有可读性。要破解Windows 2K系统的账号，就必须先获取sam文件，然后，使用工具L0phtcrack进行口令猜解工作。

获取sam文件的方法有：

获取%SystemRoot%\system32\config\sam文件。这种方式适用于黑客可以直接接触目标主机，且该主机安装有多种操作系统。重新启动主机，进入其它操作系统，如Windows 98。如果Windows NT/2000是以FAT16/32磁盘格式安装的，则可以直接读取sam文件；如果Windows NT/2000是以NTFS磁盘格式安装的，则可以借助工具NTFS98，在Windows 9x中读写NTFS磁盘的内容，或者借助工具NTFSDOS，在DOS环境下读写NTFS磁盘内容。

获取%SystemRoot%\repair\sam._文件。这种方式适用于系统做过备份操作或者创建过紧急修复盘的情况。 当系统进行备份，或创建紧急修复盘的时候，会将SAM内容拷贝到sam._文件中。sam._文件在系统运行期间不会被锁定，系统管理员可以任意读取它。但是，这种方法也具有一定的局限性。如果系统更改账号信息后没有再做备份的话，获取的sam._文件将没有任何价值。

从注册表中导出SAM散列值。这种方法需要具有超级管理员权限。只要有超级管理员权限，利用某些工具，如pwdump，就可以将注册表中的SAM散列值转储成类似UNIX系统passwd格式的文件。

嗅探网络中SMB报文中包含的口令散列值。Windows系统提供网络服务时通常都是借助SMB来传递数据，其中包括身份认证和加密过程。当网络中存在类似网络文件共享、Windows域登录注册等借助于SMB的网络通信时，监视网络中的SMB数据传输，并加以识别筛选，就可以获取到有价值的口令散列字符串。

4、    防止口令攻击

首先，就是要在黑客之前，对自己的系统进行认真审计。利用诸如LC5、SAMInside、之类的“黑客”工具，了解本系统的弱点所在，然后有针对地改进，以便更从容地应对外来的攻击。其次，加强用户账号及口令的安全策略。

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