雅技資訊日誌: 分享「破解密碼」的經驗

提醒程式開發人員許多文章及書籍都告戒「密碼應經雜湊(hash)或『經驗證』的強加密演算法處理後再保存」

某券商的網路下單系統，在登入後或變更密碼時，會將此密碼編碼並紀錄在Cookie裡，本文將說明如何破解從此Cookie內容而得到明文密碼。基於職業道德，不便提供此下單系統的網址及細部資訊。

每次變更密碼後，檢視回應(response)的標頭(header)發現LoginPWD欄位值的長度是4的倍數(圖1)，且字元符合BASE64編碼形式，猜測密碼是利用BASE64編碼後再記錄到Cookie，但是解碼LoginPWD的值卻得到亂碼(圖2)，而非原來的密碼明文，推測「執行BASE64編碼前，密碼應該還進行其他編碼處理」。既然使用BASE64 to Text得到亂碼，只好改用BASE64 to Hex來觀查解碼後的內容(圖3)。

圖1:檢視回應內容的標頭資訊

圖2:直接解碼只得到亂碼

圖3:使用BASE64 to Hex查看解碼後的結果

要破解密碼，當然不會只使用一組資訊，下表是筆者以不同的密碼得出下單系統回傳的LoginPWD值，並和該密碼的BASE64編碼進行比較。

NO	密碼	直接BASE64編碼	密碼的Hex	LoginPWD	解碼成Hex
1	AaBbCcDdE012	QWFCYkNjRGRFMDEy	416142624363446445303132	AZiE4EEKG79Npb05nw==	019884E0410A1BBF4DA5BD399F
2	AaBbCcdDe012	QWFCYkNjZERlMDEy	416142624363644465303132	AZiE4EEKO59tpb05nw==	019884E0410A3B9F6DA5BD399F
3	ABC123456789	QUJDMTIzNDU2Nzg5	414243313233343536373839	AbuFszBaa+4+orQynw==	01BB85B3305A6BEE3EA2B4329F
4	abc123456789	YWJjMTIzNDU2Nzg5	616263313233343536373839	IZulszBaa+4+orQynw==	219BA5B3305A6BEE3EA2B4329F
5	ABC123	QUJDMTIz	414243313233	AbuFszBaXw==	01BB85B3305A5F
6	abc123	YWJjMTIz	616263313233	IZulszBaXw==	219BA5B3305A5F

從上表可以找出幾個現象

當密碼長度不一樣時，LoginPWD的長度也不一樣，但仍維持4的倍數。
LoginPWD的長度都比直接BASE64編碼多出4個字元，如上表LowinPWD欄的粗藍字。
由於筆者測試的密碼都是3的倍數，而LoginPWD出多的4字元之後兩碼皆為==，依照BASE64的規則，代表有2個填充字元，推測下單系統會先在原密碼之後附加1字元再執行編碼。
比對各組密碼，相同位置相同字元，對應的LoginPWD內容也相同，如項次3及5紅字部分。

開始思考開發者可能使用的編碼方式

是不是使用對照表轉換BASE64的編碼字元？
但從上表項次1或2的黃底字看到k及N都對應到E，顯然不合理。
是不是使用特定KEY進行轉碼？
試著將「密碼的Hex」與「解碼成Hex」的值進行XOR運算(「解碼成Hex」的最後一碼是附加的，故先捨棄），結果如下表的「XOR結果」欄

NO	密碼	密碼的Hex	解碼成Hex	XOR結果
1	AaBbCcDdE012	416142624363446445303132	019884E0410A1BBF4DA5BD399F	40F9C68202695FDB08958C0B
2	AaBbCcdDe012	416142624363644465303132	019884E0410A3B9F6DA5BD399F	40F9C68202695FDB08958C0B
3	ABC123456789	414243313233343536373839	01BB85B3305A6BEE3EA2B4329F	40F9C68202695FDB08958C0B
4	abc123456789	616263313233343536373839	219BA5B3305A6BEE3EA2B4329F	40F9C68202695FDB08958C0B
5	ABC123	414243313233	01BB85B3305A5F	40F9C6820269
6	abc123	616263313233	219BA5B3305A5F	40F9C6820269

從上表的「XOR結果」得到如下結論

從項次1到6的XOR結果，可知下單系統會逐字元進行XOR處理。
由項次5多出來的「5F」，與項次4同一位置的KEY相同，得知下單系統附加的字元是ASCII的NUL字元（十六進制碼 00）。

目前解得35碼的XOR Key值是「40F9C68202695FDB08958C0B9F74F518BC6361D42F22998F31B2895B67BF64AA505D528E」，亦即「0x40,0xF9,0xC6,0x82,0x02,0x69,0x5F,0xDB,0x08,0x95,0x8C,0x0B,0x9F,0x74,0xF5,0x18,0xBC,0x63,0x61,0xD4,0x2F,0x22,0x99,0x8F,0x31,0xB2,0x89,0x5B,0x67,0xBF,0x64,0xAA,0x50,0x5D,0x52,0x8E」

知道XOR的Key值後，就能對任意LoginPWD進行解碼，步驟如下：

先將LoginPWD進行BASE64 to Hex解碼，得到十六進制結果，以HEX表示。
將HEX的最右邊的Byte捨棄，因它是附加的字元NUL，無關緊要。以HEX2表示。
從XOR Key的左邊取出和HEX2等長的資料，以KEY2表示。
將HEX2與KEY2進行XOR，
將得到的十六進制值轉成ASCII即得到密碼明文。

就以「LoginPWD: E62TszBaa+4+orQynw==」為例：

先將「E62TszBaa+4+orQynw==」進行BASE64 to Hex解碼，得到「13AD93B3305A6BEE3EA2B4329F」。
將「13AD93B3305A6BEE3EA2B4329F」最右邊的Byte(即9F)捨棄，剩12Byte。
從XOR Key的左邊取出12Byte，即「40F9C68202695FDB08958C0B」。
將「13AD93B3305A6BEE3EA2B432」與「40F9C68202695FDB08958C0B」進行XOR即得「535455313233343536373839」。
將「535455313233343536373839」轉成ASCII，得到密碼明文「STU123456789」。