Атака Pass-the-hash

В системах, использующих протокол аутентификации NTLM, пароли никогда не передаются по каналу связи в открытом виде. Вместо этого они передаются системе (например, контроллер домена) в виде хешей на этапе ответа в схеме аутентификации вызов-ответ^[1].

Приложения Windows запрашивают у пользователя пароль в открытом виде, а затем вызывают API (например, LsaLogonUser^[2]), которые преобразуют пароль в LM-хеш и NTLM-хеш^[3] и передают их в процессе аутентификации^[4]. Анализ протокола показал, что для успешной аутентификации не обязательно знать сам пароль — достаточно его хеша.

Получив каким-либо образом пару {имя пользователя — хеш пароля пользователя}, злоумышленник может использовать её для атаки по сторонним каналам и аутентификации на удалённом сервере от имени данного пользователя^[5]. При этом нет необходимости выполнять полный перебор значений хеш-функции для получения пароля в открытом виде^[5]. Суть атаки заключается в уязвимости реализации протокола сетевой аутентификации, из-за которой хеши пароля передаются без использования соли и сохраняются неизменными между сессиями, пока не сменится сам пароль^[6]. То есть для злоумышленника хеши оказываются эквивалентны самим паролям.

Впервые атака Pass-the-hash была опубликована Полом Эштоном в 1997 году^[5]. Она основывалась на возможности пройти аутентификацию на Samba-SMB-клиенте с использованием хеша пароля; при этом клиент не требовал пароль в открытом виде (последующие версии Samba и некоторые реализации SMB/NTLM также сохраняли эту возможность).

Так как атака использовала стороннюю реализацию Samba SMB-клиента, её применение было ограничено. Протокол SMB развивался, и разработчики сторонних клиентов были вынуждены учитывать изменения в новых версиях Windows и SMB (часто прибегая к обратной разработке). Даже после успешной NTLM-аутентификации с помощью Pass-the-hash, не все Samba SMB-клиенты поддерживали необходимый злоумышленнику функционал.

Также из-за использования стороннего SMB-клиента нельзя было применять встроенные утилиты Windows, такие как Net.exe или Active Directory Users and Computers, поскольку те требовали от пользователя пароль в открытом виде, а не принимали только хеш.

В 2007 году Хернан Очоа опубликовал инструмент «Pass-the-Hash Toolkit»^[7]. Это средство позволяло изменять имя пользователя, доменное имя и хеш пароля, которые находятся в кеше LSASS после аутентификации^[8][9]. Благодаря этому появилась возможность проводить атаку Pass-the-hash с помощью стандартных средств Windows, обходя встроенные процедуры проверки аутентификации.

Инструмент также предоставил новую технику атаки, позволяющую извлекать хеши паролей из памяти процесса lsass.exe. Этот подход широко применялся как в испытаниях на проникновение, так и в реальных атаках, так как позволял извлекать имена пользователей, доменные имена и хеши паролей доменных пользователей и администраторов прямо из оперативной памяти^[8], даже если эти хеши не сохранялись на диске. Это открывало путь к компрометации всего домен Windows NT, скомпрометировав только одного участника домена, а также позволяло проводить атаку без необходимости трудоёмкого перебора.

Впоследствии данное решение было вытеснено программой Windows Credential Editor, расширившей возможности оригинального инструмента и добавившей поддержку новых версий операционных систем^[10][11]. Некоторые антивирусные программы распознавали Windows Credential Editor как вредоносное ПО^[12][13].

Перед осуществлением атаки Pass-the-hash необходимо получить хеши паролей целевых учётных записей. Для этого используются следующие методы:

• Получение кешированных хешей пользователей, проходивших аутентификацию в системе — их можно извлечь из SAM пользователем с административными правами или с помощью специальных утилит (например, pwdump)^[14]. Администратор может отключить хранение этих кешей, что делает метод не всегда применимым.
• Чтение хешей из локальной базы SAM^[15]. Эта база содержит информацию только о локальных пользователях, поэтому, если используется домен, получить доступ к сервисам домена не удастся. Однако, если пароль локального администратора используется и в других системах домена, возможно использовать эти хеши для доступа к ним.
• Анализ сетевого трафика между сервером и клиентом при аутентификации вызов-ответ^[15]. Полученные хеши могут быть зашифрованы, и тогда потребуется перебор для получения исходных данных.
• Извлечение хешей, сохранённых системой в памяти процесса lsass.exe^[16]. Такие хеши могут принадлежать пользователям и администраторам домена, авторизовавшимся, например, через RDP. Этот способ позволяет скомпрометировать весь домен.

Любая система, использующая NTLM/LM протокол аутентификации^[17] вместе с любым протоколом передачи данных (SMB, FTP, RPC, HTTP и др.)^[17], подвержена атаке Pass-the-hash. Защититься от этой угрозы сложно, так как в Windows возможно получить права администратора множеством способов и извлечь нужные хеши. Более того, компрометация одного из участников домена позволяет получить доступ ко всему домену Windows^[8]. Существуют инструменты автоматического поиска уязвимостей — например, используемые для тестирования на проникновение.

Меры противодействия реализуются «в глубину»^[6][18] — рекомендуется использовать межсетевой экран, систему предотвращения вторжений, IPsec, антивирусные программы, шифрование диска, аутентификацию по IEEE 802.1X, минимизировать число пользователей с правами администратора^[19], своевременно устанавливать обновления безопасности^[20]. Отключение кеширования хешей паролей в Windows мешает извлечению этих значений из памяти, хотя не исключает атаку после физического входа пользователя в систему^[21]. В случае атак на хеши паролей администраторов домена нужно ограничивать возможность их входа только на доверенные серверы проверки подлинности^[6]. Принцип минимальных привилегий требует выдачи пользователям только необходимых им прав^[22]. Отказ от NTLM/LM в пользу других протоколов теоретически увеличивает защищённость^[23], хотя протокол Kerberos также может быть уязвим для аналогичной атаки (так называемый «Pass-the-ticket»)^[24][25]. Отключение отладчиков препятствует извлечению хешей из памяти^[21].

В 2014 году в рамках обновления системы безопасности Windows был добавлен режим ограниченного администрирования, призванный снизить эффективность Pass-the-hash^[26].