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QNX7 密码 hash 算法分析以及 Hashcat 模块编写

Gorgias
1 year 11 months ago
前言

在 2021 年想要碰撞 QNX Hash 发现 hashcat 不支持 QNX 6.6.0版本。当时 issue 就有人提了这个需求，但我一直很忙没时间开发。

直到2023年9月的艰难单刷工信部车联网攻防演练，又遇到了 QNX 7 的 Hash，发现那么多年过去了还是没支持。

为了防止下次又遇到这个需求，于是就抽空研究了 qnx 的库还有 hashcat，为了编写 hashcat 模块走了一点弯路。

QNX /etc/shadow hash算法分析

根据官方文档 QNX 700 docs: accounts_etc_shadow，可以得知Hash组成如下

@digest@hash@salt @digest,iterations@hash@salt

这个 hash 使用 @ 作为分隔符，大写的 S 代表是 SHA-512，小写的 s 代表 SHA-256。如果加逗号和数字就代表迭代的次数。随后是 Base64 格式的 hash 和 base64 格式的 salt。

阅读完 QNX 官方文档的描述，给人的感觉是原来那么简单。如果看了 hashcat 的 QNX6 (-m 19200) 的模块，第一反应就是，是不是改一下迭代和格式就行了？

于是我复制了一份 QNX6 碰撞模块，想复用代码减轻工作量。按照官方文档适配，hashcat 总是返回 self-test 失败。随后分析 /src/OpenCL/m19200.cl 发现参考了 John 的代码，并且做了一些 hack 的处理，不够优雅。首先猜测是这段 CL 代码有 bug，下一步就是去分析 QNX 7 的 hash 生成逻辑。

hash 的生成逻辑在 /usr/lib/pam.qnx.so

分析完逻辑，和 m19200.cl 对比发现，首先旧版本 CL 代码里轮次不对，第一轮就是盐和密码拼接计算一次 SHA，其次新生成的 digest 没有和上一次结果异或。所以不是简单 base64 就行的。

其实新版的 hash 生成逻辑使用的是 标准的 PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function) 算法，很多软件（Adobe、MacOS、Cisco等）都使用这个算法生成 Hash，迭代次数越高，碰撞 hash 的效率就越低。QNX 官方文档没有明说算法名称，只说是 SHA-512，某种意义上提高了安全研究门槛。

可以使用 Cyberchef 来验证。

https://gchq.github.io/CyberChef/#recipe=Derive_PBKDF2_key(%7B'option':'UTF8','string':'hashcat'%7D,512,4096,'SHA512',%7B'option':'Base64','string':'NDY2MDEwNjk3YjBjYzM2MzliMzc3Mzc0ZTNiMTAzNzE%3D'%7D)&input=dm0ybkJHSGVzNlFrWHJhMGY3NFhtb3VTaVJ6allEM3IvMHB5K3R4djBLcjhBNGhDUE1HRkhvWnFyNDFKRmlZY0pQUE9lSWhlcUZzZU15THl3LzE1UHc9PQ Hashcat模块编写

参考官方文档

https://github.com/hashcat/hashcat/blob/master/docs/hashcat-plugin-development-guide.md

最开始我还在想办法写新的 CL 代码，得知是标准算法后，直接摆烂，想找一个顺眼的来改。

./hashcat -hh | grep PBKDF2 11900 | PBKDF2-HMAC-MD5 | Generic KDF 12000 | PBKDF2-HMAC-SHA1 | Generic KDF 10900 | PBKDF2-HMAC-SHA256 | Generic KDF 12100 | PBKDF2-HMAC-SHA512 | Generic KDF 2500 | WPA-EAPOL-PBKDF2 | Network Protocol 22000 | WPA-PBKDF2-PMKID+EAPOL | Network Protocol 16800 | WPA-PMKID-PBKDF2 | Network Protocol 12800 | MS-AzureSync PBKDF2-HMAC-SHA256 | Operating System 9200 | Cisco-IOS $8$ (PBKDF2-SHA256) | Operating System 7100 | macOS v10.8+ (PBKDF2-SHA512) | Operating System

hashcat 每次运行都会自检当前模块，ST_HASH 和 ST_PASS 就是测试用例。于是把 KERN_TYPE 直接改为7100，打算一点一点调试，但是没想到一次就跑通了。

hashcat 是开源项目，合并代码比较慢，所以附上代码。

/** * Author......: See docs/credits.txt * License.....: MIT */ #include "common.h" #include "types.h" #include "modules.h" #include "bitops.h" #include "convert.h" #include "shared.h" #include "emu_inc_hash_sha512.h" #include "memory.h" static const u32 ATTACK_EXEC = ATTACK_EXEC_OUTSIDE_KERNEL; static const u32 DGST_POS0 = 0; static const u32 DGST_POS1 = 1; static const u32 DGST_POS2 = 2; static const u32 DGST_POS3 = 3; static const u32 DGST_SIZE = DGST_SIZE_8_16; static const u32 HASH_CATEGORY = HASH_CATEGORY_OS; static const char *HASH_NAME = "QNX 7 /etc/shadow (SHA512)"; static const u64 KERN_TYPE = 7100; static const u32 OPTI_TYPE = OPTI_TYPE_ZERO_BYTE | OPTI_TYPE_USES_BITS_64 | OPTI_TYPE_SLOW_HASH_SIMD_LOOP; static const u64 OPTS_TYPE = OPTS_TYPE_STOCK_MODULE | OPTS_TYPE_PT_GENERATE_LE | OPTS_TYPE_ST_BASE64 | OPTS_TYPE_HASH_COPY; static const u32 SALT_TYPE = SALT_TYPE_EMBEDDED; static const char *ST_PASS = "hashcat"; static const char *ST_HASH = "@S@vm2nBGHes6QkXra0f74XmouSiRzjYD3r/0py+txv0Kr8A4hCPMGFHoZqr41JFiYcJPPOeIheqFseMyLyw/15Pw==@NDY2MDEwNjk3YjBjYzM2MzliMzc3Mzc0ZTNiMTAzNzE="; u32 module_attack_exec (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return ATTACK_EXEC; } u32 module_dgst_pos0 (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return DGST_POS0; } u32 module_dgst_pos1 (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return DGST_POS1; } u32 module_dgst_pos2 (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return DGST_POS2; } u32 module_dgst_pos3 (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return DGST_POS3; } u32 module_dgst_size (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return DGST_SIZE; } u32 module_hash_category (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return HASH_CATEGORY; } const char *module_hash_name (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return HASH_NAME; } u64 module_kern_type (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return KERN_TYPE; } u32 module_opti_type (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return OPTI_TYPE; } u64 module_opts_type (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return OPTS_TYPE; } u32 module_salt_type (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return SALT_TYPE; } const char *module_st_hash (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return ST_HASH; } const char *module_st_pass (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { return ST_PASS; } typedef struct pbkdf2_sha512 { u32 salt_buf[64]; } pbkdf2_sha512_t; typedef struct pbkdf2_sha512_tmp { u64 ipad[8]; u64 opad[8]; u64 dgst[16]; u64 out[16]; } pbkdf2_sha512_tmp_t; u64 module_esalt_size (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { const u64 esalt_size = (const u64) sizeof (pbkdf2_sha512_t); return esalt_size; } u64 module_tmp_size (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const user_options_t *user_options, MAYBE_UNUSED const user_options_extra_t *user_options_extra) { const u64 tmp_size = (const u64) sizeof (pbkdf2_sha512_tmp_t); return tmp_size; } static const int ROUNDS_QNX = 4096; static const int HASH_SIZE = 64; int module_hash_decode (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED void *digest_buf, MAYBE_UNUSED salt_t *salt, MAYBE_UNUSED void *esalt_buf, MAYBE_UNUSED void *hook_salt_buf, MAYBE_UNUSED hashinfo_t *hash_info, const char *line_buf, MAYBE_UNUSED const int line_len) { u64 *digest = (u64 *) digest_buf; pbkdf2_sha512_t *pbkdf2_sha512 = (pbkdf2_sha512_t *) esalt_buf; hc_token_t token; memset (&token, 0, sizeof (hc_token_t)); token.token_cnt = 4; // @digest@hash@salt // @digest,iterations@hash@salt token.sep[0] = '@'; token.len[0] = 0; token.attr[0] = TOKEN_ATTR_FIXED_LENGTH; token.sep[1] = '@'; token.len_min[1] = 1; token.len_max[1] = 8; token.attr[1] = TOKEN_ATTR_VERIFY_LENGTH; token.sep[2] = '@'; token.len_min[2] = 64; token.len_max[2] = 100; token.attr[2] = TOKEN_ATTR_VERIFY_LENGTH | TOKEN_ATTR_VERIFY_BASE64A; token.sep[3] = '@'; token.len_min[3] = 32; token.len_max[3] = 60; token.attr[3] = TOKEN_ATTR_VERIFY_LENGTH | TOKEN_ATTR_VERIFY_BASE64A; const int rc_tokenizer = input_tokenizer ((const u8 *) line_buf, line_len, &token); if (rc_tokenizer != PARSER_OK) return (rc_tokenizer); // check hash type if (token.buf[1][0] != 'S') return (PARSER_SIGNATURE_UNMATCHED); // check iter u32 iter = ROUNDS_QNX; if (token.len[1] > 1) { if (token.buf[1][1] != ',') return (PARSER_SEPARATOR_UNMATCHED); iter = hc_strtoul ((const char *) token.buf[1] + 2, NULL, 10); } // iter++; the additional round is added in the init kernel salt->salt_iter = iter - 1; const u8 *hash_pos = token.buf[2]; const int hash_len = token.len[2]; int decoded_len; u8 tmp_buf[512]; memset (tmp_buf, 0, sizeof (tmp_buf)); decoded_len = base64_decode (base64_to_int, hash_pos, hash_len, tmp_buf); if (decoded_len != HASH_SIZE) { return (PARSER_SALT_LENGTH); } memcpy (digest, tmp_buf, 64); digest[0] = byte_swap_64 (digest[0]); digest[1] = byte_swap_64 (digest[1]); digest[2] = byte_swap_64 (digest[2]); digest[3] = byte_swap_64 (digest[3]); digest[4] = byte_swap_64 (digest[4]); digest[5] = byte_swap_64 (digest[5]); digest[6] = byte_swap_64 (digest[6]); digest[7] = byte_swap_64 (digest[7]); // salt const u8 *salt_pos = token.buf[3]; const int salt_len = token.len[3]; memset (tmp_buf, 0, sizeof (tmp_buf)); decoded_len = base64_decode (base64_to_int, salt_pos, salt_len, tmp_buf); if (decoded_len < 1) { return (PARSER_SALT_LENGTH); } else { memcpy (pbkdf2_sha512->salt_buf, tmp_buf, decoded_len); salt->salt_buf[0] = pbkdf2_sha512->salt_buf[0]; salt->salt_buf[1] = pbkdf2_sha512->salt_buf[1]; salt->salt_buf[2] = pbkdf2_sha512->salt_buf[2]; salt->salt_buf[3] = pbkdf2_sha512->salt_buf[3]; salt->salt_buf[4] = pbkdf2_sha512->salt_buf[4]; salt->salt_buf[5] = pbkdf2_sha512->salt_buf[5]; salt->salt_buf[6] = pbkdf2_sha512->salt_buf[6]; salt->salt_buf[7] = pbkdf2_sha512->salt_buf[7]; salt->salt_len = decoded_len; } return (PARSER_OK); } int module_hash_encode (MAYBE_UNUSED const hashconfig_t *hashconfig, MAYBE_UNUSED const void *digest_buf, MAYBE_UNUSED const salt_t *salt, MAYBE_UNUSED const void *esalt_buf, MAYBE_UNUSED const void *hook_salt_buf, MAYBE_UNUSED const hashinfo_t *hash_info, char *line_buf, MAYBE_UNUSED const int line_size) { return snprintf (line_buf, line_size, "%s", hash_info->orighash); } void module_init (module_ctx_t *module_ctx) { module_ctx->module_context_size = MODULE_CONTEXT_SIZE_CURRENT; module_ctx->module_interface_version = MODULE_INTERFACE_VERSION_CURRENT; module_ctx->module_attack_exec = module_attack_exec; module_ctx->module_benchmark_esalt = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_benchmark_hook_salt = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_benchmark_mask = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_benchmark_charset = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_benchmark_salt = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_build_plain_postprocess = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_deep_comp_kernel = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_deprecated_notice = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_dgst_pos0 = module_dgst_pos0; module_ctx->module_dgst_pos1 = module_dgst_pos1; module_ctx->module_dgst_pos2 = module_dgst_pos2; module_ctx->module_dgst_pos3 = module_dgst_pos3; module_ctx->module_dgst_size = module_dgst_size; module_ctx->module_dictstat_disable = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_esalt_size = module_esalt_size; module_ctx->module_extra_buffer_size = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_extra_tmp_size = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_extra_tuningdb_block = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_forced_outfile_format = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_binary_count = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_binary_parse = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_binary_save = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_decode_postprocess = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_decode_potfile = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_decode_zero_hash = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_decode = module_hash_decode; module_ctx->module_hash_encode_status = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_encode_potfile = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_encode = module_hash_encode; module_ctx->module_hash_init_selftest = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_mode = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hash_category = module_hash_category; module_ctx->module_hash_name = module_hash_name; module_ctx->module_hashes_count_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hashes_count_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hlfmt_disable = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook_extra_param_size = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook_extra_param_init = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook_extra_param_term = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook12 = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook23 = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook_salt_size = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_hook_size = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_jit_build_options = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_jit_cache_disable = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_accel_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_accel_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_loops_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_loops_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_threads_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kernel_threads_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_kern_type = module_kern_type; module_ctx->module_kern_type_dynamic = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_opti_type = module_opti_type; module_ctx->module_opts_type = module_opts_type; module_ctx->module_outfile_check_disable = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_outfile_check_nocomp = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_potfile_custom_check = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_potfile_disable = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_potfile_keep_all_hashes = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_pwdump_column = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_pw_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_pw_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_salt_max = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_salt_min = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_salt_type = module_salt_type; module_ctx->module_separator = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_st_hash = module_st_hash; module_ctx->module_st_pass = module_st_pass; module_ctx->module_tmp_size = module_tmp_size; module_ctx->module_unstable_warning = MODULE_DEFAULT; module_ctx->module_warmup_disable = MODULE_DEFAULT; } 参考

Serious Security : stocker vos mots de passe en toute sécurité

https://github.com/openwall/john/blob/bleeding-jumbo/src/sha2.c#L578-L595

https://github.com/hashcat/hashcat

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