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[14453] 2019-08-10_HTTPS劫持研究

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2019-08-10_HTTPS劫持研究 H T T P S 劫 持 研 究 K r i s t o n   F r e e B u f   2 0 1 9 - 0 8 - 1 0 这 篇 文 章 描 述 了 我 们 对 哈 萨 克 斯 坦 政 府 实 施 的 电 信 级 这 篇 文 章 描 述 了 我 们 对 哈 萨 克 斯 坦 政 府 实 施 的 电 信 级 H T T P S 劫 持 的 分 析 。 劫 持 的 分 析 。 哈 萨 克 斯 坦 政 府 最 近 开 始 使 用 一 个 假 的 根 证 书 颁 发 机 构 ， 对 包 括 F a c e b o o k ， T w i t t e r 和 G o o g l e 等 网 站 在 内 的 H T T P S 连 接 进 行 中 间 人 （ M i t M ） 攻 击 ， 在 此 文 中 ， 我 们 给 出 了 还 在 进 行 中 的 研 究 的 初 步 结 果 ， 以 及 哈 萨 克 劫 持 系 统 中 新 的 技 术 细 节 。 情 况 提 要 情 况 提 要 哈 萨 克 斯 坦 最 近 开 始 使 用 一 个 假 的 根 证 书 颁 发 机 构 对 H T T P S 连 接 进 行 劫 持 。 这 一 行 为 显 著 弱 化 了 哈 萨 克 网 络 用 户 的 互 联 网 安 全 体 验 。 默 认 情 况 下 ， 这 一 证 书 颁 发 机 构 是 不 被 浏 览 器 信 任 的 ， 因 此 必 须 通 过 用 户 手 动 安 装 。 如 果 用 户 不 安 装 这 一 假 证 书 颁 发 机 构 的 根 证 书 进 而 允 许 劫 持 ， 那 么 用 户 则 完 全 无 法 访 问 受 影 响 的 网 站 。 第 一 次 检 测 到 的 劫 持 行 为 是 在 7 月 1 7 日 ， 我 们 从 7 月 2 0 号 就 开 始 了 持 续 追 踪 。 期 间 劫 持 行 为 出 现 了 几 次 停 止 又 再 次 启 动 的 现 象 。 只 有 某 些 网 站 被 劫 持 ， 劫 持 是 由 基 于 S N I   主 机 名 字 段 触 发 的 。 至 少 3 7 个 域 名 受 到 影 响 ， 包 括 社 交 媒 体 和 即 时 通 讯 网 站 （ 完 整 列 表 见 文 章 后 ） 。 截 至 目 前 ， 该 攻 击 似 乎 会 影 响 该 国 最 大 的 I S P   — — K a z a k h t e l e c o m （ 9 1 9 8   K a z T e l e c o m ） 中 传 输 的 连 接 中 的 一 小 部 分 。 这 意 味 着 只 是 部 分 而 不 是 全 部 哈 萨 克 网 络 用 户 会 受 到 影 响 。 劫 持 行 为 可 以 在 国 外 触 发 ， 因 此 使 得 国 际 研 究 者 们 可 以 进 行 远 程 研 究 。 什 么 是 什 么 是 H T T P S 劫 持 ？ 劫 持 ？ H T T P S 通 过 加 密 传 输 数 据 来 保 护 浏 览 器 和 网 站 之 间 的 安 全 交 互 ， 从 而 防 止 I S P 和 政 府 对 传 输 进 行 读 取 和 篡 改 。 服 务 器 通 过 提 供 由 证 书 颁 发 机 构 （ C A ） 进 行 数 字 签 名 的 证 书 来 验 证 自 己 身 份 ， 而 证 书 颁 发 机 构 就 是 被 浏 览 器 信 任 、 能 担 保 网 站 身 份 的 一 个 实 体 。 例 如 ， f a c e b o o k . c o m 会 提 供 一 个 由 D i g i C e r t 签 名 的 证 书 给 浏 览 器 ， 而 D i g i C e r t 则 是 一 个 被 信 任 并 且 内 置 在 几 乎 所 有 浏 览 器 中 的 证 书 颁 发 机 构 。 通 过 验 证 提 供 的 证 书 并 且 确 认 证 书 是 由 浏 览 器 所 信 任 的 证 书 颁 发 机 构 （ D i g i C e r t ） 所 签 发 ， 浏 览 器 就 可 以 确 信 是 在 和 真 正 的 f a c e b o o k . c o m 进 行 交 互 。 f a c e b o o k . c o m 提 供 的 证 书 同 时 也 包 含 一 个 用 来 保 护 接 下 来 浏 览 器 和 F a c e b o o k 之 间 通 信 的 公 钥 。 在 H T T P S 劫 持 攻 击 （ “ 中 间 人 攻 击 ” 的 一 种 类 型 ） 中 ， 网 络 中 的 攻 击 者 会 伪 装 成 一 个 网 站 （ 例 如 f a c e b o o k . c o m ） ， 并 且 提 供 带 有 攻 击 者 公 钥 的 假 证 书 。 通 常 ， 攻 击 者 无 法 让 任 何 合 法 的 C A 来 对 一 个 不 受 攻 击 者 控 制 的 域 名 的 证 书 进 行 签 名 ， 因 此 浏 览 器 会 检 测 并 阻 止 这 种 攻 击 行 为 。 但 是 ， 如 果 攻 击 者 可 以 说 服 用 户 安 装 一 个 新 C A 的 根 证 书 到 浏 览 器 当 中 ， 浏 览 器 就 会 信 任 攻 击 者 提 供 的 由 这 个 合 法 C A 签 发 的 假 证 书 。 通 过 这 些 假 证 书 ， 攻 击 者 可 以 模 仿 任 何 网 站 ， 进 而 可 以 篡 改 网 站 内 容 、 记 录 用 户 在 网 站 上 的 操 作 或 发 表 的 内 容 等 。 因 此 ， 用 户 不 应 该 安 装 根 C A 证 书 ， 因 为 这 样 就 会 将 原 本 安 全 的 通 信 暴 露 无 遗 ， 导 致 通 信 被 劫 持 或 篡 改 而 不 被 用 户 所 感 知 。 C e n s o r e d   P l a n e t 的 发 现 的 发 现 C e n s o r e d   P l a n e t 是 一 个 在 密 歇 根 大 学 运 作 的 全 球 审 查 行 为 观 察 站 ， 该 机 构 利 用 一 些 远 程 检 测 的 方 法 ， 连 续 不 断 地 在 超 过 1 7 0 个 国 家 监 测 多 种 类 型 的 网 络 接 口 。 我 们 的 扫 描 器 第 一 次 报 告 在 哈 萨 克 斯 坦 出 现 可 能 的 中 间 人 攻 击 是 在 2 0 1 9 年 7 月 2 0 日 。 利 用 一 个 叫 做 H y p e r Q u a c k 的 技 术 ， 我 们 第 一 次 检 测 到 了 这 一 攻 击 行 为 。 这 一 技 术 通 过 连 接 到 T L S 服 务 器 ， 发 送 握 手 包 ， 而 该 握 手 包 的 服 务 器 名 称 指 示 （ S N I ） 扩 展 中 包 含 可 能 被 审 查 的 域 名 。 如 果 响 应 结 果 显 示 出 不 同 于 正 常 的 握 手 包 的 扰 乱 迹 象 ， 那 么 这 一 域 名 就 会 被 标 记 为 可 能 被 审 查 。
C e n s o r e d P l a n e t 是 如 何 使 用 H T T P S 服 务 器 来 监 测 T L S 中 间 人 攻 击 的 例 子 我 们 的 调 查 揭 示 了 在 这 些 案 例 中 返 回 的 证 书 是 一 个 由 哈 萨 克 斯 坦 的 根 C A （ Q a z n e t   T r u s t   N e t w o r k ） （ 图 2 ） 签 发 的 假 证 书 。 我 们 的 实 验 同 时 显 示 这 一 审 查 行 为 是 通 过 透 明 代 理 实 现 。 这 意 味 着 审 查 者 在 转 发 流 量 到 目 的 机 器 之 前 ， 先 对 流 量 进 行 了 解 密 并 用 其 自 己 的 密 钥 进 行 了 加 密 。
K a z T e l e c o m A S （ A S   9 1 9 8 ） 中 的 H T T P S 服 务 器 拥 有 可 信 证 书 和 中 间 人 注 入 证 书 的 示 例 我 们 的 调 查 显 示 ， 只 有 网 络 路 径 经 过 劫 持 系 统 的 连 接 才 会 被 劫 持 ； 但 是 不 论 连 接 的 方 向 如 何 ， 只 要 经 过 劫 持 系 统 ， 连 接 就 会 被 拦 截 。 这 意 味 着 我 们 可 以 通 过 发 起 到 哈 萨 克 斯 坦 国 内 的 T L S 服 务 器 的 连 接 ， 从 而 在 国 外 触 发 劫 持 ， 使 得 我 们 能 方 便 地 进 行 更 加 精 细 的 检 测 。 深 入 分 析 深 入 分 析 被 C e n s o r e d   P l a n e t 的 H y p e r Q u a c k 扫 描 自 动 生 成 的 结 果 所 提 醒 之 后 ， 我 们 进 行 了 几 次 实 验 来 更 好 的 理 解 哈 萨 克 斯 坦 的 H T T P S 劫 持 的 基 础 设 施 。
我 们 在 哈 萨 克 斯 坦 的 条 件 是 有 限 的 ： 我 们 拥 有 这 个 国 家 里 2 台 V P S 客 户 机 和 5 2 个 R I P E   A t l a s 探 针 的 访 问 权 限 。 由 于 已 知 劫 持 可 以 被 双 向 触 发 ， 甚 至 可 以 被 在 国 外 的 客 户 端 连 接 触 发 ， 所 以 我 们 在 国 外 对 该 国 的 T L S 主 机 也 进 行 了 更 加 全 面 的 扫 描 。 我 们 在 该 国 内 的 机 器 上 ， 仅 观 察 了 2 个 H T T P S 劫 持 的 实 例 ， 两 个 都 是 从 R I P E   A t l a s 探 针 发 起 。 我 们 的 两 个 V P S 客 户 机 都 可 以 访 问 受 影 响 的 站 点 （ 例 如 f a c e b o o k . c o m ） 且 不 被 H T T P S 劫 持 ， 表 明 H T T P S 劫 持 在 该 国 并 不 是 普 遍 行 为 ： 即 使 在 连 接 到 已 知 受 影 响 的 域 名 的 时 候 ， 很 多 客 户 端 浏 览 器 都 未 收 到 中 间 人 注 入 的 证 书 。 我 们 发 现 证 书 注 入 必 须 要 有 一 定 的 前 提 条 件 ： 1 、 客 户 端 到 服 务 器 的 路 径 必 须 经 过 A S   9 1 9 8 （ K a z T e l e c o m ） 的 特 定 部 分 ， 即 我 们 观 察 到 发 生 了 证 书 注 入 的 那 个 唯 一 的 A S 。 2 、 客 户 端 必 须 发 送 一 个 包 含 受 影 响 域 名 的 T L S   S N I 扩 展 3 、 服 务 器 必 须 提 供 一 个 有 效 的 、 浏 览 器 信 任 的 T L S 证 书 ， 但 不 必 是 S N I 中 所 包 含 域 名 的 证 书 。 我 们 注 意 到 这 些 条 件 是 必 要 不 充 分 条 件 ： 例 如 我 们 已 经 发 起 了 经 过 A S   9 1 9 8 的 连 接 ， 但 仍 没 有 发 现 证 书 注 入 的 现 象 ， 即 使 其 他 的 条 件 也 已 成 立 。 我 们 仍 在 研 究 触 发 劫 持 所 必 须 满 足 的 其 他 条 件 。 哈 萨 克 斯 坦 有 超 过 2 0 0 , 0 0 0 个 能 访 问 的 T L S 主 机 ， 但 是 来 自 C e n s y s 的 数 据 表 明 ， 只 有 其 中 6 7 3 6 个 T L S 主 机 提 供 了 一 个 有 效 的 且 被 浏 览 器 所 信 任 的 证 书 。 7 月 2 1 日 ， 我 们 进 行 了 一 个 T L S 握 手 实 验 — — 从 位 于 美 国 的 客 户 端 逐 一 发 起 到 这 6 7 3 6 个 H T T P S 服 务 器 的 连 接 ， 将 其 中 的 S N I 设 置 为 f a c e b o o k . c o m 和 g o o g l e . c o m ， 而 这 两 个 域 名 都 已 确 认 会 触 发 H T T P S 劫 持 。 我 们 发 现 只 有 4 5 9 个 服 务 器 （ 7 . 0 % ） 发 生 了 证 书 注 入 ， 表 明 哈 萨 克 斯 坦 的 H T T P S 劫 持 目 前 只 发 生 在 该 国 的 一 部 分 地 区 。 而 在 该 国 内 ， 通 过 我 们 的 其 中 一 个 V P S 对 这 6 7 3 6 个 可 信 H T T P S 服 务 器 进 行 了 同 样 的 扫 描 ， 却 发 现 有 1 5 9 8 个 （ 2 4 % ） 服 务 器 发 生 了 证 书 注 入 。 而 这 些 服 务 器 都 部 署 在 不 同 的 位 置 ， 但 都 会 经 过 A S   9 1 9 8 ， 而 这 就 恰 恰 说 明 了 它 就 是 H T T P S 劫 持 所 发 生 的 位 置 。 在 7 月 2 2 日 的 早 些 时 候 ， 我 们 注 意 到 劫 持 行 为 不 再 继 续 发 生 ， 但 是 9 小 时 后 又 再 次 出 现 。 当 我 们 重 新 运 行 我 们 的 检 测 时 ， 我 们 发 现 存 在 证 书 注 入 的 H T T P S 主 机 的 数 量 有 所 减 少 ： 从 美 国 位 置 发 起 的 扫 描 显 示 只 有 3 0 0 个 （ 4 . 4 % ） ， 从 哈 萨 克 斯 坦 的 V P S 发 起 的 扫 描 显 示 有 4 0 0 个 （ 5 . 9 % ） 。 这 表 明 该 劫 持 系 统 仍 处 于 测 试 调 整 阶 段 ， 或 许 是 更 大 规 模 部 署 的 征 兆 。 网 络 跳 数 级 分 析 网 络 跳 数 级 分 析 为 了 定 位 劫 持 发 生 的 位 置 ， 我 们 采 用 了 一 个 基 于 T T L 的 技 术 ， 这 一 技 术 常 用 来 做 网 络 检 测 。 对 于 每 个 我 们 能 够 触 发 劫 持 的 H T T P S 主 机 ， 我 们 都 发 出 了 多 次 连 接 ， 在 这 些 包 含 S N I 主 机 名 的 连 接 中 ， 其   I P 报 文 的 T T L 字 段 都 带 有 不 同 的 数 值 ， 我 们 记 录 了 收 到 注 入 证 书 的 响 应 包 所 对 应 的 最 小 T T L 值 。 I P 报 文 的 T T L 字 段 控 制 报 文 能 到 达 的 最 大 网 络 跳 数 ， 所
以 如 果 我 们 把 一 个 报 文 的 T T L 值 设 为 3 跳 ， 而 未 收 到 任 何 证 书 注 入 的 响 应 ， 我 们 就 能 知 道 注 入 设 备 很 可 能 与 我 们 源 机 器 的 距 离 超 过 3 跳 。 这 一 技 术 使 得 我 们 能 够 精 准 定 位 注 入 设 备 的 网 络 位 置 。 我 们 从 在 哈 萨 克 斯 坦 部 署 的 V P S 上 ， 针 对 之 前 检 测 到 存 在 证 书 注 入 的 1 5 9 8 个 H T T P S 服 务 器 ， 进 行 了 这 一 类 型 的 扫 描 。 对 每 一 个 主 机 ， 我 们 都 发 起 了 两 次 连 接 ， 一 次 包 含 f a c e b o o k . c o m 的 T L S   S N I 头 ， 另 一 次 则 包 含 一 个 未 受 影 响 的 域 名 ， 检 测 收 到 响 应 时 的 第 一 跳 。 在 这 次 扫 描 的 过 程 中 ， H T T P S 劫 持 短 暂 地 停 止 了 一 段 时 间 ， 但 是 如 果 我 们 仅 观 察 在 发 生 变 化 之 前 扫 描 的 前 1 2 1 2 个 H T T P S 主 机 ， 9 9 . 5 % 的 结 果 都 显 示 证 书 注 入 行 为 发 生 在 到 达 服 务 器 之 前 的 网 络 路 径 中 的 某 一 跳 。 在 大 部 分 情 况 下 ， 注 入 证 书 返 回 的 网 络 位 置 与 真 正 目 标 主 机 的 网 络 位 置 只 有 3 或 4 跳 的 网 络 距 离 ， 意 味 着 注 入 是 在 距 离 用 户 相 当 近 的 位 置 发 生 的 。 我 们 利 用 相 同 的 技 术 在 美 国 进 行 的 测 试 也 证 实 了 相 似 的 结 果 。 通 过 观 察 注 入 发 生 那 一 跳 所 在 的 I P 地 址 ， 我 们 发 现 9 5 % 的 时 间 里 ， 注 入 发 生 的 前 一 跳 都 是 9 2 . 4 7 . 1 5 1 . 2 1 0 或 9 2 . 4 7 . 1 5 0 . 1 9 8 ， 注 入 发 生 的 后 一 跳 都 是 9 5 . 5 6 . 2 4 3 . 9 2 或 9 5 . 5 9 . 1 7 0 . 5 9 。 所 有 这 些 I P 地 址 都 位 于 A S 9 1 9 8 （ K a z T e l e c o m ） ， 表 明 A S   9 1 9 8 是 目 前 唯 一 的 造 成 注 入 H T T P S 证 书 的 网 络 地 址 。 一 个 t r a c e r o u t e 的 示 例 如 下 ， 该 实 例 中 证 书 注 入 发 生 在 第 5 跳 。 证 书 注 入 发 生 在 第 四 和 第 五 跳 之 间 。 注 入 的 证 书 注 入 的 证 书 我 们 也 观 察 了 H T T P S 劫 持 所 返 回 的 证 书 的 模 式 规 律 。 当 客 户 端 的 S N I 信 息 触 发 了 证 书 注 入 的 时 候 ， 返 回 的 假 证 书 似 乎 是 基 于 服 务 器 的 合 法 证 书 而 不 是 客 户 端 的 S N I 信 息 。 这 意 味 着 在 一 次 T L S 请 求 中 发 送 包 含 f a c e b o o k . c o m 的 S N I 到 一 个 不 相 关 的 站 点 i q a l a . k z ， 会 收 到 一 个 C N = i q a l a . k z 的 注 入 证 书 。 该 注 入 证 书 有 以 下 的 属 性 ： 和 原 本 主 机 的 证 书 相 同 的 主 题 和 主 题 别 名 （ S A N ） 公 钥 被 替 换 为 一 个 指 定 的 加 密 指 数 为 3 的 R S A - 2 0 4 8 密 钥 有 效 期 （ N o t   B e f o r e / N o t   A f t e r ） 与 原 本 证 书 相 同 ， 但 具 体 时 间 上 有 提 前 6 小 时 整 的 偏 移 序 列 号 除 最 后 4 字 节 被 修 改 了 之 外 ， 其 余 与 原 本 相 同 所 有 其 他 x 5 0 9 扩 展 都 被 移 除 ， 该 证 书 是 由 一 个 中 级 证 书 （ C = K Z ,   C N = S e c u r i t y   C e r t i f i c a t e ） 签 发 ， 而 中 级 证 书 又 是 由 根 证 书 （ C = K Z ,   C N = Q a z n e t   T r u s t   N e t w o r k ） 签 发 。 中 级 证 书 使 用 2 0 4 8 位 的 R S A 密 钥 （ 使 用 典 型 的 加 密 指 数 6 5 5 3 7 ） ， 有 效 期 3 年 ， 而 根 证 书 则 使 用 4 0 9 6 位 的 R S A 密 钥 ， 拥 有 3 0 年 的 有 效 期 。 审 查 痕 迹 审 查 痕 迹 A S   9 1 9 8 中 负 责 进 行 劫 持 的 中 间 组 件 需 要 连 接 到 原 本 的 T L S 服 务 器 ， 从 而 可 以 获 取 到 其 合 法 的 证 书 ， 用 于 验 证 和 替 换 。 我 们 使 用 R I P E   A t l a s 检 测 来 发 送 一 个 T L S 连 接 到 我 们 控 制 的 服 务 器 ， 在 这 台 主 机 上 我 们 可 以 捕 获 到 来 自 R I P E A t l a s 探 针 的 I P 数 据 包 。 当 我 们 把 A t l a s   探 针 客 户 端 的 S N I 设 置 为 不 会 触 发 证 书 注 入 的 一 些 域 名 时 ， 可 以 在 我 们 的 服 务 器 中 看 到 由 R I P E   A t l a s 探 针 发 送 的 正 常 的 客 户 端 h e l l o 包 ， 并 且 拥 有 一 个 特 定 的 T L S 指 纹 。 但 是 ， 当 我 们 把 S N I 设 置 为 f a c e b o o k . c o m 时 ， 我 们 的 服 务 器 会 收 到 一 个 来 自 H T T P S 劫 持 设 备 的 不 同 的 T L S 指 纹 。 与 R I P E A t l a s 的 指 纹 不 同 ， 该 中 间 组 件 的 T L S 指 纹 在 正 常 的 网 络 流 量 中 是 几 乎 看 不 到 的 。 受 影 响 的 域 名 可 以 使 用 这 一 指 纹 来 鉴 别 连 接 是 否 被 劫 持 ， 对 用 户 进 行 提 示 ， 撤 销 已 经 暴 露 的 登 录 凭 据 ， 或 者 不 向 用 户 发 送 敏 感 数 据 。 为 了 进 一 步 分 析 ， 我 们 在 这 里 提 供 了 捕 获 的 数 据 包 。 （ P C A P 包 或 未 发 生 劫 持 ）
域 名 目 标 域 名 目 标 H T T P S 劫 持 是 由 客 户 端 发 送 的 S N I 扩 展 所 触 发 。 C e n s o r e d   P l a n e t 发 现 在 约 1 0 0 0 0 个 测 试 域 名 中 ， 有 3 7 个 域 名 会 触 发 假 证 书 的 注 入 。 这 些 域 名 大 部 分 都 是 社 交 媒 体 和 即 时 通 讯 网 站 ， 列 表 如 下 ： I S P 让 用 户 安 装 哈 萨 克 斯 坦 根 证 书 ， 声 称 这 样 可 以 帮 助 阻 挡 诈 骗 、 黑 客 攻 击 和 非 法 内 容 。 然 而 ， 上 面 列 出 的 域 名 表 明 其 真 实 意 图 却 是 监 视 用 户 在 社 交 网 络 和 即 时 通 讯 网 站 上 的 行 为 。 结 语 结 语 哈 萨 克 斯 坦 的 H T T P S 劫 持 降 低 了 该 国 互 联 网 用 户 的 安 全 性 和 隐 私 性 。 虽 然 目 前 劫 持 还 没 在 全 国 范 围 内 出 现 ， 但 似 乎 政 府 既 希 望 同 时 又 有 潜 能 ， 在 不 久 的 将 来 进 行 大 范 围 的 H T T P S 劫 持 。 国 际 社 会 需 要 密 切 监 视 这 一 令 人 忧 心 的 举 动 ， 而 这 一 危 险 信 号 ， 已 经 飞 舞 在 计 算 机 安 全 界 数 十 年 间 致 力 于 对 所 有 网 站 进 行 高 强 度 、 端 到 端 加 密 的 努 力 和 进 步 的 面 前 。 * 本 文 作 者 ： 本 文 作 者 ： K r i s t o n ， 转 载 请 注 明 来 自 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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