作者： 新思科技首席安全專家Tuomo Untinen

新思科技在早前發(fā)現(xiàn)D-Link DIR-850存在漏洞。此漏洞允許未經(jīng)過身份驗證的用戶加入路由器提供的無線網(wǎng)絡。一旦加入該網(wǎng)絡，用戶就可以訪問該網(wǎng)絡上任何其他用戶可用的所有服務、計算機和設備。未經(jīng)授權(quán)訪問網(wǎng)絡通常是更廣泛攻擊的第一步。

作為Defensics SafeGuard開發(fā)的一部分，我們發(fā)現(xiàn)了D-Link DIR-850L無線AC路由器（硬件修訂版本A）中的漏洞。該漏洞使攻擊者無需提供憑據(jù)即可完全訪問無線網(wǎng)絡。我們的方法在接入點連接期間跳過關(guān)鍵步驟，完全繞過加密。

在確定此漏洞后，新思科技繼續(xù)與芬蘭國家網(wǎng)絡安全中心（NCSC-FI）協(xié)調(diào)披露事宜，編號為CVE-2018-18907。我們與D-Link合作重現(xiàn)了這個漏洞問題。在2018年11月6日，D-Link已經(jīng)為受影響的設備提供了修復方案。

WPA2是用于客戶端和接入點（AP）之間的WLAN網(wǎng)絡通信的加密技術(shù)。為了相互連接，AP和客戶端都需要知道預共享密鑰（PSK），它們在WPA握手過程中交換，隨后在它們之間打開加密通道。

通常，破壞WPA2加密需要在AP和客戶端（也稱為請求者）上執(zhí)行無線捕獲，其中握手過程完全可見，或者僅從AP獲取對偶主密鑰標識符（PMKID）。完成此操作后，您將獲得強制WPA2 PSK所需的所有信息。獲取PSK所需的時間取決于硬件和PSK長度。但有時候通過WPA2加密需要一點運氣，這往往不到一秒鐘。

辦公室日常工作

2018年8月初，我正在為新思科技的Defensics解決方案完成新版本的測試套件，該解決方案為各種協(xié)議提供模糊測試。模糊測試是一種測試方法，測試工具發(fā)送格式錯誤的輸入以發(fā)現(xiàn)軟件中潛在的安全漏洞。這種包含意外或無效數(shù)據(jù)的格式錯誤的輸入稱為異常測試用例。

我最后添加到測試套件中的信息包括一些新的異常測試用例和SafeGuard結(jié)果。 SafeGuard是一項專利功能，允許Defensics識別違反規(guī)范或最佳實踐的情況 —— 例如，當被測系統(tǒng)（SUT）選擇弱加密方案時，或者以明文形式發(fā)送身份驗證憑據(jù)時。

SafeGuard與模糊測試有何不同？

新版本的Defensics 802.11測試套件包含兩項重要改進。

第一，WPA2握手后數(shù)據(jù)幀的WPA2加密。之前的版本僅計算會話的臨時密鑰，而且可以將此信息寫入文件。這允許測試人員驗證Defensics和SUT都具有相同的臨時密鑰。但是發(fā)送加密數(shù)據(jù)幀會自動測試正確的密鑰，因為兩端的加密和解密需要知道密鑰。

第二個改進是在IPv4上簡單的動態(tài)主機設置協(xié)議（DHCP）發(fā)現(xiàn)報文序列。此DHCP序列驗證SUT是否接收數(shù)據(jù)幀并檢查響應。由于DHCP本身非常復雜，我首先在沒有加密的情況下實現(xiàn)它，并且在DHCP序列工作之后，在測試中添加了WPA2 AES CCMP加密。

測試發(fā)現(xiàn)

我當時正在為WPA1添加一個弱加密SafeGuard，因為已知WPA1有弱點而且不應該使用。 WEP加密也是如此：它不應該再被使用了。 Defensics 802.11測試套件那時具有弱加密檢測功能，我運行了幾個案例來測試它，正巧我桌面上有AP，即D-Link DIR-850L。我以為會檢測到弱加密，因為我已經(jīng)將SUT AP配置為擁有WPA1而沒有其它任何設置。

正如我所預測的一樣，Defensics正確地檢測到弱加密。但是AP接受了沒有WPA加密的DHCP發(fā)現(xiàn)序列。此特定測試用例本應經(jīng)過協(xié)商以使用WPA1加密，但它不包含實際加密：DHCP發(fā)現(xiàn)序列以明文形式發(fā)送給AP。我對此測試結(jié)果感到驚訝，因為路由器應該需要WPA1加密。然后我使用Wireshark，一種捕獲無線數(shù)據(jù)幀的工具，重新運行測試用例并檢查結(jié)果。

在結(jié)果中，我看到了AP給Defensics提供的IP地址、路由器IP地址、租用時間等。發(fā)現(xiàn)序列再次以明文發(fā)送。然后我將加密從WPA1更改為WPA2，看看是否會對SUT行為產(chǎn)生影響。同樣，發(fā)現(xiàn)序列仍以明文形式發(fā)送，因此這出現(xiàn)了問題。 AP還支持WPA Enterprise，并且在該模式下的測試沒有改變行為 - 序列仍以明文形式發(fā)送。

分析

當然，下一個問題是發(fā)生了什么，為什么呢？連接到AP分兩個階段完成。首先，客戶端和AP就連接參數(shù)和要使用的加密達成一致；其次，執(zhí)行所謂的WPA握手或四次握手，交換加密參數(shù)并確保它們都具有PSK。在此之后，他們打開加密數(shù)據(jù)連接。但是，我運行的測試用例跳過了WPA握手，因此必須在握手之前發(fā)生什么，AP和客戶端就連接參數(shù)和使用的加密達成一致。

第一階段包括探測請求和響應、身份驗證請求和響應，最后是關(guān)聯(lián)請求和響應。探測請求的主要目的只是發(fā)現(xiàn)AP。然后，探測響應包含有關(guān)AP的所有信息，包括支持哪種加密。

下一個請求 - 響應對是身份驗證，其目的是確保向后兼容性。接下來是關(guān)聯(lián)請求和響應。在關(guān)聯(lián)請求中，客戶端告訴AP哪個是它想要的加密以及使用哪些參數(shù)。關(guān)聯(lián)請求還會打開AP和客戶端之間的數(shù)據(jù)連接。

我運行的測試用例有一個正常的探測請求和身份驗證請求。然后，關(guān)聯(lián)請求需要客戶端支持WPA1加密。此時，WPA握手應該發(fā)生，但由于我的測試用例跳過了握手，AP和客戶端開始發(fā)送沒有任何加密的數(shù)據(jù)幀。

漏洞利用

從沒有憑據(jù)的受保護網(wǎng)絡獲取IP地址已經(jīng)是件壞事，但是還會更糟糕嗎？我決定為此漏洞創(chuàng)建漏洞利用程序。我的想法是創(chuàng)建一個自定義版本的wpa_supplicant（Linux操作系統(tǒng)中的默認WLAN客戶端）。

首先，我嘗試修改wpa_supplicant，以便它只是忽略WPA握手，但事實證明這非常困難。檢查太多，無法確保WPA狀態(tài)機處于正確狀態(tài)。這證實我試圖做的事情并不常見。我嘗試的下一件事是在沒有加密的情況下建立連接，但修改包含加密參數(shù)的關(guān)聯(lián)消息。這與Defensics測試套件在測試用例中所做的一樣。我只需要刪除一些未經(jīng)協(xié)商的加密參數(shù)檢查，就可以建立連接。

對新思科技的Defensics智能模糊測試有疑問？我們給您答案

我有一個wpa_supplicant的修改版本，它提供了網(wǎng)絡接口上的完整Linux IP堆棧。首先，我嘗試連接到AP管理面板。雖然連接了，但是我注意到在路由器接到流氓客戶端之前，路由器接受了普通數(shù)據(jù)幀時，有三到六秒的窗口。然而，wpa_supplicant自動重新連接，我的開發(fā)繼續(xù)進行。實際上，重新連接速度非常快，即使傳輸控制協(xié)議（TCP）連接仍保持打開狀態(tài)。

此外，我還連接了另外兩臺設備，一臺是有線的，一臺是通過WLAN連接的。從流氓客戶端，我可以毫無費勁地連接兩個設備。從路由器管理面板，我看到惡意客戶端被識別為連接到路由器的任何其它客戶端。因此，利用此漏洞，我可以在不知道預共享密鑰的情況下完全訪問網(wǎng)絡。我不需要做任何耗時的暴力破解 - 我只是連接到網(wǎng)絡。

總結(jié)

Defensics 802.11測試套件現(xiàn)在可以識別繞過整個WPA加密機制的情況。測試套件現(xiàn)在包含一個單獨的SafeGuard功能來測試此漏洞，如果它檢測到WPA加密被繞過，則測試將顯示失敗。因此，針對其AP運行Defensics模糊測試的供應商將意識到此漏洞。測試的D-Link設備是隨機選擇的，D-Link已經(jīng)發(fā)布了該設備的補丁。