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一.概要

本文主要目的，希望通過(guò)分享解密方法引起相關(guān)人士對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的重視。數(shù)據(jù)庫(kù)安全絕不單只數(shù)據(jù)庫(kù)本身的安全，和數(shù)據(jù)庫(kù)所處的整個(gè)環(huán)境都有密切關(guān)系。

本文所說(shuō)的破解oracle9i、oracle10g、oracle11g密碼，特指通過(guò)對(duì)oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端之間通訊包進(jìn)行處理破解出oracle密碼明文，這有別于對(duì)oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的16位密碼進(jìn)行破解。截獲網(wǎng)絡(luò)信息往往比登入數(shù)據(jù)庫(kù)找到密碼密文更易操作、更難防范、隱秘性更高。

本文會(huì)說(shuō)明oracle最常見的3個(gè)版本的具體算法，但是不會(huì)揭露算法內(nèi)部細(xì)節(jié)。 

二.背景

隨著信息通訊的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)也越來(lái)越不安全。如下圖所示：從客戶端到數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，攻擊者有越來(lái)越多的攻擊目標(biāo)選擇。無(wú)論在哪一環(huán)節(jié)成功對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攔截或者監(jiān)聽都會(huì)獲得oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端之間的通訊包。如果通訊包中恰好含有用戶信息，如果不進(jìn)行加密處理這將是災(zāi)難性的事件。本文依oracle的3個(gè)版本為例（9i 10g11g）。分別說(shuō)明核心通訊內(nèi)容加密的方法和發(fā)展趨勢(shì)。

三.oracle加密原理

當(dāng)Oracle發(fā)起接后，Oracle客戶端向oracle數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送自己版本號(hào)，包含的加密算法等信息。最終2邊確定使用什么加密算法。然后進(jìn)行O3logon驗(yàn)證。O3logon驗(yàn)證是一種查詢-響應(yīng)協(xié)議，他利用DES加密技術(shù)保護(hù)這個(gè)會(huì)話的密鑰（sesskey），保證sesskey不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，所以即使有人監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)暴露核心密鑰。其中O3logon驗(yàn)證的核心是sesskey。

首先服務(wù)器通過(guò)oracle_hash（不同的版本不一樣，在9i中是用戶名+密碼，再進(jìn)行sha1運(yùn)算）和sesskey(一個(gè)隨機(jī)數(shù))算出服務(wù)器端的S_auth_sesskey.

客戶端拿到服務(wù)器的S_auth_sesskey后通過(guò)手上的散列值（這個(gè)散列值是用與服務(wù)器端一樣的方法計(jì)算的orcale_hash）算出數(shù)據(jù)庫(kù)所選擇的隨機(jī)sesskey。

客戶端使用sesskey 生成新的散列值，以該值為密鑰與明文password進(jìn)行運(yùn)算得到秘文password; 然后將秘文password發(fā)送到服務(wù)器端。

服務(wù)器端收到password；通過(guò)sesskey生成散列值密鑰，對(duì)秘文password進(jìn)行解密得到密碼明文，如果與庫(kù)中存儲(chǔ)一致則登陸成功。（參見下圖）

四.實(shí)例

上面主要是原理的說(shuō)明，下面就3個(gè)版本的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分別說(shuō)明（他們既有相同，也有不同的地方）。

oracle9i:

本文默認(rèn)你已經(jīng)通過(guò)某些方式取得了一個(gè)含有Oracle登錄信息的網(wǎng)絡(luò)通訊包。省略掉前面和破密關(guān)系不大的信息在數(shù)據(jù)包中尋找到3個(gè)相關(guān)信息分別是數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送給客戶端的AUTH_SESSKEY 、用戶名明文和AUTH_PASSWORD。

客戶端在得到auth_sesskey后，客戶端運(yùn)算出oracle_hash ，首先對(duì)orcale_hash做SHA1運(yùn)算會(huì)得到服務(wù)器端的散列值。以服務(wù)器端散列值為密鑰進(jìn)行3DES解密，可以把服務(wù)器端發(fā)給客戶端的AUTH_SESSKEY轉(zhuǎn)化成本次回話的sesskey。

服務(wù)器端在得到auth_password后，把sesskey按照一定的方法做SHA1運(yùn)算得到客戶端散列值。客戶端散列值和AUTH_PASSWORD通過(guò)3DES可以算出存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的密碼密文。最后客戶端散列值和密碼密文進(jìn)行運(yùn)算可以還原回密碼明文。

由于9i是采用把用戶名明文和密碼明文按照順序排列在一起對(duì)整個(gè)字符串做處理生成oracle_hash。由于添加的參數(shù)是固定的所以即使不是同一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)只要加入的賬號(hào)+密碼相同則，他們的sesskey是相同的。例如用戶名aabbcc密碼ccddee和用戶名aabbcccc密碼ddee是一樣的sesskey。

參考代碼

int ORACLE_Hash (char*username, char *passwd, int passwd_len, unsigned char* oracle_hash){    char ToEncrypt[256];    char temp[256];    DES_cblock iv,iv2;    DES_key_schedule ks1, ks2;    int len=0;    int j,ulen,plen;    memset (ToEncrypt,0,sizeof(ToEncrypt));    strupr (username);    strupr (passwd);    ulen = strlen(username);    plen = passwd_len;    for (len=1,j=0; j<ulen; len++,j++)    {        ToEncrypt[len] = username[j];        len++;    }    for (j=0; j<plen; len++,j++)    {        ToEncrypt[len] = passwd[j];        len++;    }    len=len-1;    memset (iv,0,8);    memset (iv2,0,8);    DES_set_key((DES_cblock*) deskey_fixed, &ks1);    DES_ncbc_encrypt((unsigned char*) ToEncrypt, (unsigned char*)temp, len, &ks1, &iv, DES_ENCRYPT);    DES_set_key((DES_cblock*) &iv, &ks2);    DES_ncbc_encrypt((unsigned char*) ToEncrypt, (unsigned char*)temp, len, &ks2, &iv2, DES_ENCRYPT);    memcpy (oracle_hash,iv2,8)    return TRUE;}

注：以上的代碼并未使用sha1，而是采用了des，與前文介紹不一致。而且其中deskey_fixed是什么？是下文的fixed31嗎？

intORACLE_TNS_Decrypt_Password_9i (unsigned char OracleHash[8], unsigned charauth_sesskey[16], unsigned char auth_password[16], char* decrypted){unsigned char fixed31 [] ={0xA2,0xFB,0xE6,0xAD,0x4C,0x7D,0x1E,0x3D,0x6E,0xB0,0xB7,0x6C,0x97,0xEF,0xFF,0x84,0x44,0x71,0x02,0x84,0xAC,0xF1,0x3B,0x29,0x5C,0x0F,0x0C,0xB1,0x87,0x75,0xEF};unsigned chartriple_des_key[64];unsigned char sesskey[16];unsigned char obfuscated[16];int PassLen = 16;ORACLE_TNS_Create_Key_SHA1(OracleHash, 8, fixed31, sizeof(fixed31), 24, triple_des_key);ORACLE_TNS_Decrypt_3DES_CBC(auth_sesskey, 16, triple_des_key, sesskey);ORACLE_TNS_Create_Key_SHA1(sesskey, 16, NULL, 0, 40, triple_des_key);ORACLE_TNS_Decrypt_3DES_CBC(auth_password, 16, triple_des_key, obfuscated);ORACLE_TNS_DeObfuscate(triple_des_key, obfuscated, &PassLen);memcpy (decrypted, obfuscated,PassLen);return PassLen;}

oracle10g

10g在9i的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改變。同樣還是假設(shè)我們已經(jīng)取得一個(gè)含有Oracle登錄信息的網(wǎng)絡(luò)通訊包。省略掉前面和破密關(guān)系不大的信息在數(shù)據(jù)包中尋找到4個(gè)相關(guān)信息分別是數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送給客戶端的S_AUTH_SESSKEY、用戶名明文、客戶端發(fā)送給服務(wù)器的C_AUTH_SESSKEY和AUTH_PASSWORD。

首先假設(shè)取得了oracle_hash，這里不同于9i。9i雖然算了2個(gè)不同的散列值。但由于2個(gè)散列值都是通過(guò)固定數(shù)據(jù)和oracle_hash算出來(lái)的，所以難免被破解，而且效率不高。從Oracle10g開始，Oracle調(diào)整了策略，客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)分別以oracle_hash為基礎(chǔ)生成S_AUTH_SESSKEY和C_AUTH_SESSKEY。

客戶端對(duì)傳過(guò)來(lái)的S_AUTH_SESSKEY。做AES128解密處理拿到server_sesskey。把server_sesskey和自己的client_sesskey做md5生成combine。用combine生成AUTH_PASSWORD。

服務(wù)器端最后用combine對(duì)AUTH_PASSWORD解密。對(duì)比密碼，如果一致登陸成功。

10g在對(duì)于sesskey的處理上取得了長(zhǎng)足的改善，但是對(duì)oracle_hash的產(chǎn)生上依舊延續(xù)了9i的方式。采用用戶名和密碼進(jìn)行拼接組成最關(guān)鍵的字符串。對(duì)該字符串進(jìn)行DES處理。

參考代碼

intORACLE_TNS_Decrypt_Password_10g (unsigned char OracleHash[8], unsigned charauth_sesskey[32], unsigned char auth_sesskey_cli[32], unsigned char* auth_password,int auth_password_len, char* decrypted){    int passlen = 0;    unsigned char aes_key_bytes[32];    unsigned char decrypted_server_sesskey[32];    unsigned char decrypted_client_sesskey[32];    unsigned char combined_sesskeys[16];    char decrypted_password[64];    memset (aes_key_bytes,0,sizeof(aes_key_bytes));    memcpy (aes_key_bytes,OracleHash,8);    ORACLE_TNS_Decrypt_AES128_CBC (aes_key_bytes, auth_sesskey, 32,decrypted_server_sesskey);    ORACLE_TNS_Decrypt_AES128_CBC (aes_key_bytes, auth_sesskey_cli,32, decrypted_client_sesskey);    ORACLE_TNS_Combine_SessKeys (&decrypted_server_sesskey[16],&decrypted_client_sesskey[16], combined_sesskeys);    ORACLE_TNS_Decrypt_AES128_CBC (combined_sesskeys, auth_password,auth_password_len, (unsigned char*) decrypted_password);    passlen = terminate_ascii_string (&decrypted_password[16],auth_password_len-16);    if (passlen!= -1)        strncpy (decrypted, &decrypted_password[16], passlen);    return passlen;}

oracle11g

11g在10g的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的改變。同樣還是假設(shè)我們已經(jīng)取得一個(gè)含有Oracle登錄信息的網(wǎng)絡(luò)通訊包。省略掉前面和破密關(guān)系不大的信息在數(shù)據(jù)包中尋找到4個(gè)相關(guān)信息分別是數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送給客戶端的S_AUTH_SESSKEY、AUTH_VFR_DATA、客戶端發(fā)送給服務(wù)器的C_AUTH_SESSKEY和AUTH_PASSWORD。

依舊假設(shè)取得了Oracle_hash，11g基本同于10g，客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)分別以O(shè)racle_hash為基礎(chǔ)生成S_AUTH_SESSKEY和C_AUTH_SESSKEY?？蛻舳藢?duì)傳過(guò)來(lái)的S_AUTH_SESSKEY。做AES192解密處理拿到server_sesskey。把server_sesskey和自己的client_sesskey做md5生成combine。用combine生成AUTH_PASSWORD。服務(wù)器端最后用combine對(duì)AUTH_PASSWORD解密。對(duì)比密碼，如果一致登陸成功。

11g最大的變化在生成Oracle_hash上采取了和10g不同的策略。Oracle 11g為了提高Oracle_hash的安全性，多引入了AUTH_VFR_DATA這個(gè)隨機(jī)值。取消了明文用戶名。每個(gè)會(huì)話的AUTH_VFR_DATA都不同。從根本上避免9i、10g同字符串（用戶名+密碼組成的字符串）帶來(lái)的無(wú)論哪臺(tái)機(jī)器oracle_hash一致的巨大安全隱患。

參考代碼

void ORACLE_MixCase_Hash (char*passwd, int passwd_len, unsigned char salt[10], unsigned char*oracle_mixcase_hash){    unsigned char to_hash[256];    memcpy (to_hash, passwd, passwd_len);    memcpy (to_hash+passwd_len, salt, 10);    SHA_CTX ctx;    SHA1_Init (&ctx);    SHA1_Update (&ctx, to_hash, passwd_len+10);    SHA1_Final (oracle_mixcase_hash, &ctx);}

五.總結(jié)

從Oracle9i到Oracle11g的變化，我們可以清晰得看出oracle調(diào)整的思路，就是更安全。從11g開始，oracle和密碼相關(guān)登陸信息全部采用了密文。有效地加大了破解難度。我們身為IT軟件從業(yè)者和安全行業(yè)從業(yè)者，應(yīng)該向Oracle學(xué)習(xí)，不單單重視軟件本身的安全，同時(shí)也要對(duì)環(huán)境有一定的抵抗力。一定注意防止網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽，設(shè)計(jì)SID的時(shí)候盡量避免ORCL、TEST等常用名。端口號(hào)盡量不要選用1521 和1523來(lái)增加掃描難度。使用復(fù)雜密碼，定期更換密碼等都會(huì)有助于oracle的安全