彩虹表的攻击与防御学习记录

在信息化时代，手机已经成为了我们生活中不可缺少的一部分，而我们的手机锁屏密码大部分都是4位数字的组合，在存在着防御暴力破解机制的前提下（例如多次尝试失败进行锁定），我们可以用怎样的加密机制来防止不怀好意的人破解我们的手机密码呢？同样，身为Cracker的你，怎样在别人无法察觉的情况下破解手机密码呢？

我们的任务分为3个部分：

1．以防御者的视角，编写对于4位密码进行md5加密的脚本，来抵御攻击者对密码的嗅探。

2．以攻击者的视角，通过生成相应的彩虹表来对4位数字密码MD5密文进行破解。

3．以防御者的视角，通过某种措施来抵御彩虹表破解或者使攻击者的破解难度和成本大大增加。

 

任务描述：使用任意一种语言，对特定的四位数字进行MD5加密(例如‘3839’)，输出加密后的结果：

注：具体MD5加密原理可以参照实验《Hash算法MD5分析》（http://www.hetianlab.com/expc.do?ec=81da3ca2-ae9d-4e85-b2a2-b6f217a150a0），在这里就不复现MD5的加密流程了

      //示例程序运行截图：

 

任务描述：使用给定的彩虹表生成工具RainbowCrack，生成破解四位数字组合MD5值的彩虹表，并对实验一中的MD5字符串进行破解。

 

操作步骤

 

1）生成彩虹表：

 

      使用命令：rtgen md5 numeric 4 4 0 3000 400000  0

2）对彩虹表进行排序：

      彩虹表是一串彩虹链。每条彩虹链都有一个起点和一个终点。rtsort程序通过终点对彩虹链进行排序，使二进制搜索成为可能。

      运行以下命令对当前目录中的所有.rt彩虹表进行排序：

      rtsort .

      切勿中断rtsort程序; 否则被分类的彩虹表可能会被损坏。

      如果可用内存大小小于正在排序的彩虹表的大小，则需要与彩虹表大小一样大的临时硬盘空间来存储中间结果。

      我们生成的这表太小,所以瞬间就完成了排序.

3）对我们实验一中的md5密文进行彩虹表破解：

      附命令示例，破解单个哈希：（.为彩虹表在当前目录的写法，不在当前目录直接写路径）

      rcrack . -h fcea920f7412b5da7be0cf42b8c93759

      rcrack_cuda . -h fcea920f7412b5da7be0cf42b8c93759

      rcrack_cl . -h fcea920f7412b5da7be0cf42b8c93759

      破解多个哈希：

      rcrack . -l hash_list_file

      rcrack_cuda . -l hash_list_file

      rcrack_cl . -l hash_list_file

      对于单个的哈希值，我们可以直接用rcrack.exe . -h hashnum来进行破解：

      以’6666’为例：

      MD5（6666） = e9510081ac30ffa83f10b68cde1cac07

 

 //彩虹表破解成功

      //类似的，还可以通过同样的思路破解SHA1等哈希算法

      （彩虹表攻击是高效的，但是存储彩虹表所要花费的代价也是高昂的，以MD5哈希算法为例，我们仅仅4位数字组合的彩虹表便用去了6M左右的空间，而10位小写字母与数字的组合便需要花费316GB的内存空间。但无论怎样，彩虹表在空间上的花销是一定要优于字典对的）

任务描述：针对彩虹表的攻击原理，思考对这种攻击的防御手段：

示例：通常，我们对彩虹表攻击的防御措施有两种：

①“加盐”：彩虹表只能通过有限密码集合生成查找表——当密码集合扩大，彩虹表占用的空间将以指数速度增加。因此目前最常用的方式是将用户密码添加一段字符串（盐化）后再做散列。

      saltedhash(password) =hash(password+salt)

      如果将用户密码后添加一段随机字符串，然后将随机字符串和散列后的哈希值存储在密码数据库中。彩虹表将不得不计算出盐化后的密码，而盐化后的密码会大大增加散列前的长度，从而使密码集合过大而变得不可能生成彩虹表。

      示例：我们直接在之前‘3839’的md5值后面增加’aaaa’的盐值，试试能不能通过彩虹表破解。

②已知彩虹表是应用于主流的哈希算法的，那么通过对哈希算法进行修改，自然能够防御彩虹表破解。

      但这样存在某些隐患，例如，黑客可以将产品的算法通过逆向工程提取出来，通过算法生成特定的彩虹表。如果私有加密算法强度不够或是有设计缺陷的，届时密码破解将比使用彩虹表更加容易。

课后习题：