Padding Oracle

Reading time: 5 minutes

CBC - Cipher Block Chaining

CBC modunda önceki şifrelenmiş blok IV olarak kullanılır ve bir sonraki blokla XOR yapılır:

CBC'yi deşifrelemek için ters işlemler yapılır:

Bir şifreleme anahtarı ve bir IV kullanmanın gerekli olduğunu unutmayın.

Mesaj Doldurma

Şifreleme sabit boyut blokları içinde gerçekleştirildiğinden, son blokta uzunluğunu tamamlamak için genellikle doldurma gereklidir.
Genellikle PKCS7 kullanılır, bu da bloğu tamamlamak için gerekli bayt sayısını tekrarlayarak bir doldurma oluşturur. Örneğin, son blokta 3 bayt eksikse, doldurma \x03\x03\x03 olacaktır.

8 bayt uzunluğunda 2 blok ile daha fazla örneğe bakalım:

Son örnekte son bloğun dolu olduğunu ve sadece doldurma ile yeni bir bloğun oluşturulduğunu unutmayın.

Padding Oracle

Bir uygulama şifrelenmiş verileri deşifre ettiğinde, önce verileri deşifre eder; ardından doldurmayı kaldırır. Doldurmanın temizlenmesi sırasında, eğer geçersiz bir doldurma tespit edilebilir bir davranış tetiklerse, bir padding oracle zafiyeti vardır. Tespit edilebilir davranış bir hata, sonuç eksikliği veya daha yavaş bir yanıt olabilir.

Bu davranışı tespit ederseniz, şifrelenmiş verileri deşifre edebilir ve hatta herhangi bir açık metni şifreleyebilirsiniz.

Nasıl istismar edilir

Bu tür bir zafiyeti istismar etmek için https://github.com/AonCyberLabs/PadBuster kullanabilir veya sadece yapabilirsiniz.

sudo apt-get install padbuster

Bir sitenin çerezinin savunmasız olup olmadığını test etmek için şunları deneyebilirsiniz:

perl ./padBuster.pl http://10.10.10.10/index.php "RVJDQrwUdTRWJUVUeBKkEA==" 8 -encoding 0 -cookies "login=RVJDQrwUdTRWJUVUeBKkEA=="

Encoding 0 demek base64 kullanıldığı anlamına gelir (ancak diğerleri de mevcuttur, yardım menüsüne bakın).

Bu zafiyeti yeni verileri şifrelemek için de kötüye kullanabilirsiniz. Örneğin, çerezin içeriği "user=MyUsername" ise, bunu "_user=administrator_" olarak değiştirebilir ve uygulama içinde yetkileri artırabilirsiniz. Bunu paduster kullanarak -plaintext parametresini belirterek de yapabilirsiniz:

perl ./padBuster.pl http://10.10.10.10/index.php "RVJDQrwUdTRWJUVUeBKkEA==" 8 -encoding 0 -cookies "login=RVJDQrwUdTRWJUVUeBKkEA==" -plaintext "user=administrator"

Eğer site savunmasızsa padbuster otomatik olarak padding hatasının ne zaman meydana geldiğini bulmaya çalışacaktır, ancak hata mesajını -error parametresi ile de belirtebilirsiniz.

perl ./padBuster.pl http://10.10.10.10/index.php "" 8 -encoding 0 -cookies "hcon=RVJDQrwUdTRWJUVUeBKkEA==" -error "Invalid padding"

Teori

Özetle, tüm farklı padding'leri oluşturmak için kullanılabilecek doğru değerleri tahmin ederek şifrelenmiş verileri çözmeye başlayabilirsiniz. Ardından, padding oracle saldırısı, 1, 2, 3, vb. padding'leri oluşturan doğru değerin ne olacağını tahmin ederek son byte'dan başlayarak byte'ları çözmeye başlayacaktır.

Şimdi, E0'dan E15'e kadar olan byte'lardan oluşan 2 blok kaplayan bazı şifrelenmiş metinleriniz olduğunu hayal edin.
Son bloğu (E8'den E15'e) şifrelemek için, tüm blok "blok şifre çözme" işleminden geçerek I0'dan I15'e kadar olan ara byte'ları üretir.
Son olarak, her ara byte, önceki şifrelenmiş byte'larla (E0'dan E7'ye) XOR'lanır. Yani:

• C15 = D(E15) ^ E7 = I15 ^ E7
• C14 = I14 ^ E6
• C13 = I13 ^ E5
• C12 = I12 ^ E4
• ...

Artık E7'yi C15'in 0x01 olana kadar değiştirmek mümkündür, bu da doğru bir padding olacaktır. Yani, bu durumda: \x01 = I15 ^ E'7

E'7'yi bulduğumuzda, I15'i hesaplamak mümkündür: I15 = 0x01 ^ E'7

Bu da C15'i hesaplamamıza olanak tanır: C15 = E7 ^ I15 = E7 ^ \x01 ^ E'7

C15'i bildiğimizde, şimdi C14'ü hesaplamak mümkündür, ancak bu sefer padding'i \x02\x02 ile brute-force yaparak.

Bu BF, E''15 değerinin 0x02 olduğu hesaplanabildiği için önceki kadar karmaşıktır: E''7 = \x02 ^ I15, bu nedenle sadece E'14'ü bulmak gerekir ki bu da C14'ün 0x02 eşit olmasını sağlar.
Ardından, C14'ü çözmek için aynı adımları izleyin: C14 = E6 ^ I14 = E6 ^ \x02 ^ E''6

Tüm şifrelenmiş metni çözene kadar bu zinciri takip edin.

Açığın Tespiti

Bir hesap kaydedin ve bu hesapla giriş yapın.
Eğer birçok kez giriş yaparsanız ve her seferinde aynı çerezi alıyorsanız, uygulamada muhtemelen bir sorun vardır. Geri gönderilen çerez her seferinde benzersiz olmalıdır. Eğer çerez her zaman aynıysa, muhtemelen her zaman geçerli olacaktır ve onu geçersiz kılmanın bir yolu olmayacaktır.

Artık çerezi değiştirmeye çalıştığınızda, uygulamadan bir hata aldığınızı görebilirsiniz.
Ancak padding'i BF yaparsanız (örneğin padbuster kullanarak) farklı bir kullanıcı için geçerli başka bir çerez elde etmeyi başarırsınız. Bu senaryo, padbuster'a karşı yüksek ihtimalle savunmasızdır.

Referanslar

• https://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_mode_of_operation