MD5雜湊長度延展攻擊（選做）

20211115fyq發表於2024-04-14

MD5雜湊長度延展攻擊（選做）

任務

任務描述：

在一個使用MD5雜湊演算法的系統中，管理員使用了一個金鑰k和命令cmd的組合來生成每個命令的簽名：hash(k||cmd)。你已經獲得了一個允許檢視檔案的命令cmd=viewfile和對應的簽名h，但你希望透過雜湊長度延展攻擊，生成一個新的簽名，該簽名能夠讓你執行刪除檔案的命令（刪除檔案的命令為rm）。

具體步驟：

  1. 研究MD5雜湊長度延展攻擊的機制，並找出適用於此場景的攻擊方法。（3分）
  2. 使用合適的工具或指令碼，基於cmd=viewfile和簽名h，構造一個新的命令cmd=viewfile||padding||deletefile和新的簽名。（6分）
  3. 提交你使用的攻擊方法、工具或指令碼的詳細說明，以及成功構造的命令和新的簽名。（6分）

過程

1.MD5雜湊長度延展攻擊

MD5雜湊長度延展攻擊是一種利用MD5雜湊演算法的安全漏洞，其機制如下：

  1. MD5演算法特性：MD5演算法在計算雜湊值時，將訊息分成512位（64位元組）的塊，並對每個塊進行一系列的位運算和輪函式計算，最終得到128位（16位元組）的雜湊值。

  2. 攻擊者利用填充資料：攻擊者利用MD5演算法對訊息進行處理的特點，可以構造出具有相同雜湊值的不同輸入資料。攻擊者首先需要了解原始訊息M的長度和雜湊值H(M)，然後在訊息M的末尾附加填充資料P，使得新訊息M'的長度為M的長度加上填充資料的長度。

  3. 計算新訊息的雜湊值：攻擊者根據MD5演算法的工作原理，計算新訊息M'的雜湊值H(M')。在計算過程中，MD5演算法會將填充資料P作為有效訊息的一部分，因此攻擊者可以透過控制填充資料的內容來影響新訊息的雜湊值。

  4. 構造有效的新訊息：攻擊者根據MD5演算法的雜湊計算過程，精心選擇填充資料P，使得新訊息M'的雜湊值滿足攻擊者的需求。例如，攻擊者可以構造出具有相同雜湊值但含有惡意內容的新訊息，用於欺騙系統或繞過身份驗證。

  5. 實施攻擊：攻擊者將構造好的新訊息M'傳送給目標系統進行驗證或處理。由於MD5演算法的安全漏洞，目標系統無法區分原始訊息和填充資料，因此會錯誤地接受新訊息M'，從而導致安全漏洞和攻擊風險。

攻擊方法中的關鍵是構造填充資料P，使得新訊息M'的長度符合MD5演算法的處理要求，並且能夠影響新訊息的雜湊值以達到攻擊者的目的。攻擊者可以透過以下公式計算新訊息M'的長度和填充資料P的內容：

新訊息長度 = 原始訊息長度 + 填充資料長度

填充資料 = 惡意內容 + 填充位元組

其中，填充位元組的數量和內容是攻擊者需要精心選擇和控制的關鍵。透過構造合適的填充資料，攻擊者可以成功實施MD5雜湊長度延展攻擊，破壞系統的安全性和完整性。

2.建立一個python檔案

md5.py

`#!/usr/bin/pyhton3
    import hashlib
def md5_extend(original_message, original_hash, extension):
# 步驟1：計算原始訊息的位元組長度
original_length = len(original_message.encode())

# 步驟2：初始化填充
padding = b'\x80' + b'\x00' * ((56 - (original_length + 1) % 64) % 64)

# 步驟3：新增原始訊息的位元長度
padding += (original_length * 8).to_bytes(8, byteorder='little')

# 步驟4：計算新雜湊值
new_hash = hashlib.md5()
new_hash.update(extension.encode())
new_hash.update(padding)
forged_message = original_message.encode() + padding + extension.encode()

# 步驟5：返回偽造訊息和雜湊值
return forged_message, new_hash.hexdigest()

original_message = "20211201viewfile"
original_hash = hashlib.md5(original_message.encode()).hexdigest()
extension = "rm *"
forged_message, new_hash = md5_extend(original_message, original_hash, extension)

print("原始訊息:", original_message)
print("原雜湊值:", original_hash)
print("偽造訊息:", forged_message.hex())  # 將位元組串轉換為十六進位制表示
print("新雜湊值:", new_hash)`

3.執行python程式碼

image

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