2017-2018-1 20155320《信息安全技术》实验二——Windows口令破解
实验目的
-
了解Windows口令破解原理
-
对信息安全有直观感性认识
-
能够运用工具实现口令破解
实验环境及工具
- 实验环境
windows
- 实验工具
LC5、SuperDic
实验原理
- 口令破解方法
口令破解主要有两种方法：字典破解和暴力破解。
（1）字典破解是指通过破解者对管理员的了解，猜测其可能使用某些信息作为密码，例如其姓名、生日、电话号码等，同时结合对密码长度的猜测，利用工具来生成密码破解字典。如果相关信息设置准确，字典破解的成功率很高，并且其速度快，因此字典破解是密码破解的首选。
（2）暴力破解是指对密码可能使用的字符和长度进行设定后（例如限定为所有英文字母和所有数字，长度不超过8），对所有可能的密码组合逐个实验。随着可能字符和可能长度的增加，存在的密码组合数量也会变得非常庞大，因此暴力破解往往需要花费很长的时间，尤其是在密码长度大于10，并且包含各种字符（英文字母、数字和标点符号）的情况下。
- 口令破解方式
口令破解主要有两种方式：离线破解和在线破解
（1）离线破解攻击者得到目标主机存放密码的文件后，就可以脱离目标主机，在其他计算机上通过口令破解程序穷举各种可能的口令，如果计算出的新密码与密码文件存放的密码相同，则口令已被破解。
口令破解程序的工作流程如下：
- 1．候选口令产生器
候选口令产生器的作用是不断生成可能的口令。有几种方法产生候选口令，一种是用枚举法来构造候选口令（暴力破解），另一种方法是从一个字典文件里读取候选口令（字典破解）。 - 2．口令加密
口令加密过程就是用加密算法对从口令候选器送来的候选口令进行加密运算而得到密码。这要求加密算法要采用和目标主机一致的加密算法。 - 3．口令比较
口令比较就是将从候选口令计算得到的新密码和密码文件中存放的密码相比较。如果一致，那么口令破解成功，可以使用候选口令和对应的账号登录目标主机。如果不一致，则候选口令产生器计算下一个候选口令。
实验过程
首先使用“快照X”恢复Windows系统环境。
1．字典破解
（1）为本机创建新用户。将你创建的用户名及密码填入表
| 用户名 | 密码 |
|---|---|
| 20155320 | 19970104 |
（2）生成字典文件：启动“字典生成器”，选择“生日”标签页，输入的年份与月份信息应尽量包含步骤（1）中用到的生日日期，在“生成字典”标签页中确定字典文件存放的路径以及新用户口令位数，最后生成字典文件。
（3）字典破解口令
- 启动LC5口令破解工具。选择“Session”（会话）｜“Session Options…”（会话选项）菜单项，在弹出的“Auditing Options For This Session”对话框中选中“Dictionary Crack”项的“Enabled”，取消其它项的“Enabled”。单击“Dictionary List”（字典列表）按钮，导入步骤（2）中生成的字典文件。
- 返回LC5主界面，选择“Session”｜“Import…”（导入）菜单项，在弹出的“Import”对话框中导入本地用户列表，选择“Session”｜“Begin Audit”（开始审计）菜单项，开始字典破解用户口令。
2．暴力破解
（1）创建新用户，根据建议用户口令仅由英文字母和数字组成，长度不超过6位，我将用户及密码设为如下。
| 用户名 | 密码 |
|---|---|
| ljq20155320 | 123abc |
(2)选择LC5的“File”｜“New Session…”（新会话）菜单项，新建会话。重新导入本地用户列表。
（3）在会话选项中仅选中“Brute Force Crack”（暴力破解）｜“Enabled”，并在“Character Set”（字符集）中选择“alphabet+numbers”（字母表+数字）, 开始暴力破解新建用户口令。
3．不同密码强度的破解时间比较
（1）再次新建4个用户，使用不同强度的用户口令。默认情况下该4个用户名及其口令如表
| 用户名 | 密码 |
|---|---|
| 5320ljq1 | 1234 |
| 5320ljq2 | 12abc |
| 5320ljq3 | abc123 |
| 5320ljq4 | 12＿ab+ |
(2)新建LC5会话，在会话选项中选中暴力破解选项，字符设置选择“Custom”（自定义）。为了减少破解所需时间，我缩小自定义字符集如下。
（3）开始暴力破解，当破解完成后，查看LC5的破解信息，填写表
| 用户名 | 破解用时 |
|---|---|
| 5320ljq1 | 0s |
| 5320ljq2 | 0s |
| 5320ljq3 | 43s |
| 5320ljq4 | 24s |
（4）根据实验结果不难发现长密码比短密码破解要更多的时间，复杂密码比简单密码需要更多的时间，这也就是设置复杂密码能够提高系统安全性的原因。
思考题
-
问题1：分析口令破解软件L0phtCrack(简写为LC)的工作原理。
-
答：口令破解主要有两种方法：字典破解和暴力破解。
字典破解是指通过破解者对管理员的了解，猜测其可能使用某些信息作为密码，例如其姓名、生日、电话号码等，同时结合对密码长度的猜测，利用工具来生成密码破解字典。如果相关信息设置准确，字典破解的成功率很高，并且其速度快，因此字典破解是密码破解的首选。
暴力破解是指对密码可能使用的字符和长度进行设定后（例如限定为所有英文字母和所有数字，长度不超过8），对所有可能的密码组合逐个实验。随着可能字符和可能长度的增加，存在的密码组合数量也会变得非常庞大，因此暴力破解往往需要花费很长的时间，尤其是在密码长度大于10，并且包含各种字符（英文字母、数字和标点符号）的情况下。
-
问题2：Windows 7的口令保护文件名称及存储位置是什么？
-
答：文件名称为SAM，存储的位置在X:\windows\system32\config\SAM中。
-
问题3：Windows保护系统帐户口令的算法有LM和NTLM，这两种算法有什么区别？
-
答：
（1）.LM-Hash:
LM-Hash算法是在DES的基础上实现的，它不区分字母大小写，长度最长是14个字符，密码被分成2串7个字符进行存放
(2).NTLM-Hash：
NTLM-Hash算法是微软基于LM-Hash算法的弱点而设计的算法。它对字母大小写敏感，摆脱了LM-Hash的魔术字符串“KGS!@#$%”。它是基于MD4实现的，穷举难度较大。
参考材料：
-
问题四：为了保护口令安全，设置口令应该遵循什么样的原则？
-
答：最重要的是口令的安全性，设置的口令时不要太简单， 口令还要容易记忆，避免太复杂而忘记的情况。
-
问题五：Windows系统在什么地方可设置帐户密码策略？帐户密码策略包括哪些内容？
-
答：可参考windows密码策略在哪里查看及设置；包括图中六个策略。
参考资料：windows密码策略在哪里查看及设置
-
问题六：在密码破解中，常到彩虹表(Rainbow Table)，彩虹表是什么？
-
答：彩虹表是一个用于加密散列函数逆运算的预先计算好的表, 为破解密码的散列值（或称哈希值、微缩图、摘要、指纹、哈希密文）而准备。一般主流的彩虹表都在100G以上。 这样的表常常用于恢复由有限集字符组成的固定长度的纯文本密码。这是空间/时间替换的典型实践, 比每一次尝试都计算哈希的暴力破解处理时间少而储存空间多，但却比简单的对每条输入散列翻查表的破解方式储存空间少而处理时间多。
-
问题七：你认为口令破解的技术将如何发展？
-
答：我觉得口令破解技术越来越成熟，会与口令生成技术共同发展。
