उंगलियों पर DPAPI

नमस्कार habrazhiteli!

पिछले साल दिसंबर में, मैं पहली बार डेटा प्रोटेक्शन एप्लीकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफेस (शॉर्ट के लिए DPAPI) में आया था। फिर मैंने क्रोम ब्राउज़र में लॉगिन / पासवर्ड को स्टोर करने का तरीका सीखा । मैंने वादा किया था कि मैं इस प्रणाली पर विस्तार से और अपनी उंगलियों पर हस्ताक्षर करूंगा। यह अच्छी बात नहीं है, इसलिए कात में आपका स्वागत है!



मैं डीपीएपीआई की मूल बातों से शुरू करता हूं, इसे क्यों बनाया गया था और इसकी जरूरत किसे है। और फिर मैं आपको बताता हूं कि यह कैसे काम करता है।

मुख्य बात के बारे में संक्षेप में

सूचना सुरक्षा समस्याओं ने लंबे समय तक सभी को छुआ है, और Microsoft कोई अपवाद नहीं था, कार्यालय पीसी, होम सिस्टम, सर्वर - सभी, एक डिग्री या किसी अन्य के लिए, गलत हाथों से आवश्यक सुरक्षा।
डेटा को खुले रूप में संग्रहीत करना पहले से ही, कम से कम, ठोस नहीं था। इसलिए, विंडोज 2000 की रिलीज के साथ, दुनिया ने DPAPI के एक नवजात और कच्चे संस्करण को देखा। इसका मुख्य उद्देश्य कंप्यूटर पर संग्रहीत पासवर्ड और गोपनीय जानकारी की सुरक्षा करना है। इसके अलावा, इस तरह से कि इस डेटा (उपयोगकर्ता) के मालिक को सुरक्षा के अस्तित्व के बारे में भी पता नहीं है, और यह डेटा क्रैकर के लिए उपलब्ध नहीं था। तब से व्यवस्था की विचारधारा नहीं बदली है। एल्गोरिदम बदल गए, छेद बंद हो गए, लेकिन सार एक ही था।
नतीजतन, एक पूर्ण सुरक्षा प्रणाली दिखाई दी जिसमें गुप्त डेटा उपयोगकर्ता-स्वामी और किसी और के लिए विशेष रूप से उपलब्ध नहीं था।

कार्य सिद्धांत

यह कैसे DPAPI के साथ काम करने की तुच्छ योजना दिखती है।
आवेदन मायसेक्रेट (स्ट्रिंग / बाइट्स को वर्गीकृत करने की आवश्यकता है) और एंट्रॉपी (एन्ट्रापी, इसके बारे में थोड़ी देर बाद। यह पैरामीटर वैकल्पिक है) सेट करके ओएस का उपयोग करता है।
आउटपुट BLOB है।
BLOB - B Inary L ar OB ject। डिक्रिप्शन एक बैक्रोनियम है। यह अनिवार्य रूप से बाइनरी डेटा की एक सरणी है। "बड़ा और आकारहीन।"
यह BLOB एक प्रकार का कंटेनर है जिसमें डिक्रिप्शन के लिए आवश्यक डेटा, साथ ही साथ सिफर स्वयं एक खुले रूप में समाहित हैं। एप्लिकेशन इसे बचाता है (उदाहरण के लिए, यह वही क्रोम है जिसने इस BLOB को SQLITE डेटाबेस के किसी एक क्षेत्र में बाइट्स के एक सरणी के रूप में दर्ज किया है), और बाद में, यदि आवश्यक हो, तो डिक्रिप्ट (योजना का दूसरा आधा)।



यह एक ही योजना कैसे दिखती है, लेकिन अधिक विवरण में है।
एक क्रिप्टोग्राफ़िक प्रदाता एक मॉड्यूल के रूप में हैशिंग, एन्क्रिप्शन, कुंजी एक्सचेंज और डिजिटल हस्ताक्षर के लिए एल्गोरिदम का एक सेट है। उदाहरण के लिए, रूस में हमारे GOST एल्गोरिदम और एक क्रिप्टोग्राफ़िक प्रदाता हैं जो उन्हें जोड़ती है, इसलिए यदि आप इसे सिस्टम को देते हैं, तो मानक AES, SHA, RSA के बजाय, हमारे GOST का उपयोग किया जाएगा। यह सब रजिस्ट्री में कॉन्फ़िगर किया गया है। यह निम्नानुसार है कि डीपीएपीआई खुद को अलग नहीं करता है कि किस एल्गोरिदम से काम करना है, वे "दस्ताने की तरह" बदलते हैं, जो सिस्टम को सार्वभौमिक बनाता है।

LSA और CryptoAPI के बारे में मैं विकिपीडिया के एक उद्धरण के साथ उत्तर दूंगा:

स्थानीय सुरक्षा प्राधिकरण सबसिस्टम सेवा (LSASS) प्रमाणीकरण सर्वर विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम का एक हिस्सा है जो एक व्यक्तिगत कंप्यूटर के स्थानीय उपयोगकर्ताओं को अधिकृत करने के लिए जिम्मेदार है। सेवा महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसके बिना, स्थानीय उपयोगकर्ताओं के लिए सिस्टम में लॉगिंग (डोमेन में पंजीकृत नहीं) सिद्धांत रूप में असंभव है।

CryptoAPI एक एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस है जो क्रिप्टोग्राफ़िक प्रदाता के साथ काम करने के लिए कार्यों के एक मानक सेट के साथ विंडोज एप्लिकेशन डेवलपर्स प्रदान करता है। यह Microsoft ऑपरेटिंग सिस्टम का हिस्सा है। विंडोज 2000 के बाद से अधिकांश क्रिप्टोकरंसी सुविधाओं का समर्थन किया गया है।

सभी सबसे दिलचस्प एलएसए के आंत्र में होता है, नश्वर लोगों का वहां कुछ भी नहीं होता है, इसलिए इस प्रक्रिया के संचालन को प्रभावित करना लगभग असंभव है।

दूर जंगल में

अब सीधे एन्क्रिप्शन / डिक्रिप्शन स्कीम के बारे में बात करते हैं।
वास्तव में, ये सिर्फ 3 कार्य हैं:
1) मास्टर कुंजी खोलना
2) एन्क्रिप्शन
3) डिक्रिप्शन

कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम क्या करना चाहते हैं - एन्क्रिप्ट, या डिक्रिप्ट - आपको पहले मास्टर कुंजी खोलना होगा।

एक मास्टर कुंजी (बाद में एमके के रूप में संदर्भित ) एक सममित एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के लिए एन्क्रिप्शन कुंजी है (विंडोज 7 में डिफ़ॉल्ट रूप से यह एईएस है)। यह एक BLOB भी है जिसमें खुली (ID, एल्गोरिदम ..) और बंद (स्वयं की) जानकारी है।
एमके सिस्टम का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, इसलिए यह विश्वसनीय सुरक्षा के अधीन है।

यहां डेवलपर्स में दुविधा है। यह कैसे सुनिश्चित करें कि उपयोगकर्ता पासवर्ड (USB कुंजी) दर्ज करके प्राप्त नहीं करता है, लेकिन एक ही समय में किसी भी तरह मास्टर कुंजी को सुरक्षित रखें? जाहिर है, इसके लिए "व्यक्तिगत" और सिस्टम की अनूठी जानकारी लेना आवश्यक है। यही है, यह सिस्टम में लॉग इन करने के लिए उपयोगकर्ता का पासवर्ड है। सिस्टम में लॉग इन करने के बाद, LSA इस पासवर्ड को स्टोर करता है और, अनुरोध पर, CryptoAPI इसे जारी करता है।



यह, वास्तव में, एक महत्वपूर्ण डिक्रिप्शन स्कीम है।
SID एक अद्वितीय सुरक्षा पहचानकर्ता है।
एलएसए पासवर्ड कैश आपके लॉगिन पासवर्ड का कैश है; यदि ऐसा नहीं है, तो शून्य लिया जाता है।
फिर सेटिंग्स पढ़ी जाती हैं
HMAC (हैश-आधारित संदेश प्रमाणीकरण कोड, संदेश पहचान हैश कोड के लिए संक्षिप्त)।
सीधे शब्दों में कहें, यह एक ही हैश फ़ंक्शन है जो समान MD5, SHA के आधार पर भी काम करता है ... केवल एक हैश प्राप्त करने के लिए, आपको एक पासवर्ड भी चाहिए, अर्थात 1 पैरामीटर के बजाय, उनमें से 2 हैं।
PBKDF2 - पासवर्ड-आधारित कुंजी व्युत्पत्ति कार्य। पासवर्ड आधारित प्रमुख पीढ़ी मानक। चाबियाँ प्राप्त करने के लिए एक छद्म यादृच्छिक समारोह का उपयोग करता है। कुंजी लंबाई सीमित नहीं है। वास्तव में, यह हैशिंग एल्गोरिथ्म का एक "जटिलता" है। यदि उसी SHA256 की गणना एक सेकंड के अंशों में की जाती है, तो इसकी मदद से गणना 0.1 सेकंड पर खींचेंगी। यहां एक महत्वपूर्ण पैरामीटर पुनरावृत्तियों की संख्या है। मेरे कंप्यूटर पर, डिफ़ॉल्ट रूप से 17400 हैं। जितने अधिक होते हैं, एल्गोरिथ्म जितना लंबा होता है, चयन उतना ही कठिन होता है। यदि आप एल्गोरिथ्म के विवरण में तल्लीन नहीं करते हैं, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि यह SHA256 एल्गोरिथ्म 17,400 बार करता है।
SHA (SHA (SHA ... SHA (string)) ...)
इसे पूरा करने में समय लगता है, और चूंकि SHA एक पौराणिक यूनिडायरेक्शनल फ़ंक्शन होने का दावा करता है, इसलिए आउटपुट अद्वितीय होगा।
0.1 सेकंड कुछ भी नहीं है जब एल्गोरिथ्म को 1 बार (उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से) निष्पादित किया जाता है, लेकिन यह एक दुःस्वप्न को पुनरावृत्त करना है।
MasterKey BLOB एक एन्क्रिप्टेड कुंजी के साथ केवल डेटा है, लेकिन यह खुले डेटा को भी संग्रहीत करता है जो सिस्टम द्वारा पठनीय है, जैसे कि नमक, मास्टर कुंजी आईडी और अन्य सेवा पैरामीटर।

नतीजतन, आउटपुट पर हमें अपनी कुंजी मिलती है।

अब एनक्रिप्शन शुरू करते हैं।



यहां सब कुछ काफी सरल है, पहली कुंजी, HMACKEY1 (सिस्टम द्वारा बेतरतीब ढंग से उत्पन्न) और आपके द्वारा दर्ज की गई एन्ट्रापी (थोड़ा और, और मैं आपको इसके बारे में अधिक बताऊंगा) एचएमएसी एल्गोरिदम एनालॉग (अब यह पहले से ही 3 इनपुट पैरामीटर हैं) में प्रस्तुत किया गया है। प्राप्त डेटा एन्क्रिप्टेड डेटा के लिए एक निजी कुंजी है। नमक भी बेतरतीब ढंग से उत्पन्न होता है। इस सभी डेटा का उपयोग BLOB बनाते समय किया जाता है, जो पहले से ही एन्क्रिप्शन अनुरोध के लिए प्रोग्राम में वापस आ जाएगा।

डिक्रिप्शन समान है।



यहां, सभी आवश्यक डेटा बीएलओबी से ही पढ़े जाते हैं। बाहर निकलने पर, हम अपना रहस्य प्राप्त करते हैं।

मास्टर कुंजी बूँद में बहुत सारी जानकारी होती है जो पढ़ने के लिए खुली होती है। DPAPI संस्करण, इसकी आईडी, विभिन्न झंडे, MK आकार, नमक, पुनरावृत्ति गणना, हैशिंग एल्गोरिथ्म, एन्क्रिप्शन।

एन्क्रिप्टेड डेटा के साथ BLOB'e भी बहुत सारी जानकारी है। फिर से, क्रिप्टोग्राफिक प्रदाता, आईडी एमके द्वारा उपयोग किया जाने वाला संस्करण, जिसका उपयोग एन्क्रिप्शन, विवरण और यहां तक ​​कि हस्ताक्षर (हैश राशि) के लिए किया गया था।

"शुरुआत में वापस"

अलग से, मैं इस तरह के एक क्रेडिट को ध्यान में रखना चाहता हूं ।



क्रेडेंशियल हिस्ट्री। पहली नज़र में - एक अनावश्यक चीज, लेकिन ऐसा होता है।
मान लीजिए कि आपने अपना पासवर्ड बदल दिया है। एल्गोरिथ्म के दृष्टिकोण से - आपकी मास्टर कुंजी दुर्गम हो गई है। डिक्रिप्ट करने के लिए कुछ भी नहीं है! लेकिन इस बारीकियों को सोचा जाता है। सिस्टम मास्टर कुंजी को फिर से एन्क्रिप्ट करेगा। लेकिन यह प्रक्रिया समय लेने वाली है ... कई कुंजी विज़ार्ड हो सकते हैं, और आपको उन सभी को फिर से एन्क्रिप्ट करने की आवश्यकता है (डिफ़ॉल्ट रूप से, सुरक्षा बढ़ाने के लिए हर 90 दिनों में एक नया उत्पन्न होता है, और पहले से एन्क्रिप्ट किया गया डेटा एक विशिष्ट कुंजी से बंधा हुआ है)। इसलिए, Microsoft ने यह एल्गोरिथम बनाया। पिछला पासवर्ड भूल नहीं गया है ... इसे वर्तमान पासवर्ड के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है और स्टैक पर सहेजा गया है। इसलिए, अगर अचानक सिस्टम मास्टर कुंजी को डिक्रिप्ट नहीं कर सकता है, तो इसे छोड़ने की कोई जल्दी नहीं है। वर्तमान पासवर्ड का उपयोग करते हुए, वह क्रेडिटहिस्ट में पहली प्रविष्टि को डिक्रिप्ट करता है। और वह प्राप्त पासवर्ड के साथ फिर से मास्टर डिक्रिप्ट करने की कोशिश करता है। नहीं? इस पासवर्ड का उपयोग करते हुए, वह चेन में अगले पासवर्ड को डिक्रिप्ट करेगा। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक कि चेन में मौजूद पासवर्ड बाहर नहीं निकल जाते या मास्टर कुंजी डिक्रिप्ट नहीं हो जाती। यह कैसे हो सकता है कि एमके को डिक्रिप्ट नहीं किया गया है? उदाहरण के लिए, यदि आपने पासवर्ड रीसेट करने के लिए थर्ड-पार्टी सॉफ्टवेयर का उपयोग किया है। आमतौर पर, ऐसे सॉफ़्टवेयर DPAPI कुंजी के "पुनः एन्क्रिप्शन" को ट्रिगर नहीं करते हैं। तो इस तरह की प्रक्रिया के बाद, आप इस प्रणाली द्वारा सहेजे गए अपने सभी पासवर्ड खो देते हैं। लेकिन अगर आप उसके बाद पासवर्ड बदलते हैं जो कि क्रेडिटहिस्ट में है, तो सभी पासवर्ड जीवन में आ जाएंगे।
कल्पना कीजिए कि एक बच्चे के साथ मेहमान आपके पास आए। बच्चे ने लिया - और पासवर्ड बदल दिया। तृतीय-पक्ष उपयोगिता का उपयोग करते हुए, आप पासवर्ड रीसेट करते हैं। आपके सभी गुप्त डेटा आपके लिए अप्राप्य हो गए, लेकिन आपके द्वारा अपना पिछला पासवर्ड वापस करने के बाद, और डेटा फिर से आपके पास है। यदि पासवर्ड को रीसेट करने के लिए पासवर्ड को एक फ्लॉपी डिस्क द्वारा रीसेट किया गया था, तो यहां सिस्टम रीइंडेक्सिंग शुरू होता है। संयोग से, RSA प्रणाली का उपयोग फ़्लॉपी डिस्क पर पासवर्ड को रीसेट करने के लिए किया जाता है। एन्क्रिप्शन के लिए सार्वजनिक कुंजी और सिफर स्वयं को रजिस्ट्री में संग्रहीत किया जाता है, और डिस्क पर निजी कुंजी। पासवर्ड बदलते समय, नया पासवर्ड सार्वजनिक कुंजी के साथ एन्क्रिप्ट किया गया है और ओवरराइट किया गया है।

एन्ट्रापी

अब हम एन्ट्रापी के बारे में बात कर सकते हैं। यदि आप सिस्टम के सिद्धांत को समझ गए हैं, तो यह आपके लिए स्पष्ट हो गया है कि किसी भी डेटा को एन्ट्रापी के बिना एन्क्रिप्ट किया गया है (या उसी एन्ट्रापी के साथ) किसी भी उपयोगकर्ता द्वारा चलाए जा रहे किसी भी एप्लिकेशन द्वारा आसानी से डिक्रिप्ट किया जाता है। अर्थात्, जानकारी सार्वजनिक रूप से उपयोगकर्ता के डोमेन के भीतर उपलब्ध है। Entropy, संक्षेप में, विशिष्ट एन्क्रिप्टेड डेटा के लिए पासवर्ड है। एन्ट्रापी सेट करें, और इस पैरामीटर के ज्ञान के बिना आपके कंप्यूटर पर कोई भी सॉफ्टवेयर BLOB को डिक्रिप्ट नहीं कर सकता है।

Microsoft ने IE में एन्ट्रॉपी के उपयोग का एक दिलचस्प उदाहरण सेट किया। लॉगिन वाले पासवर्ड रजिस्ट्री में संग्रहीत किए जाते हैं। कुंजी नाम उस लिंक से हैश है जिसे प्राधिकरण गुजरता है, और सामग्री एन्क्रिप्टेड डेटा है। तो यह लिंक एंट्रॉपी है। यही है, यहां तक ​​कि इस डेटा को इंटरसेप्ट करने और एक ओपन मास्टर कुंजी होने पर, आपको लिंक को सॉर्ट करना होगा, और, सभी डेटा के मालिक होने के नाते, आप सबसे अधिक संभावना है कि चोरी किए गए डेटा का पूरी तरह से खुलासा नहीं कर पाएंगे।
योजना इस प्रकार है:
1) लिंक mysite.ru/login.php खुलता है।
2) IE इस लिंक से हैश लेता है।
3) IE एक नाम के लिए प्रमुख नामों के बीच खोज करता है जो दिए गए हैश से मेल खाता है।
4) कुंजी (BLOB) और लिंक की सामग्री का उपयोग करते हुए, एंट्रॉपी के रूप में, IE लॉगिन और पासवर्ड के साथ जानकारी खोलता है।
यदि चरण 3 में कोई मैच नहीं मिला, तो इसका मतलब है कि उपयोगकर्ता ने इस पृष्ठ पर अभी तक कुछ भी दर्ज नहीं किया है।

मैं Passcape परियोजना के लिए और विशेष रूप से, परियोजना प्रशासक को, जो खुशी के साथ (उम्मीद है) DPAPI के बारे में मेरे सभी सवालों का जवाब दिया, के लिए अपना आभार व्यक्त करना चाहता हूं। उनका आवेदन "विंडोज पासवर्ड रिकवरी", जहां तक ​​मुझे पता है, अद्वितीय है, यह पूरी तरह से DPAPI के काम का अनुकरण करता है।

आपके ध्यान के लिए बहुत बहुत धन्यवाद, मुझे आपके सवालों का जवाब देने में खुशी होगी।