Padding Oracle
CBC - Cipher Block Chaining
CBCモードでは、前の暗号化されたブロックがIVとして使用され、次のブロックとXORされます:
CBCを復号するには、逆の操作が行われます:
暗号化には暗号化キーとIVが必要です。
メッセージパディング
暗号化は固定サイズのブロックで行われるため、通常は最後のブロックを完了するためにパディングが必要です。
通常はPKCS7が使用され、パディングはブロックを完了するために必要なバイト数を繰り返すように生成されます。たとえば、最後のブロックが3バイト不足している場合、パディングは\x03\x03\x03になります。
長さ8バイトの2ブロックのさらなる例を見てみましょう:
| byte #0 | byte #1 | byte #2 | byte #3 | byte #4 | byte #5 | byte #6 | byte #7 | byte #0 | byte #1 | byte #2 | byte #3 | byte #4 | byte #5 | byte #6 | byte #7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
P | A | S | S | W | O | R | D | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 0x02 | 0x02 |
P | A | S | S | W | O | R | D | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 0x03 | 0x03 | 0x03 |
P | A | S | S | W | O | R | D | 1 | 2 | 3 | 0x05 | 0x05 | 0x05 | 0x05 | 0x05 |
P | A | S | S | W | O | R | D | 0x08 | 0x08 | 0x08 | 0x08 | 0x08 | 0x08 | 0x08 | 0x08 |
最後の例では、最後のブロックが完全だったため、別のブロックがパディングのみで生成されたことに注意してください。
パディングオラクル
アプリケーションが暗号化されたデータを復号化すると、まずデータを復号化し、その後パディングを削除します。パディングのクリーンアップ中に、無効なパディングが検出可能な動作を引き起こすと、パディングオラクルの脆弱性が発生します。検出可能な動作には、エラー、結果の欠如、または応答の遅延が含まれる可能性があります。
この動作を検出した場合、暗号化されたデータを復号化し、さらに任意のクリアテキストを暗号化することができます。
悪用方法
この種の脆弱性を悪用するには、https://github.com/AonCyberLabs/PadBusterを使用するか、単に行います
サイトのクッキーが脆弱かどうかをテストするためには、次のように試すことができます:
エンコーディング0は、base64が使用されていることを意味します（他にも利用可能なものがありますが、ヘルプメニューを確認してください）。
この脆弱性を悪用して新しいデータを暗号化することもできます。たとえば、クッキーの内容が "_user=MyUsername_" であるとします。その場合、"_user=administrator_" に変更してアプリケーション内で特権を昇格させることができます。padusterを使用して、-plaintext**パラメータを指定して行うこともできます。
もしサイトが脆弱性を持っている場合、padbusterは自動的にパディングエラーが発生するタイミングを見つけようとしますが、-errorパラメータを使用してエラーメッセージを指定することもできます。
理論
要約すると、異なるパディングを作成するために使用できる正しい値を推測して、暗号化されたデータの復号化を開始できます。その後、パディングオラクル攻撃は、1、2、3などのパディングを作成する正しい値を推測して、最後から最初にバイトを復号化し始めます。
E0からE15までのバイトで形成される2つのブロックを占める暗号化されたテキストがあると想像してください。 最後のブロック（E8からE15）を復号化するために、ブロック暗号の復号化を通過すると、中間バイトI0からI15が生成されます。 最後に、各中間バイトは前の暗号化されたバイト（E0からE7）とXORされます。つまり：
C15 = D(E15) ^ E7 = I15 ^ E7C14 = I14 ^ E6C13 = I13 ^ E5C12 = I12 ^ E4...
今、C15が0x01になるまでE7を変更することが可能で、これも正しいパディングになります。したがって、この場合は：\x01 = I15 ^ E'7
したがって、E'7を見つけると、I15を計算することが可能です：I15 = 0x01 ^ E'7
これにより、C15を計算することが可能になります：C15 = E7 ^ I15 = E7 ^ \x01 ^ E'7
C15を知っているので、C14を計算することが可能になりますが、この時はパディング\x02\x02をブルートフォースします。
このBFは前のものと同じくらい複雑です。0x02の値を持つE''15を計算できるので、E''7 = \x02 ^ I15を見つけるだけで、C14が0x02に等しいE'14を見つける必要があります。
その後、C14を復号化するために同じ手順を実行します：C14 = E6 ^ I14 = E6 ^ \x02 ^ E''6
このチェーンに従って、暗号化されたテキスト全体を復号化します。
脆弱性の検出
このアカウントで登録してログインします。 何度もログインしても常に同じクッキーを取得する場合、アプリケーションにはおそらく何か問題があります。ログインするたびに送信されるクッキーは一意であるべきです。クッキーが常に同じであれば、おそらく常に有効で無効にする方法はないでしょう。
次に、クッキーを変更しようとすると、アプリケーションからエラーが返ってくることがわかります。 ただし、パディングをBFすると（たとえばpadbusterを使用）、別のユーザーに対して有効な別のクッキーを取得できます。このシナリオはpadbusterに非常に脆弱性がある可能性が高いです。
参考文献
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