實作攔截式攻擊 (CNG 範例)

發行項
05/17/2010

Cryptography Next Generation (CNG) 安全通訊範例將示範攔截式攻擊 (Man-in-the-middle Attack)，其中的第三方 (Mallory) 讓自己可以介入兩個通訊端點 (Alice 和 Bob) 之間。

CNG 範例是使用具名管道提供處理序間的通訊。這裡的 Alice 一定是扮演具名管道伺服器的角色，而 Bob 則一定是扮演具名管道用戶端的角色。Mallory 則會假裝為 Alice 的用戶端角色 (也就是模擬成 Bob)，並假裝為 Bob 的伺服器角色 (也就是模擬成 Alice)。這稱為替代，是典型的攔截式攻擊。

如需這個案例的詳細資訊，請參閱金鑰和訊息的逐步交換 (CNG 範例)。

CNG 範例中的「模擬」一詞，是用來表示以 Mallory 替代 Bob，或者是以 Mallory 替代 Alice。然而，模擬在有關具名管道方面也具有特定意義，如 NamedPipeServerStream.RunAsClient(PipeStreamImpersonationWorker) 方法的說明文件中所討論。

數位簽章

數位簽章通常是用來防止攔截式攻擊的。一般而言，簽章金鑰是由公開金鑰基礎結構 (PKI) 所提供和維護的。PKI 很少是屬於電腦本機的，通常是由安全性或系統管理員群組或者是憑證授權單位所支援。這類基礎結構的使用並不在本範例所討論的範圍內。相反地，本範例會顯示如何使用 CNG 類別建立本機的數位簽章金鑰。

插入點

攔截式攻擊在信號鏈結中需要有個插入點。當處理訊息的實體硬體裝置遭受破壞時，就可能發生這個情況。例如，在線路被更換過或重設路徑過的情況下，還有電信伺服器遭到破壞並可能發生電路重設時。然而，比較可能的技巧是有關將用於維護網路的軟體進行重新設定。例如，通訊埠發生重新指派或重設路徑，還有在通訊應用程式中建立軟體插入點。

小漏洞

當檔案是以撰寫模式開啟時，其鎖定工作是針對其他應用程式的使用。同樣地，當管道用戶端連結到管道伺服器時，會鎖定該管道供該用戶端所專用，一直到該用戶端中斷連接前，都會維持鎖定狀態。

完成建立的用戶端/伺服器通道是很難闖入的。然而，在 CNG 範例中，Mallory 卻可以輕鬆攔截到並變更 Alice 和 Bob 間的訊息。實際上，Mallory 並沒有闖入建立好的管道通道，而是改為利用公司通訊協定所忽略的小漏洞。

Alice 和 Bob 接獲指示要使用 PublicChannel 管道共用私用通道名稱，然後再使用該私用通道交換銷售連絡資訊。這些指示讓 Mallory 得以取得私用通道名稱，並讓自己介入 Alice 和 Bob 間。接下來的兩個小節會說明這是如何發生的。

計時

通常，成功的攔截式攻擊取決於某個微妙的小地方，例如時間安排。CNG 範例將會示範這個概念。

Mallory 知道公司開發的新即時訊息 (IM) 軟體需仰賴具名管道，並知道 Alice 和 Bob 會開啟名為 PublicChannel 的管道，還知道 Alice 會傳送第二個管道名稱給 Bob。Alice 和 Bob 將關閉 PublicChannel 管道，然後再開啟並使用第二個管道，以交換有關銷售連絡的資訊。

為了竊取銷售連絡資訊，Mallory 必須從 Alice 處取得第二個管道名稱，並防止 Bob 得到該名稱。若要達到這個目的，他所必須做的就是在 Bob 前，先開啟 PublicChannel 管道的用戶端端點。

Bob 的 Run 方法原始程式碼中，使用 System.Threading.Thread.Sleep(200) 陳述式允許 200 毫秒的等候，讓這個欄截工作得以發生。您可以很容易看到刻意安排的 wait 陳述式，因為本範例的目的在於示範攔截式攻擊。在實際的情況下，安全性案例的分析就難的多了。其中牽涉到軟體應用程式、傳輸通訊協定、網路驗證、使用者帳戶、登入、權限、使用者訓練、流量監視和其他分析技巧的混合運用。

先不論這些複雜的方法，光是網路伺服器中簡單的 200 毫秒傳用延遲，就可以輕鬆躲過好幾個月而不被察覺。這也就是在 CNG 範例中，為什麼要建立 5 個個別的版本，最後才能終止資料竊取的原因。

替代

藉由攔截第二個管道名稱 (AliceAndBobChannel)，Mallory 能夠竊聽 Alice 和 Bob 的通訊，並變更他們傳送給彼此的訊息。這裡說明他是如何達成這項替代：

Alice 以伺服器模式開啟 PublicChannel 管道，並等候 Bob 的連接。
Mallory 以用戶端模式連接 PublicChannel 管道，並接收來自 Alice 的第二個管道名稱 (AliceAndBobChannel)。
Alice 和 Mallory 關閉 PublicChannel 管道。
Alice 以伺服器模式開啟 AliceAndBobChannel 管道，而 Mallory 以用戶端模式連接該管道。
Mallory 以伺服器的角色透過 PublicChannel 管道與 Bob 連接，而 Bob 則以用戶端的角色進行連接。
Mallory 傳送管道名稱 AliceAndBobChannel1 (也就是，他稍微變更過該名稱) 給 Bob。Bob 以為他所收到的這項訊息是來自 Alice。
Mallory 和 Bob 中斷與 PublicChannel 管道的連接。
Mallory 以伺服器的角色開啟 AliceAndBobChannel1 管道，而 Bob 則以用戶端的角色連接該管道。

Mallory 現在已成功讓自己介入 Alice 和 Bob 之間。

Mallory 繼續做為 Alice 的用戶端角色 (透過 AliceAndBobChannel 管道)，同時也做為 Bob 的伺服器角色 (透過 AliceAndBobChannel1 管道)。現在，他可以如願讀取、變更和傳輸訊息。不管是 Alice 還是 Bob，都不知道有人正在攔截和變更他們的訊息。

成功的攔截式攻擊通常都設計得很精湛。為了避開偵測，Mallory 會保持低調，並只對銷售連絡資訊進行些微的變更。他不希望他的變更會引起他人的疑竇。