基于域信任关系的域攻击


基于域信任关系的域攻击

域信任

建立域之间的信任关系,是为了一个域的用户能方便地访问其他域的资源,同时也方便了对域网络的管理和维护。这种模式在带来便利的同时,也存在很多可以被恶意攻击者利用的地方。

域信任关系可以是单向\双向信任、可传递\不可传递信任、内部\外部信任、跨域链接信任(cross link trust)等类型。例如,2 个域之间有单向可传递的外部信任关系。同一个森林(Forest)内部的域信任关系,一般隐含为双向可传递的内部信任关系。

部署:

父子信任关系是最常见的域信任关系,在同一个森林内部,加入一个新域时,最常见的是子域模式(Parent- Child),或者是树根模式(Tree-Root),这两种模式分别会建立父子信任\树根信任关系,都是双向可传递的内部信任关系。

跨域链接信任(cross link),指的是在同一个森林的两个子域间建立直接的信任关系。因为在同一个森林中,域的组织关系是树状结构,从一个子域到另外一个域,需要从树枝的子域顺寻到根域(Forest Root),然后从根域继续顺寻到另外一个子域,而跨域链接相当于 在 2 个子域之间之间建立了一个快捷方式的信任关系,以减少认证和授权的时间和步骤。

内部信任指的是森林内部域之间的信任关系。相应地,外部信任(External Domain Trust)指的是域和所在森林之外的域之间的信任关系。

还有一种 MIT 信任(Kerberos 协议及标准由 MIT 提出),是 Windows 域与非 Windows 域之间的信任关系,由于应用较少,本文不讨论此种类型的域信任关系。

跨域认证和资源访问授权

当 2 个域之间建立域信任关系时,会建立共享的域间密钥(Inter-Realm Key,简写为IRKey),其作用相当于 Krbtgt,只不过 IRKey 用于相互信任的 2 个域之间的认 证,而 Krbtgt 用于同一个域服务器的 AC 和 KDC 之间的认证。

信任域之间的认证授权过程,与同一个域中的认证授权大抵相似,但仍然有不少区别。

  1. Jack 向 DC1 发起认证请求,数据由 Jack 的口令 NTLM 值加密;

  2. DC1 使用 Jack 的口令 NTLM 值验证收到的认证请求,返回一个通过认证的 TGT 票据给 Jack;

  3. Jack 使用 TGT 票据,向 DC1 发起授权请求,发起 请求访问 DC2 中文件服务的 TGS_REQ;

  4. DC1 检查到文件服务在 DC2 中,返回一个可转投的 TGT(Referral TGT),指明需转投到 DC2,使用 IRKey 加密可转投 TGT 中的认证信息;

  5. Jack 收到可转投的 TGT 后,根据提示信息,使用转投 TGT,发起访问 DC2 中文件服务的请求 TGS_REQ;

  6. DC2 收到请求后,使用 IRKey 验证可转投 TGT 中的认证信息,返回一个允许访问文件服务的 TGS 票据,票据中部分信息使用运行文件服务的服务账号的口令 NTLM 值加密;

  7. Jack 使用收到的 TGS 票据访问 DC2 中的文件服务;

  8. 文件服务的服务账号使用口令 NTLM 值校验 TGS

当 2 个域之间建立信任关系时,会在全局域数据库中存档对方的 SPN、DNS 等信息,方便访问时进行查询。例如,上图中,DC1 会存档 DC2 中所有的服务 SPN、DNS 等信息。

如果 Jack 请求访问的服务在 DC1 的全局数据库中,则会返回转投 TGT,如果不在,如果 DC1 有父域,则 DC1 会向父域请求直至森林的根域服务器,如果 DC1 本身是根服务器(本例中 DC1 是根域服务器),则直接告诉 Jack,请求访问的服务不存在。

SIDHistory 版跨域黄金票据

在一个域中,一旦我们获取 Krbtgt 的 NTLM 值,则可以构造黄金票据,伪造成域内任意用户,包括管理员,获取对域的完全访问控制权限。但是在同一个森林的不同域中,黄金票据不再有效。

回顾一下黄金票据的几大要素,即域名、域的SID(Security Identifier)、本域 Krbtgt 用户口令 NTLM 值、想伪造票据的用户 RID(Relative Identifier,在无特别指明情况下,Mimikatz 工具会设置 RID 为域管理员的 RID)。不同的域有不同的 Krbtgt,导致黄金票据在不同的域之间失效。

mimikatz.exe "kerberos::golden /user:anyusername /domain:lab.adsec.com /sid:S-1-5-21-2732272027-1570987391-2638982533 /krbtgt:16ed27ee7848756cfa96b33c25e3ad3d /ptt" exit

不同的域有不同的 Krbtgt,导致黄金票据在不同的域之间失效。

可以看到,在构造 lab.adsec.com 域的黄金票据时,在本域中有效,到父级域 adsec.com 中票据失效。

如果一个用户的 SIDHistory 属性被设置为高权限组或者用户的 ID,则该用户也具备等同于高权限组或者用户的权限。如果我们伪造的黄金票据中加入目标域的域管理员组的 SID,则可以获取目标域的域管理员权限,黄金票据SIDHistory 的结合,可实现跨域黄金票据。

由于每个域的 SID 都不同,叠加 SIDHistory 的黄金票据不具备通用性。根据微软的描述,在同一个域森林内部,企业管理组 EA(Enterprise Administrators) 会自动被森林内部所有域加入到本域的域管理员组,且 EA 只存在于根域中,所以企业管理组 EASID 固定为根域的 SID 加上固定的 RID519

因此,如果将使用企业管理组 EASID 设置 SIDHistory 属性,和黄金票据结合,则在只获取任意一个域 krbtgt 账号 NTLM 值的前提下,可实现森林内部所有域的跨域黄金票据,这种票据可简称为 SIDHistory 版黄金票据。

当然也可以添加森林内某个指定域的管理员组 SIDSIDHistory,但是这样的黄金票据只对该指定域有效,对其他域无效。不如使用企业管理员 SID 的票据那样有通用性。

mimikatz.exe "kerberos::golden /user:anyusername sids:[EA组的sid] /sid:[lab.adsec.com域的sid] /domain:lab.adsec.com /krbtgt:16ed27ee7848756cfa96b33c25e3ad3d /ptt" exit

仍然在 lab.adsec.com 域中构造黄金票据,但添加了 SIDS 参数,使用根域的企业管理员 SID 作为参数值,即 SIDHistory 版黄金票据,对 lab.adsec.comadsec.com 域均有效。

这里需要注意的是,实现 SIDHistory 版黄金票据的基础是森林内信任关系,因为如果不是森林内信任关系,则 SIDHistory 会被微软的 SID Filter 规则过滤掉,从而失效,但森林内部不会有 SID Filter 规则。这也是为什么说是森林而非域才是安全边界。

IRKey 版跨域黄金票据

当 2 个域之间建立域信任关系时,需要建立共享的域间密钥(Inter-Realm Key,简写为 IRKey),其作用相当于 Krbtgt,只不过是用于相互信任的 2 个域之间,而 Krbtgt 用于同一个域服务器的 AC 和 KDC 之间。

只要获取森林内部任意域的 krbtgt 账号的 NTLM 值,则通过 SIDHistory 版黄金票据,即可获取全森林所有域的控制权。因此为了防御,必须 2 次修改森林内部所有域的 krbtgt 账号的 NTLM 值。

在多域环境中,IRKey 和主机账号类似,系统默认每 30 天自动修改一次 NTLM。所以即使 2 次修改森林内所有域的 krbtgt 账号的 NTLMIRKeyNTLM 大概率仍然没有发生改变(小概率是 krbtgtNTLM 修改正好碰上了 IRKey 的修改周期)。

类似白银票据,可以使用 IRKey 伪造域间可转投票据(Inter-Realm Referral TGT),获取目标域的域管理员权限,再结合上一节的 SIDHistory 版黄金票据,再次获取整个森林的控制权。这里需要注意的是 SID 为目标域的 SID

在域中,大部分带 ‘$’ 符号的账号为 Computer 账号,但是 User 组带 ‘$’ 符号的账号为信任账号,可以通过域服务器自带的 Powershell 命令 Get-ADUser 获取所有 带 ‘$’ 符号的 User 账号,下图中 ADSEC$ 账号为信任账号,隶属于 Users 组。

有 2 种方式可以获取信任账号的 NTLM 值。

Dcsync 获取信任账号的 NTLM 值

下图采用 Dcsync 方式,获取 lab.adsec.com 域中信任账号 adsec$NTLM 值,结果表明该账号的类型为 TRUST_ACCOUNT

lsadum 获取信任账号的 NTLM 值

采用 lsadump::trust /patch方式。从下图中可看到有 [IN] LAB.ADSEC.COM -> ADSEC.COM[OUT] ADSEC.COM -> LAB.ADSEC.COM 两种不同的 NTLM 值,分别是往外到其他域和往内到本域访问时用到的值。因为双向信任关系其实是 2 个单向信任关系的叠加,所以会有 2 个密钥。这里我们要从本域构造 IRKey 版黄金票据访问森林内部其他域,所以使用 IN 这个 NTLM 值。

由于 IRKey 存在于森林内部的信任域之间,也存在于森林外部的森林之间,均可用于转投认证。在 SIDHistory 版黄金票据中,由于 SID Filter 规则,在森林之间不能使用,但是 IRKey 版不涉及这个安全过滤规则,仍然有效。IRKey 版黄金票据可以分作森林内部的、森林外部的 2 种,操作方法类似,这里我们着重介绍森林内部的 IRKey 版黄金票据。

域间转投票据的认证,依靠 IRKey 加密。在我们已知 IRKey 的前提下,可以伪造持有该 IRKey 的信任域的任意用户。测试中,我们构造一个票据,告诉 adsec.com 域,转投认证的用户为 administrator,而且 SIDHistory 为根域的企业管理员。

构造成功后,具备 adsec.com 的管理员权限,但是不能高权限访问 lab.adsec.com,因为构造的票据是到 adsec.com 域的管理员票据。在获取 adsec.com 域的高权限后,可以获取该域的 krbtgt 账号的 NTLM 值,在此基础上,继续构造 SIDHistory 版黄金票据,从而可以获取整个森林的控制权。

域信任关系的获取

在大型域网络中,因为公司并购、企业重组、业务扩展等各种原因,域网络的组织模式、信任关系各有不同。这些不同的信任关系,均存放在森林根域的数据库中(Global Catalog),有多种方式可以获取这些数据

PowerView、BloodHound 工具分别提供了多种获取域信任关系的方式,且能可视化信任关系。下面将介绍从森林内部的某个子域的主机,获取整个森林信任关系的方法和过程。

Powerview:

先使用 Get-NetForestTrust 命令获取森林级别的信任关系,共有 2 个森林,分别为 adsec.comtestlab.com,2 个森林建立了双向信任关系

使用 Get-NetDomainTrust 命令获取 adsec.com 域的域级别信任关系,即森林内部关系,有到 lab.adsec.comParentChild 信任关系和到 res.com 域的 TreeRoot 两种森林内部关系。

测试中,Get-NetDomainTrust 的参数 adsec.com 表示查询指定域上的信任关系,一般情况下,只要指定的域信任当前查询主机所在的域,就可以获取对方的信任关系数据。

在查询时可以使用 Export-CSV -NoTypeInformation 将输出结果转换为 CSV 格式,命令为 Get-DomainTrustMapping -API | Export-CSV -NoTypeInformation trusts-mapping.csv。然后使用 TrustVisualizer 工具进行可视化输出。最后使用 yED 工具转换为可视化图形。

利用域信任实现跨域攻击

如果一个域内用户(假设用户为 eviluser)想访问其他域的资源访问,首先确保目标域信任当前用户所在的域,这是基本前提,然后必须具备以下3个条件之一

  1. eviluser 被目标域加入了某个组,这个组在目标域中具有资源访问权限;
  2. eviluser 被目标域中的某些主机或服务器添加为本地组,例如被某台服务器添加为本地管理员组;
  3. 当前用户被目标域的某些域对象添加为访问控制 ACL 的安全主体(Security Principal),例如可以修改某个域用户对象的口令

也许有人疑问,根据前面介绍的内容,既然只要获取了当前域的 Krbtgt 账号或者 IRKey 账号的 NTLM 值, 即可获取整个森林的控制权,那没有必要再介绍森林内部的跨域攻击

这是因为在实际情况中,并不一定能顺利获取某个域的 Krbtgt 账号或者 IRKey 账号的 NTLM 值,例如域资源少、配置严谨、系统更新及时等,这时需要绕道至更大的域,才有更多的机会获取 Krbtgt 账号或者 IRKey 账号的 NTLM 值,因为资源越多,存在脆弱点的概率越大

要实现从当前用户 eviluser 开始,跨域攻击 A 域,首先得确保当前用户具备跨域访问 A 域资源的权限,所以攻击环节应该包括几个步骤

  1. 从当前域的数据库中,枚举有哪些域信任当前域 (出),由于是攻击其他域,所以不用关注当前域信任哪些外部域(入),这从上一节介绍的方法可以轻松获取

  2. 利用信任关系,枚举目标域中哪些组包含外来域的用户。这里需要特别解释一点的是,在域内通常有 3 种 类型的组,第 1 种是域本地组(Domain Local Groups),可以添加跨域、跨森林的组成员,也是最常见的组;第 2 种是全局组(Global Groups),不允许有任何跨域组成员,即使是同一个森林也不可以,权限较高,例如企业管理组;第 3 种是通用组(Universal Groups),可以添加森林内的任何成员,但是跨森林的不可以。在森林内部的跨域攻击中,我们只关注第一、三种域内组。一个用户的 memberof 属性由组的 member 属性计算 而来,前提是组的 member 属性已经更新到全局目录数据库中(Global Catalog)。如果一个用户被森林中另外一个域添加为通用组成员,通用组将 member 属性更新到森林的全局目录数据库中,用户的 memberof 属性会通过计算被更新;

    一个用户被森林中另外一个域添加为域本地组成员时,由于域本地组不会更新 memberof 属性到全局目录数据库中,因此用户的 memberof 属性也不会被计算更新。所以,即使我们有权限查询森林的全局目录数据库,也只能得到被添加到其他域通用组的成员属性,要想获得加入其他域域本地组的成员属性,需要逐个轮询所有的域

  3. 枚举目标域中主机\服务器的本地组,查看哪些外来用户被加入到主机\服务器的本地组,可以通过 GPO 组策略进行枚举,也可以通过 PowerView 逐个探测,当然 BloodHood 自动化的全部探测。

  4. 枚举目标域内对象的 ACL,检查是否有包含外来域用户的域对象 ACL。一般而言,任意用户均可查看所有域内对象的 ACL,同时全局数据库中保存了所有域对象的 ACL,可以很方便的枚举。PowerView 提供了 Get-DomainObjectACL 命令,可方便枚举

  1. 对第 2、3、4 步筛选出的用户做第二次筛选,筛选出属于当前域的用户,作为在当前域中的攻击对象,例如获取目标用户的 NTLM 值或者 TGT 票据,本域的攻击方法。

  2. 利用第 3 步攻击获取的用户 NTLM 值或者 TGT 票据 进行跨域访问,进入目标域,然后攻击获取目标域的 Krbtgt 账号或者 IRKey 账号的 NTLM 值,如果条件不成熟,继续上面的步骤,逐步进入更多的域中寻找机会。当一个用户被森林外部域加入某个组时,会出现在外部目标域的 CN=ForeignSecurityPrincipals,DC=domain,DC=com 组中,相当于用户在外部域中的代表或者别名,而且域中的所有外来用户具备相同的 SID,这是跨森林的 SID 过滤安全机制的效果。

    所以只要枚举 ForeignSecurityPrincipals 组,就可得知哪些用户具有这个外部森林的访问权限,假设用户结果集合为 ExternalUsers。接下来,先查看是否包含我们当前所在域的用户,如果有,则直接攻击这些用户获取 NTLM 值或者 TGT 票据,从而获取森林外部域的资源访问权限

    如果没有,则查看 ExternalUsers 是否包含我们当前所在森林的用户,假设结果合集为 InternalUsers。在当前森林中查询定位 InternalUsers 所在的域。以这些域为目标,使用森林内部的跨域攻击方法,攻击这些域,获取进入这些域的权限,再从这些域中攻击 InternalUsers 中的用户,从而获取外部域的资源访问权限,这是一种绕道攻击

SID 过滤机制

微软宣称 森林是活动目录的安全边界,但是跨森林的攻击在 2005 年就已经出现。首先解释什么是 SIDHistorySID 过滤机制

SIDHistory

SIDHistory(在 PAC 结构中为 ExtraSids 字段)是为了方便用户在域之间的迁移。当一个用户迁移到新的域后,原来的 SID 以及所在组的一些 SID,都可被加入到新域中新用户的 SIDHistory 属性。当这个新的用户访问某个资源时,根据 SID 或者 SIDHistory 在资源 ACL 中的匹配性来判断是拒绝或者允许访问。因此 SIDHistory 相当于多了一个或者多个组属性,权限得到了扩张

在同一个森林内部的跨域信任关系中,SIDHistory 属性没有被 SID 过滤保护机制过滤。如果一个子域的用户 SIDHistory 属性添加了企业管理员(企业管理员肯定是森林的管理员)的 SID,则子用户具备了森林的企业管理员权限,权限得到了扩张,所以 SIDHistory 后来被修改为受保护的属性

而跨森林的信任关系中,SIDHistory 属性被 SID 过滤机制过滤,不再具备上面的特权属性,这也是 森林是活动目录的安全边界 的原因之一

SID 过滤机制

当一个用户的 TGT 通过域信任关系被转递到一个新域后,TGT 中的 PAC(privileged attribute certificate) 包含用户的 SIDSIDHistory。新域对 PAC 进行严格的审查 ,并根据信任关系的类别执行各种安全过滤机制

过滤的机制按照分类进行过滤,有些 SID 是一直被拒绝的,我们关注的企业管理员 (S-1-5-21-<Domain>-5 19)SID 是被 ForestSpecific 规则过滤,因为森林拒绝来自森林之外的特权 SIDHistory。微软发布了 SID 过滤的详细描述。


文章作者: Geekby
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