InfoMagic Internet Tools 1995 April/Internet Tools.iso/security/UNIX-password-security.dutch.txt.Z/UNIX-password-security.dutch.txt

Text File | 1994-02-07 | 19.8 KB | 482 lines

                         UNIX Password Security

                             Walter Belgers
                         [e-mail]

                             6 december 1993

1. Inleiding

Dit document is bedoeld om systeembeheerders te wijzen op het belang
van goede passwords. Slechte passwords zijn vaak een mogelijkheid voor
hackers (`cracker' is een betere benaming, daar `hacker' van oudsher de
benaming is voor iemand die veel uit zijn/haar computer haalt vanwege
een grote kennis van de soft- dan wel hardware. Ik zal de term `hacker'
blijven gebruiken omdat dit algemeen gangbaar is) om een systeem binnen
te dringen. Er zijn steeds meer computers op het wereldwijde Internet
aangesloten (de meest recente schattingen spreken over zo'n anderhalf
miljoen systemen). Dat houdt in dat er steeds meer gebruikers en ook
meer hackers komen. Door middel van een goede password-beveiliging
kunnen beginnende hackers geweerd worden.

Er zijn vele soorten systemen, en per soort systeem vele beveiligings-
aspecten. Ik beperk me hier tot password-beveiliging van UNIX systemen.
De reden hiervoor is dat UNIX systemen populair zijn, in het bijzonder
in een educatieve omgeving, waar men een verhoogde concentratie hackers
kan verwachten. Dat is het gevolg van de openheid die in een onderzoeks-
omgeving gewaardeerd wordt. Dit in tegenstel ling tot een commerciele
omgeving, waar gegevens beschermd moeten worden tegen (onder andere)
concurrenten. Er zijn vele manieren om een UNIX systeem te hacken, en
voor het vinden van passwords van gebruikers zijn verschillende
programma's in omloop die gebruikt kunnen worden door mensen die weinig
kennis van UNIX hebben. Goede passwords kunnen dus beginnende hackers
van een systeem weren. (`Gevorderde hackers' kunnen vaak een systeem
binnendringen zonder gebruik te maken van passwords. Dat wil zeggen dat
de beveiliging van een systeem van meer dan alleen goede passwords
afhangt).

Naast het belang van goede (dat wil zeggen niet door een willekeurig
persoon te raden) passwords komt ook de werking van passwords in dit
artikel aan de orde. Daarna volgt een praktijkvoorbeeld waaruit blijkt
dat het met beveiliging af en toe slecht gesteld is. Tot slot volgen er
enkele methodes om een goed password te kiezen.

2. Het belang van goede passwords

Het doel van een hacker is meestal het verkrijgen van de superuser-
status (`root'). Dat gebeurt normaal door gebruik te maken van slecht
geinstalleerde software, bugs in (systeem)software en menselijke
fouten.  Er zijn verschillende manieren om een computer te hacken
zonder in te loggen, maar dat vereist enige kennis van zaken. Een
(relatief) eenvoudige methode is inloggen als een reguliere gebruiker
en dan het systeem afzoeken op bugs om zo de superuser-status te
verkrijgen.  Daarvoor zal de hacker dus eerst een geldige usercode/
password combinatie moeten hebben.




                               -Pagina 1-

Het is dus van belang dat alle (!) gebruikers op een systeem een
password kiezen dat niet eenvoudig te raden is. De beveiliging van de
gebruikers afzonderlijk heeft gevolgen voor de beveiliging van het hele
systeem. Gebruikers hebben vaak geen notie van de werking van een
multi-user systeem en staan er niet bij stil dat zij door het kiezen van
een gemakkelijk te raden password indirect een buitenstaander de
mogelijkheid geven het hele systeem te manipuleren. Het is dus zaak om
gebruikers goed voor te lichten om houdingen als beschreven in [Muf] te
voorkomen: "It doesn't matter what password I use on _MY_ account, after
all, I only use it for laserprinting...". De beveiliging van een systeem
is ook een zaak van de gebruikers. Zo staat in [Pet]: "Users have a
responsibility to employ available security mechanisms and procedures
for protecting their own data. They also have a responsibility for
assisting in the protection of the systems they use". Overigens staat in
[Pet] ook dat het belangrijk is de gebruikers op de hoogte te stellen
van de beveiligingsrichtlijnen. Een mogelijkheid is om nieuwe gebruikers
een beperkte cursus te geven, of op zijn minst op de hoogte te stellen
dat, en vooral _waarom_ een goed password van belang is. Dat kan
bijvoorbeeld gebeuren als de gebruiker zijn initiele password bij de
systeembeheerder komt opvragen.

3. Hoe een hacker een password vindt

Op de meeste UNIX systemen wordt geen gebruik gemaakt van zogenaamde
shadow passwordfiles. De passwords worden versleuteld (`gecrypt')
opgeslagen in de file /etc/passwd, of, als het een client betreft, op
de server. Om dan aan de passwordfile te komen kan men het commando
`ypcat passwd' uitvoeren.

Een regel uit deze passwordfile ziet er als volgt uit:

   account:versleuteld password:uid:gid:GCOS-field:homedir:shell

Een gebruiker met account gigawalt, versleuteld password fURfuu4.4hY0U,
userid 129 (een gebruiker met userid 0 (waarvan er meerdere kunnen
zijn) is superuser), groupid 129, informatie (GCOS) Walter Belgers,
homedir /home/gigawalt en shell /bin/csh heeft zo'n entry in
/etc/passwd:

   gigawalt:fURfuu4.4hY0U:129:129:Walter Belgers:/home/gigawalt:/bin/csh

Als er een shadow passwordfile geinstalleerd is ligt de zaak iets
anders. Bij het gebruik van een shadow passwordfile staan alle
gebruikelijke gegevens, behalve het versleutelde password, in
/etc/passwd. In plaats van het versleutelde password staat er een `*'.
In een tweede file (de shadowfile), die alleen met privileges te
bekijken is, staan de versleutelde passwords. Hierdoor kan een normale
gebruiker niet aan de versleutelde passwords komen.










                               -Pagina 2-

Het password wordt versleuteld met een op DES gebaseerd algoritme. DES
(`Data Encryption Standard') is een Amerikaanse encryptiestandaard
sinds 1979. Met DES is het mogelijk gevegens te versleutelen en te
ontcijferen met behulp van een sleutel. UNIX password-versleuteling
gebruikt het DES algoritme 25 keer na elkaar. De eerste DES ronde
gebruikt 64 0-bits als invoer en versleutelt die met het ingetypte
password, waarbij tijdens het proces ook nog bits worden gepermuteerd
op 1 van 4096 mogelijke methodes. Welke permutatie gebruikt wordt is
willekeurig per gebruiker.  De gebruikte permutatie wordt gecodeerd in
twee bytes die men `salt' noemt. De salt wordt in de passwordfile
opgeslagen. De verkregen uitvoer wordt gebruikt als invoer voor de
volgende DES ronde die weer het password als sleutel gebruikt en
dezelfde permutaties uitvoert. Dit herhaalt zich tot er uiteindelijk
een uitvoer komt na de 25e DES ronde.  Deze uitvoer wordt als elf
karakters in de passwordfile gezet. In de passwordfile komen dus
dertien bytes te staan, eerst de salt en daarna het versleutelde
password.

Deze methode van encryptie is bijna onomkeerbaar, dat wil zeggen dat het
gemakkelijk is een string te versleutelen, maar dat het onmogelijk is
bij een op bovenstaande wijze versleutelde string het bijbehorende
origineel te vinden, behalve door het systematisch afgaan van alle
mogelijke sleutels en salts. Bij enkelvoudige DES versleuteling is het
overigens _wel_ mogelijk het origineel bij een versleutelde string te
vinden. Voor meer informatie over enkelvoudige DES versleuteling zie
[Til]. Als het niet mogelijk is het versleutelde password te
ontcijferen, hoe kan een gebruiker dan inloggen? Dat gaat als volgt: de
gebruiker typt zijn password dat als sleutel gebruikt wordt om 64 0-bits
te versleutelen volgens de bovenstaande methode, met gebruikmaking van
de salt zoals die in de passwordfile staat voor die gebruiker. Als de
uitvoer overeenkomt met de elf bytes die het versleutelde password
voorstellen in de passwordfile wordt het password goedgekeurd en krijgt
de gebruiker toegang tot het systeem.  Voor meer informatie over de
precieze werking van DES zie [Fel2].

Schematisch ziet het er als volgt uit:


                    ----------------      (salt)
                    | 25x DES ver- | <---------------vv
   64 0-bits ---->  |  sleuteling  | ----            fURfuu4.4hY0U ------
                    ----------------    |            (uit /etc/passwd)  |
                          ^             |                               |
                          | (sleutel)   -------------> Rfuu4.4hY0U -----|
                          |                           (uitkomst)        |
                          |                                             |
                  ingetikt password                                     |
                                        ---------------------------------
                                        |
                                        --> overeenstemming: password
                                                             geaccepteerd







                   -Pagina 3-

Het is dus in praktijk niet mogelijk versleutelde passwords te
decoderen.  Maar het is wel mogelijk 64 0-bits te versleutelen met een
aantal woorden en dan steeds te kijken of er `toevallig' het gecrypte
password uitkomt.  Dan is het account gehacked. Men zou kunnen opmerken
dat het zo mogelijk moet zijn om alle passwords te hacken door maar alle
mogelijke lettercombinaties uit te proberen. Dit zou echter met de
snelste computers nog langer duren dan de ouderdom van het heelal. Door
zich te beperken tot alleen passwords met een lengte van zes tekens, die
bestaan uit enkel kleine letters, kan men alle mogelijke combinaties
echter wel weer in een redelijke tijd uitproberen, mits men de
beschikking heeft over bijzonder snelle computers. Het laatste record
voor passwords van zes kleine letters staat op 1 uur per gebruiker.
Passwords van voor hackers aantrekkelijke accounts (die met veel
privileges) mogen dus nooit uit alleen kleine letters bestaan!

We zien dat het gebruikelijk is om passwords te vinden door aannemelijke
passwords te proberen. Zorg er dus ook voor dat gebruikers geen voor de
hand liggende passwords, dat wil zeggen passwords die in een file
(woordenboek, encyclopedie, een file met astronomische termen, flora en
fauna, etc.) staan. Via het Internet kan men zonder veel moeite aan
zulke lijsten komen.

Stel dat een regel uit de password file er als volgt uitziet:

   gigawalt:fURfuu4.4hY0U:129:129:Walter Belgers:/home/gigawalt:/bin/csh

Passwords die NIET moeten worden gebruikt zijn dan onder andere:

 . alle Nederlandse woorden (behalve `lach' ook `lachen', `lachend',
   etc.)
 . alle woorden uit een vreemde taal (men kan eenvoudig aan buitenlandse
   woordenboeken komen)
 . woorden die in de passwordfile zelf voorkomen zoals Walter, Belgers,
   gigawalt, etc.
 . toetscombinaties als 123456, qwerty, etc.
 . plaatsnamen
 . woorden uit een encyclopedie (`Socrates')
 . het nummerbord van een auto, het nummer van een kamer, een
   telefoonnummer of andere dingen die met de gebruiker te maken hebben
 . eigennamen
 . variaties hierop (walter, WALTER, retlaw, Walter, walt3r, walter0,
   Retlaw4,...). Denk ook aan woordverdubbeling en het toevoegen van een
   willekeurig teken.

4. Een praktijkvoorbeeld

Om te laten zien hoe slecht passwords gekozen worden heb ik een
programma om passwords te raden toegepast op een passwordfile van een
operationeel systeem.

Het gebruikte programma was Crack v4.1 met ufcrypt (ultra-fast crypt,
een snelle implementatie van het DES algoritme) op een netwerk van SUN
ELC computers. De performance van deze computers (20 MIPS per machine)
is vergelijkbaar met die van een hedendaagse PC. Het programma werd
voortijdig afgebroken na bijna 60 uur. Alle gevonden passwords werden
binnen de eerste 25 uur gevonden.


                               -Pagina 4-

Resultaten:

Soort machines:          11x SUN ELC
Totaal aantal accounts:  521
Aantal gehacked:         58 (11,1%) (met interactieve shell 56 (10,7%))
Totale tijd:             59:13 (dus echte tijd, geen CPU tijd)

                 1 woordenlijsten         42 (7,2%)
                 2 eigennamen             1  (0,2%)
                 3 user/account naam      5  (0,9%)
                 4 zinnen en patronen     3  (0,5%)
                 5 vrouwennamen           2  (0,3%)
                 6 mannennamen            4  (0,7%)
                 7 plaatsnamen            1  (0,2%)

Gevonden passwords:

 . cyclades, paardens, fiesta, regen, gnosis, police, fuselier, ballon,
   smaragd, marques, farao, kasteel, valent, adagio, clematis,
   gehannes, koeien, gnomen, onderkin, zeilboot, druppel, fietsen,
   testen, marathon, tamtam, global, vrijheid, wolf, kwiek, basket,
   stones, klomp9, fiets9, Zoutje, Biefstuk, neenee, tnbrg (dit is
   `tonbrug' zonder klinkers).
 . fischer.
 . guest had password guest. Dit is natuurlijk geen fout van een user,
   maar van de systeembeheerders. Het is de vraag of inloggen op een
   account `guest' met password `guest' strafbaar is volgens de huidige
   Nederlandse wetgeving. Er is nog geen jurisprudentie over geweest.
   De wet spreekt over `het doorbreken van enige beveiliging' (artikel
   138a van het Wetboek van Strafrecht).
 . qwerty, unesco.
 . heather, joanne.
 . piet, atilla, Frans2, vatsug (dit is `gustav' omgedraaid).
 . adelaide.

Er zijn mensen geweest die eerder al een studie hebben gedaan naar de
hoeveelheid passwords die te kraken is zonder al te veel moeite. In
[Kle] wordt door Daniel Klein 21% van 15.000 passwords gevonden na 1
week CPU-tijd. De eerste 2,7% werd gevonden binnen een kwartiertje
(mensen die hun account ook als password gebruikten, bijv. account
gigawalt, password gigawalt). De volgende categorieen leverden allemaal
meer dan 1% van de 15.000 passwords op:

                     woordenlijsten         7,4%
                     eigennamen             4,0%
                     user/account naam      2,7%
                     zinnen en patronen     1,8%
                     vrouwennamen           1,2%
                     mannennamen            1,0%
                     machinenamen           1,0%

Deze resultaten vergelijken met de resultaten van hierboven heeft
weinig zin vanwege de geringe omvang van mijn steekproef.





                               -Pagina 5-

Een iets uitgebreidere steekproef (zie [Far]) had betrekkig op password
files van verschillende .COM systemen (computers van bedrijven in
Amerika). Je zou verwachten dat commerciele bedrijven wat aan
beveiliging doen, maar de passwords stroomden binnen, met een
root-password (!) dat na iets meer dan een uur gevonden werd. (Het waren
in totaal 1594 passwords, binnen een kwartier waren er al 50 van
gebroken, na 35 minuten al 90).

5. Het kiezen van goede passwords

Het bovenstaande geeft het belang aan van een goed password voor elke
gebruiker. Hier volgen enkele methodes om een goed password te kiezen.
Een goed password bestaat uit acht tekens (een password kan in UNIX
maximaal acht tekens lang zijn; alle extra tekens worden genegeerd,
zodat de passwords `Jantje zag eens pruimen hangen' en `Jantje z'
onderling uitwisselbaar zijn). Het moet moeilijk te raden, maar
eenvoudig te onthouden zijn, omdat gebruikers anders geneigd zullen zijn
het password op te schrijven waardoor de functie van het password
volledig verloren gaat.

Kies een password dat niet alleen uit lowercase tekens bestaat, of
alleen op 1 positie een hoofdletter heeft (`geHeim' is dus een slecht
password). Gebruik liefst een niet-alfanumeriek teken in het password
(%,=,*, etc.). Ook het gebruik van controletekens is mogelijk, maar niet
alle controletekens kunnen gebruikt worden en het kan problemen geven
met sommige netwerkprotocollen.

Een paar methodes:

 . Neem twee woorden die samen zeven letters bevatten en die niets met
   elkaar te  maken hebben. Zet die achter elkaar met een leesteken
   ertussen en  vervang enige kleine letters door hoofdletters.
   Voorbeelden: `Bak+laMp', `baNK#hik'.
 . Gebruik de eerste letters van woorden van een bepaalde zin. Als we
   als voorbeeld de zin `Mijn twee goudvissen heten Justerini en
   Brooks!' nemen zou het password `MtghJeB!' worden. (Zorg er ook hier
   voor dat het password acht tekens lang is en hoofdletters en/of
   leestekens bevat).
 . Neem afwisselend een medeklinker en 1 of twee klinkers zodat
   er een uitspreekbaar (en dus eenvoudiger te onthouden) woord
   ontstaat. Voorbeelden: `koEdupaN', `eityPOop'.

6. Mogelijkheden

Het is van belang dat gebruikers een niet te raden en toch eenvoudig te
onthouden password kiezen. Er zijn methodes om zulke passwords te
genereren. Het is van belang dat systeembeheerders de gebruikers op de
hoogte stellen van het belang van goede passwords.










                               -Pagina 6-

Om het risico van een inbraak te verkleinen zijn er verschillende
mogelijkheden:

 . Zorg ervoor dat gebruikers weten waarom een goed password belangrijk
   is en hoe ze zo'n password kunnen kiezen.
 . Installeer een nieuwe /bin/passwd (of yppasswd) die controleert of
   het password niet te voor de hand liggend is (door te controleren of
   er leestekens in zitten, of door te onderzoeken of het password
   voorkomt in standaard woordenlijsten).
 . Installeer een shadow-password file (dit vergt aanpassingen van
   software).
 . Laat passwords maar enige tijd meegaan, bijvoorbeeld drie maanden
   voor normale gebruikers en 1 maand voor gebruikers met extra
   privileges.  De tijd dat een password meegaat moet niet te kort
   gekozen worden.  Het gevaar blijft echter bestaan dat gebruikers
   rijtjes gaan gebruiken, zoals `Geheim1', `Geheim2',... zodat een
   hacker die eenmaal het password heeft gevonden kan voorspellen wat
   het volgende password zal zijn.
 . Gebruik zelf een programma dat passwords hackt om te onderzoeken of
   er gebruikers zijn met een te raden password. Laat deze gebruikers
   persoonlijk langskomen om hen duidelijk te maken dat een goed
   password niet alleen in hun eigen belang, maar in het belang van
   alle gebruikers op het systeem is.
 . Ga over op eenmalige passwords (dit is ingrijpend en er zijn kosten
   aan verbonden, zie [Ven]).
 . Gebruik passwords van accounts met veel privileges zoals die van
   root alleen maar op de console om aftappen te voorkomen. Is dit niet
   haalbaar, vermijd dan in ieder geval het inloggen op zulke accounts
   vanaf computers of terminals die op een LAN segment zijn aangesloten
   waar mensen eenvoudig en/of anoniem het netwerk kunnen aftappen,
   zoals instructiezalen.
 . Bedenkt dat de beveiliging van een systeem zo sterk is als de
   zwakste schakel. Bedenk ook dat een systeem met goede passwords
   alleen nog niet beveiligd is.

7. Bibliografie

[Bel]  Walter Belgers, Password Security - A Case Study, TimeWasters
       Online Magazine #5, 9 maart 1993, op te vragen door email met
       Subject `TOM5' te sturen naar [e-mail].

[Cur]  David A. Curry, UNIX System Security, Addison-Wesley 1992.

[Far]  Dan Farmer, Wietse Venema, Improving the Security of Your Site by
       Breaking Into it, USENET newsgroup comp.security.unix, op te
       vragen via anonymous ftp van ftp.win.tue.nl als
       /pub/security/admin-guide-to-cracking.Z, 1993.

[Fel1] David C. Feldmeier, A High-Speed Software DES Implementation,
       op te vragen via anonymous ftp van thumper.bellcore.com als
       /pub/crypt/des.ps.Z, juni 1989.

[Fel2] David C. Feldmeier, Philip R. Karn, UNIX Password Security -
       Ten Years Later, Proceedings of Advances in Cryptology -
       CRYPTO '89, 1989.



                               -Pagina 7-

[Kle]  Daniel V. Klein, "Foiling the Cracker": A Survey of, and
       Improvements to, Password Security (revised paper), Proceedings
       of the USENIX Security Workshop, summer 1990.

[Muf]  Alec E. Muffet, Almost Everything You Ever Wanted To Know About
       Security (but were afraid to ask!), USENET Newsgroup
       alt.security.

[Pet]  R. Pethia, S. Crocker, B. Fraser, RFC1281: Guidelines for the
       Secure Operation of the Internet, november 1991.

[Til]  Henk C.A. van Tilborg, An Introduction to Cryptology, Kluwer
       Academic Publishers, 1988.

[Ven]  Wietse Venema, Using SecurID tokens in an open multi-host UNIX
       environment, op te vragen via anonymous ftp van
       ftp.nic.surfnet.nl als /surfnet/net-security/docs/securid.ps,
       1993.








































                              - Pagina 8 -