使用 John the Ripper 破解 Linux Shadow 密码 | Linux 密码破解教程

引言

在本实验中，你将探索使用强大的工具 John the Ripper 来提取、准备和破解 Linux 密码哈希（password hashes）的过程。理解密码破解的工作原理对于实施强大的安全措施至关重要。你将了解 /etc/shadow 文件，如何将其与 /etc/passwd 结合创建可破解文件，然后使用 John the Ripper 查找弱密码。最后，你将深入了解 shadow 文件的结构以及在 Linux 系统上保护用户密码的最佳实践。

提取 /etc/shadow 文件

在此步骤中，你将学习如何访问和提取 /etc/shadow 文件的内容。/etc/shadow 文件存储着加密的用户密码和其他安全相关信息。由于其敏感性，只有 root 用户才能读取此文件。在本实验中，我们在你的 ~/project 目录中创建了虚拟的 passwd_dummy 和 shadow_dummy 文件，以模拟真实文件，而无需 root 权限直接访问 /etc/shadow。

首先，让我们查看虚拟的 passwd_dummy 文件内容。此文件包含基本的用户账户信息，但不包含密码哈希。

cat ~/project/passwd_dummy

你应该会看到类似以下的输出：

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
labex:x:1000:1000:LabEx User,,,:/home/labex:/bin/bash
testuser:x:1001:1001:Test User,,,:/home/labex/testuser:/bin/bash

接下来，让我们查看虚拟的 shadow_dummy 文件内容。此文件包含实际的密码哈希。

cat ~/project/shadow_dummy

你应该会看到类似以下的输出，其中第二个字段是哈希后的密码：

root:$6$rounds=40000$abcdefghijklmnop$abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789./:18000:0:99999:7:::
labex:$6$rounds=40000$fedcba9876543210$ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789./:18000:0:99999:7:::
testuser:$6$rounds=5000$testsalt$testpasswordhash:18000:0:99999:7:::

在实际场景中，你通常会使用 sudo cat /etc/shadow 来提取 shadow 文件，但在此实验中，我们将使用虚拟文件。

Unshadow 密码文件

在此步骤中，你将使用 unshadow 工具，它是 John the Ripper 套件的一部分，将 passwd_dummy 和 shadow_dummy 文件合并为一个 John the Ripper 可以处理的单一文件。unshadow 工具将密码文件中的用户信息与 shadow 文件中的密码哈希合并，创建一个适合破解的统一格式。

执行以下命令，将 passwd_dummy 和 shadow_dummy 合并到你的 ~/project 目录中一个名为 unshadowed.txt 的新文件中：

unshadow ~/project/passwd_dummy ~/project/shadow_dummy > ~/project/unshadowed.txt

现在，让我们查看新创建的 unshadowed.txt 文件内容，以了解其格式。

cat ~/project/unshadowed.txt

你应该会看到输出，其中每行都以用户名开头，后跟密码哈希，然后是其他用户信息。例如：

root:$6$rounds=40000$abcdefghijklmnop$abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789./:0:0:root:/root:/bin/bash
labex:$6$rounds=40000$fedcba9876543210$ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789./:1000:1000:LabEx User,,,:/home/labex:/bin/bash
testuser:$6$rounds=5000$testsalt$testpasswordhash:1001:1001:Test User,,,:/home/labex/testuser:/bin/bash

这个 unshadowed.txt 文件现在已准备好供 John the Ripper 用于密码破解。

使用 John the Ripper 破解 Shadow 哈希

在此步骤中，你将使用 John the Ripper 来破解 unshadowed.txt 文件中包含的密码哈希。John the Ripper 可以执行多种类型的攻击，包括字典攻击，即尝试使用预定义列表中的单词。在设置过程中，我们已经在你的 ~/project 目录中创建了一个名为 wordlist.txt 的简单单词列表。

执行以下命令，使用 wordlist.txt 文件开始破解密码：

john --wordlist=~/project/wordlist.txt ~/project/unshadowed.txt

John the Ripper 将尝试破解哈希。如果找到匹配项，它将显示破解出的密码。在我们的虚拟文件中，testuser 的密码很弱，并且存在于 wordlist.txt 中。

你应该会看到类似以下的输出，表明密码已被破解：

Using default input encoding: UTF-8
Loaded 3 password hashes with no different salts to test (sha512crypt, crypt(3) $6$)
Will run 4 OpenMP threads
Press 'q' or Ctrl-C to abort, almost any other key for status
testpassword     (testuser)
3g 0:00:00:00 DONE (2024-01-01 12:00) 100.0% (ETA: 00:00:00) 3.000g/s 180.0p/s 180.0c/s 180.0C/s testpassword
Session completed.

破解完成后，你可以使用 --show 选项查看 John the Ripper 找到的已破解密码：

john --show ~/project/unshadowed.txt

此命令将显示会话中所有成功破解的密码。

testuser:testpassword

1 password hash cracked, 2 left

这演示了使用现成的工具和单词列表可以多么容易地破解弱密码。

理解 Shadow 文件格式

在此步骤中，你将深入了解 /etc/shadow 文件中各字段的结构和含义。理解这种格式对于理解 Linux 如何安全地存储和管理用户密码信息至关重要。

/etc/shadow 文件每行代表一个用户，每行包含九个由冒号分隔的字段。让我们重新审视一下我们 shadow_dummy 文件中的一行：

testuser:$6$rounds=5000$testsalt$testpasswordhash:18000:0:99999:7:::

以下是每个字段的详细说明：

用户名：testuser - 用户的登录名。
加密密码：$6$rounds=5000$testsalt$testpasswordhash - 这是最关键的字段。它包含哈希后的密码。
- $6 指示使用的哈希算法（在此例中为 SHA-512）。其他常见类型包括 $1 (MD5)、$2a (Blowfish)、$5 (SHA-256)。
- rounds=5000 指定哈希轮数，这增加了破解的计算成本。
- testsalt 是盐值（salt），是在哈希密码之前添加的随机字符串，用于防止彩虹表攻击。
- testpasswordhash 是实际的哈希密码。
上次密码更改时间：18000 - 自 1970 年 1 月 1 日以来上次更改密码的天数。
最小密码年龄：0 - 两次密码更改之间所需的最小天数。值为 0 表示用户可以随时更改密码。
最大密码年龄：99999 - 密码有效的最大天数。超过此期限后，用户将被强制更改密码。99999 通常表示密码永不过期。
密码过期警告期：7 - 用户将在密码过期前多少天收到警告。
密码不活动期：(空) - 密码过期后账户将被禁用的天数。如果为空，则账户因密码不活动而永远不会被禁用。
账户过期日期：(空) - 账户将被禁用的日期（自 1970 年 1 月 1 日以来的天数）。如果为空，则账户永不过期。
保留字段：(空) - 此字段保留供将来使用。

理解这些字段有助于配置密码策略和增强系统安全性。

实施 Shadow 文件安全最佳实践

在此步骤中，你将学习并理解在 Linux 系统上保护 /etc/shadow 文件和用户密码的最佳实践。鉴于 shadow 文件的敏感性，保护它是系统安全的首要任务。

以下是一些关键的最佳实践：

强密码策略：
- 复杂度：强制执行强密码复杂度要求（例如，最小长度、大小写字母、数字和特殊字符的组合）。
- 唯一性：防止用户重复使用旧密码。
- 定期更改：实施定期更改密码的策略，尽管现代安全建议有时倾向于为非特权账户使用长而强的唯一密码，而不是频繁更改。
- 密码短语：鼓励使用长密码短语而不是简短、复杂的密码，因为密码短语通常更容易记住且更难破解。
文件权限：
- /etc/shadow 文件应具有非常严格的权限：0640 (-rw-r-----)。这意味着只有 root 可以读取和写入它，而 shadow 组的成员可以读取它。其他用户不应有访问权限。
- 使用 ls -l /etc/shadow 验证权限（在真实系统中，而不是我们的虚拟文件中）。
哈希算法：
- 始终使用现代、强大的哈希算法，如 SHA-512 ($6) 或 Blowfish ($2a, $2b, $2y)。避免使用较旧、较弱的算法，如 MD5 ($1) 或 DES。
- 确保你系统的 PAM (Pluggable Authentication Modules) 配置设置为使用强大的哈希算法。
加盐 (Salting)：
- 始终为每个密码使用唯一的盐值。这由现代哈希算法自动处理，并可防止彩虹表攻击。
账户锁定策略：
- 实施账户锁定策略以防止暴力破解攻击。在一定次数的登录失败尝试后，账户应被暂时锁定。
监控可疑活动：
- 定期监控系统日志，查找异常的登录尝试或对 /etc/shadow 文件的修改。AIDE 或 Tripwire 等工具可以检测文件完整性更改。
用户教育：
- 教育用户关于强密码、唯一密码的重要性以及网络钓鱼和社交工程的风险。

通过实施这些最佳实践，你可以显著增强用户账户的安全性，并保护你 Linux 系统上的敏感密码信息。

总结

在此次实验中，你通过 John the Ripper 在 Linux 系统上获得了密码破解的实践经验。你学会了如何使用 unshadow 提取并合并 /etc/passwd 和 /etc/shadow 文件，然后使用 John the Ripper 和字典文件来破解弱密码哈希。此外，你还探索了 /etc/shadow 文件的详细格式，理解了每个字段的意义，特别是哈希算法和盐值。最后，你回顾了保护用户密码和 shadow 文件必不可少的最佳实践，包括强密码策略、正确的文件权限以及使用强大的哈希算法。这些知识对于进攻性安全（理解系统如何被攻破）和防御性安全（实施措施以防范此类攻击）都至关重要。