2017 September 11

HTTPS Decryption

HTTPS Decryption 之证书重签##

现如今国外网站普遍部署了HTTPS来加密流量, 国内的网站也在加紧部署中, 主流的购物，金融，搜索等知名网站都默认将流量导向HTTPS.

许多知名厂商的企业级web security产品，都需要分析HTTP traffic。对于HTTPS 的websites, 就涉及到HTTPS Decryption的问题。如websense, IWSVA, WSA等。 HTTPS Decryption 的实质是MITM(中间人攻击)，其核心是使client信任伪造的证书。

What is Man-in-the-Middle Attack?
MITM

client验证证书的参数

当client browser 收到server证书后， client端需要验证证书内的参数主要有：

issuer name 表示发行者，是签发该证书的中间（CA）证书的 subject name，通过issuer name循环验证上级证书，直至找到信任证书为止。
subject name 表示该证书的主体名称，需要与Client hello 中的host name进行比较，如果一致则该参数用过验证。
crl 表示证书吊销列表，通过该证书中提供的吊销链接，下载证书吊销列表，查看该证书的serial number是否在其中。（serial number 是该证书的签发者分配的编号）。

知道client browser验证证书的规则，那么作为中间人如何实现HTTPS Decryption？答案是中间人充当http proxy 角色，对于client 来说它是web server, 对于真正的web server 来说它是client browser.

当client browser 发出SSL握手请求后，中间人劫持到该信息，并发出自己的SSL握手请求，首先拿到server证书，并对证书进行重签，如果client browser恰巧信任中间人签发证书，那么就实现了HTTPS Decryption 最核心的证书重签部分。

证书重签

证书重签的关键是client信任签发证书，在企业级web security产品中，比较容易实现部署。 1. 要求企业用户提供购买的CA证书作为产品的签字证书； 2. 要求client端导入产品自签的CA证书。

如果是比较Hack的程序实现HTTPS MITM攻击，应当将client信任自签CA作为攻击的最核心的目标。
下面使用openssl 实现证书重签：

    bool signCert(X509* ca_cert, EVP_PKEY* ca_pkey, int key_length, X509* org_cert, X509** cert, EVP_PKEY** pkey)   
    {

    	if(ca_cert == NULL || ca_pkey == NULL) {
    	printf("Invalid input parameter\n");
   		return false;
    }

    RSA* new_cert_rsa;
    *cert = NULL;
    *pkey = NULL;

    //取原server证书的issuer
    char issuer[256];
    X509_NAME* xissuer = X509_get_issuer_name(org_cert);
    X509_NAME_oneline(xissuer, issuer, sizeof(issuer));

    //取原server证书的subject name
    char commonName[512];
    X509_NAME *subj = X509_get_subject_name(org_cert);
    X509_NAME_get_text_by_NID(subj, NID_commonName, commonName, sizeof(commonName));

    ASN1_INTEGER *org_serial = X509_get_serialNumber(org_cert);
    char serialStr[64] = {0};
    for(int i = 0; i < org_serial->length; i++) {
    	snprintf(serialStr + 2 * i, 3, "%02x", org_serial->data[i]);
    }

    //生成重签证书的serial number
    char serialNumber[128];
    genSerialNumber(issuer, commonName, serialStr, serialNumber, sizeof(serialNumber));
    printf("generate new serial number: %s\n", serialNumber);

    ASN1_INTEGER * serial = s2i_ASN1_INTEGER(NULL, serialNumber);
    if(serial == NULL) {
    	printf("get serial failed\n");
    	return false;
    }

    //生成重签证书的RSA key-pair
    new_cert_rsa = genRSA(key_length);
    if(new_cert_rsa == NULL) {
    	ASN1_INTEGER_free(serial);
    	printf("gen RSA failed");
    	return false;
    }

    *pkey = EVP_PKEY_new();
    if(*pkey == NULL) {
    	RSA_free(new_cert_rsa);
    	ASN1_INTEGER_free(serial);
    	printf("new private key failed\n");
    	return false;
    }

    if(EVP_PKEY_set1_RSA(*pkey, new_cert_rsa) < 0) {
    	EVP_PKEY_free(*pkey);
    	RSA_free(new_cert_rsa);
    	ASN1_INTEGER_free(serial);
    	pkey == NULL;
    	printf("set private key from RSA failed\n");
    	return false;
    }

    RSA_free(new_cert_rsa);

    int extcount = 0;
    const char* extstr;
    X509_EXTENSION* extension;
    bool subjectAltName = false;

    //取原server证书的SAN
    if((extcount = X509_get_ext_count(org_cert)) > 0) {
    	for(int i = 0; i < extcount; i++) {
    		extension = X509_get_ext(org_cert, i);
    		extstr = OBJ_nid2sn(OBJ_obj2nid(X509_EXTENSION_get_object(extension)));
    		if(!strcmp(extstr, "subjectAltName")) {
    			subjectAltName = true;
    			break;
    		}
   		}
    }

    *cert = X509_new();
    if(*cert == NULL) {
    	ASN1_INTEGER_free(serial);
    	EVP_PKEY_free(*pkey);
    	*pkey = NULL;
    	printf("new cert failed\n");
    	return false;
    }

    //设置伪造证书的SAN
    if(subjectAltName) {
    	X509_add_ext(*cert, extension, -1);
    }

    //设置伪造证书的public key, subject name, version, issuer name等
    if(X509_set_pubkey(*cert, *pkey) <= 0 ||
    X509_set_subject_name(*cert, X509_get_subject_name(org_cert)) <=0 ||
    X509_set_version(*cert, X509_get_version(ca_cert)) <= 0 ||
    X509_set_issuer_name(*cert, X509_get_subject_name(ca_cert)) <= 0 ||
    X509_set_notBefore(*cert, X509_get_notBefore(ca_cert)) <= 0 ||
    X509_set_notAfter(*cert, X509_get_notAfter(ca_cert)) <= 0 ||
    X509_set_serialNumber(*cert, serial) <= 0) {

    	ASN1_INTEGER_free(serial);
    	EVP_PKEY_free(*pkey);
    	*pkey = NULL;

    	X509_free(*cert);
    	*cert = NULL;
    	printf("set cert values failed\n");
    	return false;
    }

    ASN1_INTEGER_free(serial);

    //使用CA 签伪造证书
    if(X509_sign(*cert, ca_pkey, EVP_sha256()) <= 0) {
    	EVP_PKEY_free(*pkey);
    	*pkey = NULL;

    	X509_free(*cert);
    	*cert = NULL;
    	printf("sign cert failed\n");
    	return false;
    }

    return true;
    }

完整代码，请参考yingshulu-github.

HTTPS Decryption