Penetration Testing – Uwe Gradenegger

Signieren von Zertifikaten unter Umgehung der Zertifizierungsstelle – allein mit Bordmitteln

Im Artikel "Signieren von Zertifikaten unter Umgehung der Zertifizierungsstelle" habe ich beschrieben, wie sich ein Angreifer, der im Besitz administrativer Rechte auf der Zertifizierungsstelle ist, unter Umgehung der Zertifizierungsstellen-Software, also unter direkter Verwendung des privaten Schlüssels der Zertifizierungsstelle, ein Anmeldezertifikat für administrative Konten der Domäne erzeugen kann.

Im vorigen Artikel habe ich das PSCertificateEnrollment Powershell Modul verwendet, um das Vorgehen zu demonstrieren. Microsoft liefert mit certreq und certutil allerdings bereits ab Werk perfekt geeignete Pentesting-Werkzeuge direkt mit dem Betriebssystem mit.

Umfangreiches Whitepaper über Angriffe auf die und mit der Microsoft PKI veröffentlicht

Will Schroeder und Lee Christensen haben unter dem Titel "Certified Pre-Owned – Abusing Active Directory Certificate Services" ein umfangreiches Whitepaper über Angriffe auf die Microsoft PKI und mit der Microsoft PKI veröffentlicht, und angekündigt, darüber auf der diesjährigen BlackHat (31.07.2021 bis 05.08.2021) zu berichten.

Nahezu parallel hierzu wurde außerdem der Artikel "Microsoft ADCS – Abusing PKI in Active Directory Environment" von Jean Marsault veröffentlicht.

Von Null auf Enterprise Administrator durch den Registrierungsdienst für Netzwerkgeräte (NDES) – und was dagegen getan werden kann

Nachfolgend möchte ich eine der breiten Öffentlichkeit vielleicht nicht unbedingt bekannte hochgefährliche PKI-Konfiguration vorstellen, die so in Unternehmensnetzwerken wahrscheinlich recht häufig angetroffen werden kann.

Ich zeige auf, wie durch Ausnutzung verschiedener unglücklicher Umstände in der Windows-PKI eine Erhöhung von Rechten, ausgehend von bloßem Netzwerkzugang bis hin zur vollständigen Übernahme des Active Directory möglich ist.

Der initiale Angriffspunkt ist in diesem Beispiel der Registrierungsdienst für Netzwerkgeräte (NDES).

Signieren von Zertifikaten unter Umgehung der Zertifizierungsstelle

Immer wieder kommt in Diskussionen zur Sicherheit einer Zertifizierungsstelle auf, dass ein Missbrauch der Zertifizierungsstelle durch deren Sicherheitseinstellungen eingedämmt werden könnte.

Dass die Integrität einer Zertifizierungsstelle jedoch unmittelbar an ihr Schlüsselmaterial gebunden ist und sie somit durch dieses auch kompromittiert werden kann, ist auf den Ersten Blick nicht offensichtlich.

Muss man sich die Zertifizierungsstellen-Software als eine Art Management um das Schlüsselmaterial herum vorstellen. Die Software bietet beispielsweise eine Online-Schnittstelle für die Zertifikatbeantragung an, kümmert sich um die Authentifizierung der Antragsteller, um die automatisierte Durchführung von Signaturoperationen (Ausstellen von Zertifikaten und Sperrlisten) und deren Protokollierung (Zertifizierungsstellen-Datenbank, Auditprotokoll, Ereignisprotokoll).

Signaturoperationen benötigen jedoch nichts weiter als den privaten Schlüssel der Zertifizierungsstelle. Nachfolgend wird anhand eines Beispiels aufgezeigt, wie ein Angreifer, wenn er Zugang zum privaten Schlüssel der Zertifizierungsstelle erhält, Zertifikate erzeugen und ausstellen kann, ohne dass die Zertifizierungsstellen-Software und deren Sicherheitsmechanismen dies mitbekommen würden.

Mit einem solchen Zertifikat wäre es im schlechtesten Fall sogar möglich, die Active Directory Gesamtstruktur unerkannt zu übernehmen.

Angriffsvektor auf den Active Directory Verzeichnisdienst über den Smartcard Logon Mechanismus

Vereinfacht ausgedrückt kann man Public Key Kryptographie auf die Annahme reduzieren, dass der private Teil eines jeden Schlüsselpaares nur dessen Inhaber bekannt ist.

Eine Zertifizierungsstelle ist für die korrekte Identifikation von Benutzern, Computern oder Ressourcen zuständig. Ihren ausgestellten Zertifikaten wird deshalb ein Vertrauensstatus eingeräumt, weil alle Teilnehmer der Annahme sind, dass ihr privater Schlüssel nur ihr bekannt ist.

Gelingt es einem Angreifer, Kenntnis des privaten Schlüssels einer Zertifizierungsstelle zu erlangen, oder zumindest Signaturen mittels des privaten Schlüssels durchzuführen, ist die Integrität der Zertifizierungsstelle nicht länger gewährleistet.

Domänencontroller überprüfen erweiterte Schlüsselverwendung (Extended Key Usage) bei Smartcard Anmeldung nicht

Wer die Smartcard Logon Funktion im Unternehmen verwenden möchte, ist gut beraten, für eine möglichst starke Sicherheitshärtung seiner Zertifizierungsstelle zu sorgen. Hierzu zählen einige essentielle Maßnahmen:

Entfernen aller nicht notwendigen Zertifizierungsstellen-Zertifikate aus dem NTAuthCertificates Objekt im Active Directory: Jede Zertifizierungsstelle, welche sich in diesem Speicher befindet, ist im Active Directory für die komplette Gesamtstruktur für die Ausstellung von Smartcard Logon Zertifikaten berechtigt.
Verwenden von qualifizierter Subordinierung: Einschränken der Zertifizierungsstellen-Zertifikate, sodass diesen nur für die tatsächlich ausgestellten Extended Key Usages vertraut wird. Im Fall einer Kompromittierung der Zertifizierungsstelle ist der Schaden dann auf diese Extended Key Usages beschränkt. Das "Smart Card Logon" Extended Key Usage wäre dann nur in dem Zertifizierungsstellen-Zertifikat derjenigen Zertifizierungsstelle, die auch tatsächlich solche Zertifikate ausstellt, vorhanden.

Interessant bei diesen Gedanken ist jedoch, dass die Domänencontroller bei der Anmeldung via Smartcard die Extended Key Usages überhaupt nicht überprüfen.

Gefährdung der Active Directory Gesamtstruktur durch das Flag EDITF_ATTRIBUTESUBJECTALTNAME2

In Netz kursieren leider viel zu viele Anleitungen (auch die großen Player sind hiervon nicht ausgenommen, nicht einmal Microsoft selbst oder der Großmeister Komar), welche fatalerweise empfehlen, dass das Flag EDITF_ATTRIBUTESUBJECTALTNAME2 auf der Zertifizierungsstelle gesetzt werden sollte – angeblich damit man in der Lage wäre, für manuell gestellte Zertifikatanforderungen Zertifikate mit Subject Alternative Name (SAN) Erweiterung ausstellen zu können.

Leider ist diese Vorgehensweise nicht nur unnötig, sie hat auch einige unangenehme Nebenwirkungen, welche einem Angreifer im schlechtesten Fall dazu verhelfen können, die gesamte Active Directory Gesamtstruktur zu übernehmen.