中間人攻擊，HTTPS也可以被碾壓

2019 年 10 月 4 日
筆記

摘要： 當年12306竟然要自己安裝證書…

原文：知道所有道理，真的可以為所欲為
公眾號：可樂

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一、什麼是MITM

中間人攻擊(man-in-the-middle attack, abbreviated to MITM)，簡單的講，就是黑客悄悄的躲在通訊雙方之間，竊聽甚至篡改通訊資訊。而通訊雙方並不知道消息已經被截獲甚至篡改了。

舉個例子，小明用微信發一條消息給小紅，這條消息會從小明的手機發送到微信的伺服器，再由微信伺服器轉發給小紅，理論上講，微信伺服器是可以查看或者修改小明發送的資訊的。這個時候，微信伺服器就可以是實施攻擊的中間人。

也有一些人，會通過代理伺服器瀏覽某些外網，這裡的代理伺服器其實就充當了中間人的角色。

對於個人而言，MITM到底有什麼用？這就得先從MITM的攻防說起了。

二、防攻擊

首先看看如何防止攻擊。最有效的防攻擊手段就是一次性密碼(One Time Password)，由資訊理論發明人香農提出，理論上講是絕對安全的。但是一次性密碼也有個前提，那就是安全的把密碼傳達給對方。這裡好像就已經陷入死胡同了。

對於訪問互聯網而言，無論是通過瀏覽器還是APP客戶端，一般都會使用HTTPS的方式通訊，這其實就是一種比較有效的加密方式。在這種通訊過程中，客戶端或者作業系統內置了權威CA(certification authority)的根證書，而伺服器在通訊之初，會先返回在CA那裡獲取的簽名證書，然後客戶端用根證書驗證證書有效性，最後使用驗證通過的證書提供的公鑰加密數據。

這裡有個前提假設，那就是權威的證書機構不會把簽名資訊泄露出去。What an F-word，是不是有種無力感，我們的互聯網安全其實還是建立在人性和道德的基礎上。這裡其實也有個死循環，系統通過伺服器的CA證書證明有效性，而CA本身又需要其他CA來認證自己的有效性。解決這個問題其實是通過系統或者瀏覽器本身集成知名根證書。

早年12306非得使用自己簽名的證書，而主流瀏覽器又不認可，導致用戶需要在首次下載證書並安裝。這其實是個很危險的操作，不法分子完全可以利用這個機制把非法證書安裝到用戶設備上。好在現在12306已經採用DigiCert頒布的證書了。

除了CA數字證書，還有一些專用的密鑰交換協議，比如ZRTP、HPKP、DNSSEC等，他們都能在一定程度上保障通訊安全。

除了直接認證之外，還可以通過篡改檢測、取證分析等手段防範MITM。

簡單提一下，目前最有效的加密方式可能是量子加密(Quantum cryptography)。量子加密同時擁有數學和量子力學兩大學科加持，只要數學和量子理論沒有問題，那麼量子加密理論上就是絕對安全的。關於量子加密，以後會專門講一下。

三、攻擊

以HTTPS加密破解為例。為防止不法分子技術濫用，本文僅分享一下原理。

我們不防在客戶端和伺服器之間加入一個「中間人」，比如在電腦端安裝Fiddler（抓包神器）。關於Fiddler抓包的方法網上教程很多，這裡就不贅述了。直接上圖：

黑客通過特殊途徑在被攻擊者的手機上安裝根證書；
客戶端發起連接請求，代理伺服器（Fiddler）在中間截取請求，返回自己簽名的偽造證書；
客戶端收到證書後會在系統中查找信任的根證書，因為黑客已經事先在被攻擊者手機上安裝了自己的根證書，因此客戶端驗證通過；
客戶端後續就會把Fiddler當成合法的伺服器；
而Fiddler會與真實的伺服器通訊，截獲密鑰，解密數據。

至此，伺服器和客戶端的數據對於中間人Fiddler而言已經是完全透明的了。

四、小結

其實，掌握了MITM技術，了解各大APP的實現邏輯就很簡單了，一眾收費的APP基本可以實力碾壓。

失而復得的手機也許應該格式化，沒準有人在釣魚。