集权攻防——身份认证协议之NTLM

在Kerberos出现之前，NTLM被广泛应用于工作组和域环境，是更早的用于对用户进行身份验证的协议。

相比于Kerberos，NTLM的认证原理比较简单，主要通过对比客户端和服务端加密后的数据，判断其是否一致，以确定用户身份。

如果用做菜来比喻，那么被加密的数据就是“原材料”，加密密钥就是“秘方”，原理就是“用不同的秘方做出来的菜味道不一样”。当秘方只有客户端和服务端知道，服务端确定用户身份时，只需要用该秘方和客户端做同一盘菜，对比两盘菜的味道，如果一样，那就是真实的客户端。

 目前NTLM有两个版本，别是NTLMv1和NTLMv2，他们间最主要的区别体现在被加密数据的长度上，也就是“原材料”的种类。在v1版本中数据长度是8位，而v2版本中增加到16位。

v2版本相较于v1安全性更高，在网络中应用较多。因此，本篇文章中，我们将基于NTLMv2的认证原理，详细介绍“客户端登录”、“访问服务器资源”和“域环境下申请服务”这三种情况的认证过程。

客户端登录 

回忆我们平常登录电脑的过程，输好密码后就直接跳转到了桌面，整个过程不过一两秒钟。但其实在这短暂的两秒中，电脑内部发生了多重“反应”，从而实现对我们身份的验证。

首先，我们输入的密码会被交给Lsass进程，这个进程对明文密码进行加工，生成唯一的密码哈希。

然后，Lsass进程将从本地内存中，找到该用户账户对应的密码哈希。

最后再比较两者，如果相同，证明该用户的身份是真实的，则允许登录。

 

这之中有个关键点：原本存在于本地内存中的密码哈希，是从何而来的呢？

原理是这样的，这个值早在用户注册时，就由Lsass存储在系统中了。这样做的目的，就是为了在系统重启时，快速帮助验证用户身份，保障用户数据安全。

访问服务器资源

在开放网络环境下，用户要访问服务器资源，就需要向服务器提交申请。在NTLM认证过程中，服务器接到申请后，除了验证用户身份，还要判断该用户是否有使用资源的权限、自己是否有能力提供服务等。

接下来我们说说这个过程。

同本地账户类似，用户在访问服务器之前，也需要先在服务器中存有自己的账号，以便在身份验证时进行信息对比。

首先用户注册一个账号，该账号密码以哈希形式存储在服务器中，形成只有用户和服务器知道的“秘方”。

用户请求访问服务时，先将自己的用户名提供给服务器，并且附上想要访问的服务内容。

 

服务端接收到请求后，先检查该用户是不是有资格访问服务，也就是查找该用户是否存在于数据库中；如果存在，再进一步确认自己是否能满足请求。

如果该用户确实存在，服务器就会发送一个随机数给客户端，叫用户做“一道菜”来证明自己不是伪冒的，这个随机数就是“原材料“。这时候，伴随着“原材料”一起发送给客户端的，还有它能提供的服务列表。

客户端收到数据后，将随机数取出，用自己的密钥哈希加工，得到色香味唯一的菜肴。然后将“做好的菜”和原料以及自己的用户名放在一起，组成身份验证包，再次发给服务端。

 

服务端从自己的数据库中找到该用户的“秘方”，使用同样的“原材料”——随机数做菜。然后比较两道菜，如果相同，则认为用户身份真实，就可以响应其请求了。

 

域环境下申请服务

域环境下申请服务时，NTLM的认证过程和第二种情况基本一样，只是在最后验证用户身份时，并不是由服务器来进行，而是域控。

这是为什么呢？

在AD域安全管理系列科普文章中，我们提到，AD域内所有账户信息都存储在域控上。这说明，域环境下的服务器上并没有用户“秘方”，“秘方”只存在于域控上。

所以服务器接收到身份验证包后，会将它转发给域控，由域控来进行验证。

域控在数据库中找到该用户对应的密码哈希，同样加工该随机数，得到加密后的值。将这个值与客户端加密的值进行比较，最后把结果返回给服务器。

 

 结语 

由上可见，无论哪种情况下，NTLM在认证过程中，都没有在网络上单独传递密码，这减少了密码泄露的可能，提高了系统安全性。

但NTLM的认证方式也不是绝对安全的，基于密码哈希的认证方式，让攻击者在不需要获取明文密码的情况下，也能直接传递密码哈希通过认证。有的攻击者甚至将客户端发送给服务器的验证信息截获，用来进行明文爆破或NTLM中继攻击。

为了防范这样的威胁，我们需要选择安全性更高的认证协议或采取专门的安全运营方案。