虹科分享 | NTLM身份验证：揭秘Windows网络安全的秘密武器

什么是 NTLM？

NTLM 是一种身份验证协议，用于验证 IT 系统中的用户身份。它于 1993 年发布，后来于 1998 年通过 NTLMv2 进行了改进。NTLM 是较旧的 LM 协议的继承者，该协议曾在 20 世纪 80 年代用于 Microsoft 的 LAN Manager 产品。那个时候，计算机网络比较简单，没有连接到互联网。主要问题是通过窃听网络登录流量来窃取用户密码。为了减轻这种风险，NTLM 不会通过网络发送用户密码。相反，它使用密码哈希作为用户了解密码的证据。

NTLM 如何工作？

以下是 NTLM 身份验证工作原理的分步过程：

1.  客户端请求：客户端发送请求以访问服务器上的网络资源（例如，文件共享、Web 服务器）。
2. 服务器质询：服务器以质询进行响应，这是客户端在身份验证过程中需要使用的随机值。质询是每次身份验证尝试的唯一值。
3. 客户端响应 (NTLMv1)：客户端使用质询和以 NTLM 哈希格式哈希的用户凭据（用户名和密码）生成 NTLMv1 响应。NTLM 哈希是用户密码的单向哈希，这比以明文形式发送密码更安全。该响应被发送回服务器。
4. 服务器验证 (NTLMv1)：服务器接收客户端的响应，并使用存储的用户密码的 NTLM 哈希来验证响应。如果响应有效，服务器将授予对所请求资源的访问权限。
5. 客户端响应 (NTLMv2)：在 NTLM 的更安全变体中，客户端可以使用 NTLMv2。在这种情况下，客户端使用质询和附加数据（例如客户端和服务器的时间戳）生成 NTLMv2 响应。与 NTLMv1 相比，这使其更能抵抗某些类型的攻击。
6. 服务器验证 (NTLMv2)：如果客户端使用 NTLMv2，服务器将使用存储的用户密码 NTLM 哈希值和身份验证请求中的其他数据来验证响应。
7. 授予访问权限：如果服务器验证客户端的响应（NTLMv1 或 NTLMv2），则会授予对所请求网络资源的访问权限。客户端现在可以安全地访问资源。

NTLM 和 Kerberos 之间的区别

Kerberos 是一种身份验证协议，它取代 NTLM 成为 Windows 2000 及更高版本上的标准身份验证工具。NTLM 和 Kerberos 之间的主要区别在于它们的身份验证过程。NTLM 使用三次握手，而 Kerberos 使用由票证授予服务或密钥分发中心组成的两部分流程。另一个区别是 NTLM 中使用密码散列，而 Kerberos 中使用加密。尽管 Kerberos 是默认身份验证方法，但 NTLM 可以在身份验证失败时充当备份。

NTLM 身份验证的问题

NTLM 身份验证是一种过时且薄弱的协议，按照当今的标准来看并不安全。它容易受到各种攻击，并且缺乏重要的安全功能，例如多因素身份验证。该协议使用已知的哈希算法，无需加盐，因此容易受到暴力攻击。此外，NTLM 不支持现代加密方法，并且依赖于受损的 MD4 哈希函数。总体而言，NTLM 很容易受到损害，应该用 Kerberos 等更安全的协议替代。

NTLM 的优点和挑战

如前所述，NTLM 是一种过时的协议，因此与 Kerberos 等现代解决方案相比，其优势有限。然而，其避免不受保护的密码传输的最初目的仍然是真实的。然而，依赖 NTLM 身份验证有明显的缺点，其中包括：

有限身份验证：NTLM 依赖质询-响应协议，不支持多重身份验证 (MFA)，后者通过使用多条信息进行用户验证来增强安全性。

安全漏洞：N​​TLM 中简单的密码哈希使系统容易受到哈希传递和暴力攻击等攻击。

过时的加密技术：NTLM 未能利用最新的加密技术来增强密码安全性。

如何使用 NTLM 保护您的网络？

为了增强安全性，由于众所周知的安全漏洞，组织应尽量减少 NTLM 的使用。但是，对于那些出于兼容性原因仍依赖 NTLM 的组织，提供以下建议：

实施 NTLM 缓解措施：为了防止 NTLM 中继攻击，有必要在所有相关服务器上启用服务器签名和身份验证扩展保护 (EPA)。

应用补丁：使用 Microsoft 提供的最新安全更新使系统保持最新状态，以确保提供最大程度的保护。

利用先进技术：采用先进的 NTLM 中继检测和预防技术，例如通道绑定，通过将 NTLM 会话绑定到底层传输通道来确保 NTLM 会话的完整性。

识别弱 NTLM 变体：某些 NTLM 客户端利用不发送消息完整性代码 (MIC) 的弱变体，从而增加了网络遭受 NTLM 中继攻击的脆弱性。识别并解决这些微弱的变化。

监控 NTLM 流量：通过密切监控网络中不安全的 NTLM 流量的使用情况来限制其使用。

消除 LM 响应：消除发送 Lan Manager (LM) 响应的客户端，并将组策略对象 (GPO) 网络安全配置为拒绝 LM 响应。

总之，NTLM 身份验证协议已经过时，并且存在一些使其不安全的弱点。这些弱点包括容易破解密码哈希以及容易遭受哈希传递攻击。NTLM 还缺乏相互身份验证和会话安全等现代安全功能，使其不适合当前的网络环境。它与其他身份验证协议的互操作性有限，并且在处理大规模身份验证请求时效率不高。组织应考虑迁移到更安全、更现代的身份验证协议（例如 Kerberos 或 OAuth），以提高安全性、互操作性和可扩展性。这将有助于保护敏感数据、降低风险并与现代技术集成。

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