Ataques de Rainbow Table: Como Funcionam e Como se Defender Contra Eles

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Definição e Propósito dos Ataques de Rainbow Table

Quando um usuário cria uma senha, ela é transformada em um hash, que é uma sequência de comprimento fixo que não se parece em nada com a senha original (texto simples). Fazer hash das senhas ajuda a mantê-las seguras porque não existe um algoritmo reverso para determinar senhas em texto simples a partir de seus valores de hash.

Um ataque de tabela arco-íris em cibersegurança explora outra característica fundamental do hashing: Um algoritmo de hashing sempre produzirá o mesmo hash para uma senha de usuário dada. Portanto, atores maliciosos podem criar listas de senhas comumente usadas e calcular seus hashes para criar tabelas arco-íris. Então, se eles conseguirem colocar as mãos em um banco de dados de senhas hash de uma empresa, eles podem simplesmente procurar cada um dos valores hash em suas tabelas arco-íris. Se encontrarem uma correspondência, eles instantaneamente sabem a senha em texto simples correspondente. Esta abordagem requer muito menos tempo e recursos computacionais do que quebrar senhas.

Entendendo Hashing e Seu Papel na Segurança

O que é Hashing?

Hashing é o processo de converter dados de entrada (como uma senha em texto simples) em uma sequência de caracteres de tamanho fixo por meio de um algoritmo matemático. É comumente usado para proteger senhas, assinaturas digitais e outras informações sensíveis.

Como Funcionam as Funções de Hash

Uma função de hash transforma dados de entrada, independentemente do comprimento, em uma string de saída única e de comprimento fixo. Essa impressão digital aparenta ser completamente não relacionada aos dados originais. Mesmo mudanças mínimas na entrada resultarão em variações substanciais no hash resultante. No entanto, a mesma entrada sempre produzirá o mesmo hash.

Por que o Hashing é Vulnerável a Ataques de Rainbow Table

Algoritmos de hashing legados são particularmente vulneráveis a ataques rainbow porque os hashes que criam são fáceis de prever. Mais adiante neste artigo, discutimos estratégias eficazes para reduzir o risco, incluindo o uso de técnicas como salting para tornar as tabelas rainbow menos eficazes e a adoção de autenticação multifator para impedir atacantes que conseguem descobrir senhas em texto simples.

Como funcionam os ataques de senha com Rainbow Table

Geração e Estrutura de Rainbow Tables

As tabelas arco-íris são grandes bancos de dados que contêm pares de senhas em texto simples e seus respectivos valores de hash. Ter uma tabela arco-íris pré-calculada torna bastante simples determinar senhas em texto simples:

1. Um atacante obtém um banco de dados de hashes de senhas de um sistema comprometido.
2. O atacante executa um programa que tenta corresponder cada valor de hash à sua tabela rainbow.
3. Se um hash fornecido não for encontrado, o programa aplica uma função de redução e procura novamente. Esse processo é repetido até que uma correspondência seja encontrada.
4. A senha original é então recuperada.

Diferenças entre ataques de força bruta e ataques de dicionário

Em um ataque de força bruta, um adversário tenta fazer login em um sistema simplesmente adivinhando muitas combinações possíveis de nome de usuário/senha. Um ataque de dicionário é um tipo específico de ataque de força bruta que usa palavras do dicionário como senhas candidatas. Esses tipos de ataques são relativamente fáceis de realizar e não dependem das técnicas de hash em uso. No entanto, é relativamente fácil para os defensores detectá-los, e muitas organizações seguem a melhor prática de bloquear contas após um certo número de tentativas de login mal-sucedidas para frustrar ataques de força bruta.

Um ataque de tabela arco-íris, por outro lado, envolve o roubo de um banco de dados de senhas hasheadas e a tentativa de correspondê-las a uma tabela de hashes de senhas comuns. Uma vantagem chave é que, uma vez que o banco de dados de senhas tenha sido roubado, não há atividade na rede da vítima para os defensores detectarem. No entanto, tabelas arco-íris levam tempo para serem geradas e requerem um espaço de armazenamento significativo.

Observe que todos esses ataques funcionam melhor contra senhas fracas e comuns, pois são nelas que os atacantes se concentram, seja realizando um ataque de força bruta ou gerando uma tabela arco-íris.

Exemplos de ataques com Rainbow Table

Os ataques por rainbow table não são novidade. Um dos incidentes mais famosos envolvendo-os ocorreu em 2012: Atacantes roubaram hashes de senhas do LinkedIn, levando ao comprometimento de 6,5 milhões de credenciais de contas de usuários que foram posteriormente postadas em um fórum russo de senhas.

Os cenários hipotéticos de ataque incluem o seguinte:

• Hackers utilizam ferramentas de sniffing de rede para interceptar hashes de senhas inseguras que estão sendo transmitidas entre os servidores que hospedam uma plataforma de comércio eletrônico. Utilizando uma tabela rainbow, eles decodificam as senhas em texto simples e as usam para acessar as contas dos clientes e roubar suas informações pessoais.
• Um atacante explora uma aplicação web mal protegida para roubar hashes de senhas, que foram geradas usando métodos de hashing desatualizados. Eles usam uma tabela arco-íris para descriptografar todas as senhas e entrar na rede corporativa.

Comparando ataques de Rainbow Table com outros métodos de quebra de senhas

Rainbow Table vs Ataque de Dicionário

Tabela Rainbow vs. Ataque de Força Bruta

Características Únicas dos Ataques de Rainbow Table

• Gerar tabelas arco-íris requer um extenso investimento inicial em recursos computacionais e tempo.
• As tabelas rainbow são específicas para um determinado algoritmo de hash (por exemplo, MD5, SHA-1).
• Ataques de tabela arco-íris são menos eficazes contra técnicas modernas de salting.
• As tabelas rainbow não são adequadas para tentativas de quebra de senha em tempo real.

Principais Motivações e Alvos Comuns de Ataques com Rainbow Tables

Por que os atacantes usam Tabelas Rainbow

A principal razão pela qual os atacantes continuam a usar tabelas arco-íris é que muitas organizações ainda possuem sistemas legados altamente vulneráveis a eles. Além disso, esse método de ataque pode revelar senhas em texto simples significativamente mais rápido do que os métodos de força bruta.

Embora a construção de tabelas rainbow exija tempo e esforço significativos, as tabelas podem ser utilizadas para múltiplos ataques em diferentes sistemas, desde que o mesmo algoritmo de hash seja usado. Isso torna o investimento único bastante custo-efetivo a longo prazo. Além disso, uma vez que as senhas em texto simples são descobertas, elas podem ser usadas em ataques de preenchimento de credenciais em outras plataformas e serviços web populares.

Sistemas e Situações Propensos a Ataques de Rainbow Table

As organizações são mais vulneráveis a ataques de rainbow table se tiverem algum dos seguintes:

• Aplicações legadas que ainda utilizam algoritmos de hashing desatualizados e fracos como MD5 ou SHA-1 sem salting
• Sistemas com políticas de password policies fracas que permitem senhas padrão, comuns ou fáceis de prever, as quais têm mais chances de serem incluídas em tabelas arco-íris pré-calculadas
• Plataformas onde os usuários frequentemente reutilizam senhas, como email e redes sociais
• Bancos de dados que não utilizam armazenamento de senha segmentado e possuem medidas de proteção fracas
• Active Directory contas que utilizam algoritmos de hash NTLM desatualizados

Riscos e Consequências dos Ataques de Rainbow Table

Um ataque com tabela arco-íris pode ter consequências catastróficas. Uma vez que os atacantes obtêm senhas em texto simples, eles podem usá-las para obter um ponto de apoio na rede e mover-se lateralmente para extrair dados confidenciais, implantar ransomware e interromper operações. O impacto total pode incluir:

• Indisponibilidade de sites e outros sistemas críticos que resulta em clientes frustrados e perda de receita
• Investigações forenses dispendiosas e restauração de sistemas
• Danos duradouros à reputação da organização e à imagem da marca, e erosão da confiança do cliente
• Custos de campanhas de relações públicas juntamente com monitoramento de crédito e outros serviços para usuários cujos dados foram violados
• Despesas com ações judiciais movidas por indivíduos afetados no incidente
• Penalidades severas por não conformidade com regulamentos de proteção de dados como GDPR, CCPA ou HIPAA

Prevenção de Ataques de Rainbow Table

Salting de Senhas: Como Funciona e Sua Importância

Uma das medidas mais eficazes para se defender contra ataques de rainbow tables é usar o salting de senhas. Essa prática envolve adicionar uma string única e aleatória (chamada de salt) a cada senha antes de fazer o hash. Como cada senha recebe um salt único, mesmo que dois usuários escolham a mesma senha, eles terão valores de hash diferentes — tornando as rainbow tables impossíveis de serem construídas.

Por exemplo, suponha que um usuário escolha password123 como sua senha. (Note que isso é apenas um exemplo; uma boa ferramenta de senha bloqueará o uso desta senha.) O sistema adiciona um salt de A1B2C3 e faz o hash da string resultante (password123A1B2C3).

Então outro usuário escolhe a mesma senha, password123. O sistema adiciona um salt de Q7T4M9 e realiza o hash da string resultante (password123Q7T4M9) — gerando um hash completamente diferente para a mesma senha em texto simples.

Utilize Algoritmos de Hashing Seguros

Algoritmos modernos de hashing introduzem complexidade computacional que exige mais recursos e tempo para serem quebrados. Algoritmos de hashing como bcrypt, Argon2 e scrypt dificultam para os atacantes pré-calcularem tabelas de hashes ou realizarem ataques de força bruta paralelizados.

Atualize regularmente algoritmos de hash e outros protocolos de segurança

Algoritmos de hash e outros protocolos de segurança estão em constante aprimoramento. Para reduzir riscos, faça a transição para as opções mais recentes o quanto antes. Após atualizar os algoritmos de hash, lembre-se de rehash todas as senhas armazenadas durante o próximo login do usuário ou mudança de senha.

Construindo uma Defesa Ampla Contra Ataques Baseados em Senhas

As seguintes melhores práticas ajudarão a defender não apenas contra ataques de tabela arco-íris, mas também outros tipos de ataques a senhas.

Implemente Políticas de Senhas Fortes

Exigir senhas fortes aumenta a dificuldade de comprometimento das senhas em todos os vetores de ataque. Senhas longas e únicas reduzem a probabilidade de sobreposição de hashes mesmo sem salting, e é improvável que estejam incluídas nas listas usadas em ataques de força bruta.

Siga as melhores práticas atuais de senha, como as do NIST, em relação ao comprimento e complexidade das senhas. Adotar um gerenciador de senhas facilitará para os usuários a adesão à sua política e a criação de uma senha forte e única para cada conta.

Utilize a Autenticação Multifator (MFA)

A MFA exige que os usuários forneçam duas ou mais formas de verificação para acessar uma conta. Geralmente, isso é uma combinação tradicional de nome de usuário/senha mais um código de uso único, uma chave de segurança ou dados biométricos, como uma impressão digital.

Com a MFA ativada, mesmo que um atacante consiga descobrir a senha de um usuário em texto simples usando uma tabela arco-íris ou por meio de adivinhação, ele será bloqueado porque não é capaz de fornecer o segundo fator de autenticação.

Siga as melhores práticas de segurança de servidores e redes

De forma mais ampla, é importante reduzir a superfície de ataque dos seus sistemas expostos. As principais melhores práticas incluem:

• Limitando estritamente o acesso a servidores e dados sensíveis
• Estabelecendo um rigoroso processo de gerenciamento de patches para atualizar sistemas e corrigir vulnerabilidades
• Usando criptografia para proteger os dados tanto em repouso quanto em trânsito
• Usando a segmentação de rede para impedir que atacantes ou malware se expandam para áreas mais sensíveis
• Realizando auditorias de segurança regulares e testes de penetração

Como a Netwrix pode ajudar

Visibilidade e controle são cruciais para a segurança do seu ambiente digital, e a Netwrix oferece capacidades avançadas em ambas as áreas. Soluções Netwrix permitem que organizações reduzam proativamente sua superfície de ataque, monitorem continuamente a atividade em toda a infraestrutura, da nuvem ao data center, e recebam alertas em tempo real sobre ameaças potenciais para possibilitar uma investigação eficiente e uma resposta rápida.

Em particular, Netwrix solutions podem reduzir drasticamente o seu risco de ataques baseados em senhas por meio de:

• Garantindo a segurança dos seus bancos de dados de senhas e monitorando as atividades ao redor deles
• Substituindo credenciais altamente privilegiadas por acesso just-in-time
• Habilitando políticas de senha fortes e fornecendo um gerenciador de senhas que facilita para os usuários a conformidade com essas políticas
• Monitoramento de sinais de ataques de força bruta e desativação automática dos mesmos
• Estabelecendo uma linha de base para o comportamento normal do usuário e alertando sobre anomalias que possam indicar comprometimento da conta

FAQ

O que é um ataque de tabela arco-íris?

Um ataque de tabela arco-íris é uma técnica utilizada para decifrar senhas hash. Uma vez que os atacantes obtêm senhas hash, eles tentam corresponder esses hashes roubados a entradas em uma tabela arco-íris, que mapeia senhas comuns em texto simples para seus valores de hash. Este método é mais rápido do que ataques de força bruta, mas é eficaz apenas contra sistemas que usam hashes sem sal ou algoritmos de hash fracos.

Qual é a diferença entre ataques de força bruta e ataques de tabela arco-íris?

Em um ataque de força bruta, hackers tentam sistematicamente combinações possíveis de nome de usuário/senha para acessar um sistema em tempo real. Em um ataque de tabela arco-íris, os adversários trabalham offline, tentando corresponder hashes de senhas roubadas a uma tabela que lista os valores de hash pré-calculados de senhas comuns em texto simples.

Como você se protege contra ataques de tabela arco-íris?

Existem várias medidas eficazes que você pode tomar para se proteger contra ataques de rainbow table:

• Use a técnica de salting em senhas para adicionar dados aleatórios únicos a cada senha antes de realizar o hashing.
• Implemente algoritmos de hash robustos.
• Utilize políticas de senha para exigir senhas fortes.
• Considere a autenticação sem senha para eliminar completamente o risco de ataques baseados em senha.

Qual é a melhor defesa contra ataques de tabela arco-íris?

A melhor maneira de se defender contra ataques de tabelas arco-íris é usar hashes com sal. Um sal é um valor único e aleatório que é adicionado a uma senha antes de ser hasheada, tornando as tabelas pré-calculadas ineficazes.

Também é importante fazer a transição para algoritmos de hash modernos que sejam computacionalmente intensivos, adotar políticas de senha fortes e implementar autenticação multifator (MFA).

O que é um exemplo de uma tabela arco-íris?

Uma tabela arco-íris mapeia senhas comuns em texto simples para seus respectivos valores hash usando um algoritmo de hash específico. Por exemplo, uma tabela pode incluir as seguintes linhas:

Como funcionam os ataques de tabela arco-íris?

Os ataques de tabela arco-íris dependem do fato de que um algoritmo de hash básico sempre produzirá o mesmo hash para uma determinada string de entrada. Isso permite que hackers criem uma tabela arco-íris que lista senhas comuns em texto simples e seus hashes correspondentes. Quando obtêm senhas hasheadas, eles simplesmente as procuram na tabela arco-íris. Se uma correspondência é encontrada, a senha em texto simples correspondente é revelada.

Note que esse tipo de ataque é eficaz apenas contra hashes sem sal ou sistemas que utilizam algoritmos de hash desatualizados.

O que é um ataque de dicionário versus ataque de tabela arco-íris?

Um ataque de tabela arco-íris versus ataque de dicionário pode ser explicado da seguinte forma: Em um ataque de dicionário, um hacker tenta autenticar-se sistematicamente usando uma lista de palavras e frases comuns encontradas em um dicionário. É relativamente simples de implementar e requer armazenamento mínimo.

Em um ataque de tabela arco-íris, os atacantes roubam hashes de senhas e depois verificam se esses hashes aparecem em sua tabela arco-íris pré-calculada, que lista senhas comuns em texto simples e seus hashes correspondentes. Essa abordagem consome um tempo considerável de preparação, mas possibilita a recuperação rápida de senhas com processamento em tempo real mínimo. Tabelas arco-íris são usadas principalmente para ataques offline em bancos de dados de senhas vazados.