Однажды у нас на предприятии встала задача о повышении уровня безопасности при передаче очень важных файлов. В общем, слово за слово, и пришли мы к выводу, что передавать надо с помощью scp, а закрытый ключ сертификата для авторизации хранить на брелке типа eToken, благо их у нас накопилось определенное количество.

Идея показалась неплохой, но как это реализовать? Тут я вспомнил, как однажды в бухгалтерии не работал банк-клиент, ругаясь на отсутствие библиотеки с говорящим именем etsdk.dll, меня охватило любопытство и я полез ее ковырять.

Вообще, компания-разработчик на своем сайте распространяет SDK, но для этого надо пройти регистрацию как компания-разработчик ПО, а это явно не я. На просторах интернета документацию найти не удалось, но любопытство одержало верх и я решил разобраться во всём сам. Библиотека – вот она, время есть, кто меня остановит?

Первым делом я запустил DLL Export Viewer от NirSoft, который показал мне приличный список функций, экспортируемых библиотекой. Список выглядит неплохо, прослеживается логика и последовательность действий при работе с токенами. Однако одного списка мало, нужно понять какие параметры, в каком порядке передавать и как получать результаты.



Тут-то и пришла пора вспомнить молодость и запустить OllyDbg версии 2.01, загрузить в него библиотеку ccom.dll криптосистемы Крипто-Ком, используемой банк-клиентом и использующей ту самую библиотеку etsdk.dll, и начать разбираться как именно они это делают.

Поскольку исполняемого файла нет, библиотека загрузится с помощью loaddll.exe из комплекта Olly, поэтому о полноценной отладке мы можем и не мечтать. По сути мы будем использовать отладчик как дизассемблер (да, есть IDA, но с ней я никогда не работал и вообще она платная).

Вызываем контекстное меню и выбираем Search for > All intermodular calls, упорядочиваем результат по имени и ищем функции, начинающиеся на ET*, и не находим. Это значит, что библиотека подключается динамически, поэтому в том же списке мы ищем вызовы GetProcAddress, просматриваем их и с определенной попытки натыкаемся на попытку узнать адрес функции ETReadersEnumOpen, а присмотревшись чуть дальше видим загрузку в память адресов всех функций из библиотеки etsdk.dll.



Неплохо. Полученные адреса функций сохраняются в память командами типа MOV DWORD PTR DS:[10062870],EAX, выделяем каждую такую команду, вызываем контекстное меню и выбираем Find references to > Address constant. В открывшемся окне будут показаны текущая команда и все места вызова функции. Пройдемся по ним и проставим комментарий с именем вызываемой функции – этим мы облегчим себе дальнейшую жизнь.

Пришло время выяснить, как правильно вызывать эти функции. Начнем с начала и изучим получение информации о считывателях. Переходим к месту вызова функции ETReadersEnumOpen и, благодаря оставленным комментариям, видим, что ETReadersEnumOpen, оба ETReadersEnumNext и ETReadersEnumClose сосредоточились в одной функции – очевидно, она, среди прочего, занимается получением списка считывателей.

Все функции используют соглашение о вызове cdecl. Это значит, что результат будет возвращаться в регистре EAX, а параметры передаваться через стек справа-налево. Кроме того, это значит, что все параметры имеют размерность двойного слова, а если не имеют – расширяются до него, что упростит нам жизнь.

Посмотрим окрестности вызова ETReadersEnumOpen:



Передается один параметр, представляющий собой указатель на некую локальную переменную, а после вызова, если результат не равен 0, управление передается на некий явно отладочный код, а если равен – идем дальше (команда JGE передает управление если флаги ZF и OF равны, а флаг OF команда TEST всегда сбрасывает в 0). Таким образом, я заключаю следующий порядок: в функцию передается переменная по ссылке, в которую вернется некий идентификатор перечисления, а как результат функция возвращает код ошибки или 0 если ошибки нет.

Переходим к ETReadersEnumNext:



В нее передаются два параметра: значение переменной, полученное с помощью ETReadersEnumOpen (идентификатор перечисления) и указатель на локальную переменную, куда, очевидно, возвращается очередное значение. Причем поскольку параметры передаются в порядке справа-налево, именно первый параметр – идентификатор, а второй – указатель результата. Код ошибки все так же возвращается через EAX, причем, судя по конструкции цикла, он используется не только для сообщения об ошибке, но и для сообщения о том, что больше перечислять нечего.

С ETReadersEnumClose все еще проще: в нее передается идентификатор перечисления, ну а результат никого не волнует.



Пришло время проверить наше представление об этих функциях. Тут я вынужден сделать небольшое лирическое отступление: дело в том, что по профессии я – сисадмин, и поэтому серьезные компилируемые языки программирования – это не совсем мое. По работе мне больше нужен Bash и Python под Linux, ну а если мне надо быстро что-нибудь сваять под Windows, я использую полюбившийся мне AutoIt.

Плюсами для меня являются:

• мобильность (интерпретатор и редактор скриптов полностью portable),
• простая работа с GUI,
• возможность, если недостаточно функционала, подключать внешние библиотеки (знаю, что тривиально для языка программирования, но не так уж тривиально для скриптового языка),
• возможность скомпоновать скрипты в исполняемые файлы.

Минусы:

• Неявное преобразование типов и недостаточное количество представленных типов.
• Отсутвие записей (а также ассоциативных массивов) и ООП (вообще оно есть, но только для COM-объектов, так что как бы и нету).

Это отступление было к тому, что примеры использования функций мы будем ваять именно на AutoIt. Вызов функций из внешних библиотек, в связи с неявной типизацией в языке, выглядит несколько коряво, но работает.

Приступим: откровенно говоря, мы понятия не имеем, что и какого размера возвращают функции, поэтому будем отдавать большой буфер для начала, и посмотрим, что будет. Код для начала:

Dim $ETSdkDll=DllOpen('etsdk.dll')
Dim $buf=DllStructCreate('BYTE[32]')

Func PrintBuf($buf)
	For $i=1 To DllStructGetSize($buf)
		ConsoleWrite(Hex(DllStructGetData($buf,'buf',$i),2)&' ')
	Next
	ConsoleWrite(@CRLF)
EndFunc

ConsoleWrite('Buffer before: ')
PrintBuf($buf)
$result=DllCall($ETSdkDll,'DWORD','ETReadersEnumOpen', _
	'PTR',DllStructGetPtr($buf) _
)
ConsoleWrite('Buffer after:  ')
PrintBuf($buf)
ConsoleWrite('Return value: '&$result[0]&@CRLF)

Выполнив его, получаем вывод типа такого:

Buffer before: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
Buffer after:  44 6F C8 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
Return value: 0

Прогоняем несколько раз и видим, что меняются только первые 4 байта, значит, в качестве идентификатора используется 4-байтовое целое, а значит мы можем немного причесать код вызова этой функции до такого состояния:

Func ETReaderEnumOpen()
	Local $id=DllStructCreate('DWORD')
	Local $result=DllCall($ETSdkDll,'DWORD','ETReadersEnumOpen', _
		'PTR',DllStructGetPtr($id) _
	)
	Return $result[0]?0:DllStructGetData($id,1)
EndFunc

Подобные эксперименты с функцией ETReadersEnumNext показали следующее: первые 260 байт буфера содержат имя считывателя и нули. Последовательный вызов этой функции перечислил мне все считыватели в системе (например, под ruToken их создано заранее три штуки). Считыватели под eToken создаются динамически, в зависимости от числа подключенных токенов и, самое интересное, у них установлен в еденицу 261-й байт буфера, который, судя по всему, указывает на совместимость считывателя с нашей библиотекой. Если вглядеться в дизассемблированный код, то видно, что записи, у которых 261-й байт равен 0, не обрабатываются. Все остальные байты до конца килобайтного буфера у всех считывателей равны 0 и не различаются.

Итак, со считывателями разобрались, теперь надо понять что дальше. Осмотрев список функций, я пришел к выводу, что последовательность вызова должна быть следующей: сначала делаем bind нужного считывателя, на этом этапе можем узнать общую информацию о вставленном токене, потом делаем логин, и уже после этого получаем доступ к файловой системе. Таким образом, следующие на очереди функции ETTokenBind и ETTokenUnbind.



ETTokenBind выглядит сложно и непонятно, но, поковырявшись некоторое время, я пришел к выводу, что функции передается два параметра, первый из который – указатель на буфер величиной 328 байт (0x0148), а второй – указатель на строку с именем считывателя. Путем экспериментов было установлено, что в первые четыре байта буфера возвращается идентификатор (далее: идентификатор привязки). Для чего выделяется весь остальной буфер – пока загадка. С какими токенами я бы не экспериментировал, остальные 324 байта буфера оставались заполнены нулями. Указанный идентификатор, что логично, успешно используется как аргумент функций ETTokenUnbind и ETTokenRebind.



Следующая функция на очереди – ETRootDirOpen. Принимает три параметра: указатель на результат, идентификатор привязки и константу. У функции есть несколько особенностей.

Первое: возвращаемый результат этой функции проверяется не только на равенство нулю (успех), но и на равенство младших двух байт числу 0x6982, и в случае, если результат равен этому числу, управление передается функции, которая впоследствии вызывает ETTokenLogin, а потом еще раз пытается вызвать ETRootDirOpen. Отсюда можно заключить, что 0x6982 – код ошибки, означающий «Требуется авторизация». Забегая вперед скажу, что все остальные функции, работающие с файлами и папками, устроены так же.

Второе: в качестве одного из параметров эта функция принимает константу 0xF007. Вызовов с другими константами в коде нет. Возможно, эта константа как-то характеризует информацию, записанную на токен (множество корневых папок?). Я попробовал пройти брутфорсом по всем значениям двухбайтовой константы и токен откликнулся только на значения 0x0001, 0xF001-0xF00B (авторизацию, кстати, ни разу не попросил). Позже я выяснил, что на свежеинициализированном токене доступны те же папки. Подумав над этим некоторое время, я пришел к выводу, что по замыслу разработчика, разные корневые папки используются для разных целей, и где-то прописано, что 0xF007 – для ключей.

Третье: значение, возвращаемое функцией, на скриншоте не видно, но возвращается в середину того 328-байтного буфера, который выделялся ранее, из чего можно сделать вывод, что тот буфер – структура, хранящая самые разные идентификаторы и данные, касающиеся рассматриваемого токена.

Раз уж пошла попытка авторизации, время разобраться с ней. Функция ETTokenLogin получает два параметра: идентификатор привязки и указатель на буфер. Сначала я думал, что буфер используется для вывода какого-то результата, однако экспериметы показали, что используется следующий алгоритм: если указатель нулевой или указывает на пустую строку, библиотека рисует интерфейсное окно с запросом пароля, если же он указывает на непустую строку – эта строка используется как пароль. ETTokenLogout воспринимает всего один параметр: идентификатор привязки.

Следующая группа функций: ETDirEnumOpen, ETDirEnumNext и ETDirEnumClose. Их можно попробовать распутать, не заглядывая в код. В общем и целом они должны работать так же, как ETReadersEnum*, с той лишь разницей, что в ETDirEnumOpen будет передаваться в качестве параметра еще и идентификатор текущей папки. Проверяем – работает.

Группа функций ETFilesEnumOpen, ETFilesEnumNext и ETFilesEnumClose просто обязаны работать так же, однако проверить это с уверенностью мы пока не можем, т.к. в корневой папке исследуемого токена, судя по всему, файлов нет, а это значит, что пора уходить вглубь дерева папок, функцией ETDirOpen.



В данном API, похоже, нарисовалась традиция, согласно которой, первый параметр используется для возврата результата, поэтому предположим, что это верно и в этот раз. Второй параметр, прежде чем быть переданным функции, проходит видоизменения с помощью команды MOVZX EDI,DI, т.е. слово расширяется до двойного слова. Очевидно, это нужно для того, чтобы двухбайтовое имя папки передать в четырехбайтовом параметре. Ну а третий параметр по логике вещей должен быть идентификатором открытой папки. Пробуем – получилось. ETDirClose угадывается без сюрпризов: 1 параметр – идентификатор папки.

Итак, мы узнали достаточно, чтобы перечислить все файлы и папки на токене. Следующий простенький код именно это и сделает (описание вызова DllCall я тут не делаю – оно будет для всех функций в тексте модуля в конце статьи):

Func PrintDir($Id,$Prefix)
	Local $EnumId=ETDirEnumOpen($Id)
	While 1
		Local $dir=ETDirEnumNext($EnumId)
		If @error Then ExitLoop
		ConsoleWrite($Prefix&'(dir)'&Hex($dir,4)&@CRLF)
		Local $DirId=ETDirOpen($dir,$Id)
		PrintDir($DirId,$Prefix&@TAB)
		ETDirClose($DirId)
	WEnd
	ETDirEnumClose($EnumId)
	$EnumId=ETFilesEnumOpen($Id)
	While 1
		Local $file=ETFilesEnumNext($EnumId)
		If @error Then ExitLoop
		ConsoleWrite($Prefix&'(file)'&Hex($file,4)&@CRLF)
	WEnd
	ETFilesEnumClose($EnumId)
EndFunc

Local $EnumId=ETReaderEnumOpen()
If $EnumId Then
	While 1
		Local $reader=ETReaderEnumNext($EnumId)
		If @error Then ExitLoop
		If Not $reader[1] Then ContinueLoop
		Local $BindId=ETTokenBind($reader[0])
		ConsoleWrite($reader[0]&':'&@CRLF)
		ETTokenLogin($BindId,'123456')
		Local $DirId=ETRootDirOpen($BindId)
		PrintDir($DirId,@TAB)
		ETDirClose($DirId)
	WEnd
EndIf
ETReaderEnumClose($EnumId)

Результат в консоли:

Aladdin Token JC 0:
	(dir)1921
		(dir)DDDD
			(file)0002
			(file)0003
			(file)0004
			(file)0001
		(file)A001
		(file)B001
		(file)C001
		(file)AAAA
		(file)D001

Отлично!

Чтож, мы научились открывать и просматривать папки, пора научиться открывать и читать файлы. ETFileOpen принимает 3 параметра, поэтому для начала пробуем сделать так же, как и для ETDirOpen: результат, имя файла, идентификатор папки и обламываемся: разработчики поменяли местами последние два параметра. Ну хоть ETFileClose работает без сюрпризов.

ETFileRead. Самая страшная функция из всех, т.к. воспринимает аж 5 параметров. Куда столько? Попробуем перечислить что нам нужно: откуда читать (файл), куда читать (буфер), сколько читать и начиная откуда читать. Попробуем разобраться что да как:



Как видно, третий параметр, передаваемый в функцию ETFileRead всегда равен 0xFFFF, поэтому я склонен считать, что это – длина считываемого куска данных. Остальные 4 параметра приходят в функцию, названную мной FileReadHere извне в том же порядке. Ниже на рисунке окрестности вызова этой функции. Значение первого параметра берется из памяти по адресу ESI+8. Указатель на этот адрес используется в функции FileOpenHere (названа по тому же принципу) и туда, очевидно, записан идентификатор открытого файла. Второй параметр равен нулю, поэтому его назначаем ответственным за точку начала чтения файла. Третий параметр (четвертый для ETFileRead) какой-то мутный, поэтому его назначим указателем на буфер-результат. Пятый параметр необычен совсем. В него помещается слово из адреса ESI+12, расширяясь до двойного слова – это необычно, т.к. пока что все смещения, которые я видел, были кратны 4 (12 не кратно 4, потому что это 0x12, т.е. 18 в десятичной). Адрес ESI+10 нигде в окрестностях не упоминается, а вот ESI+0C передается в FileGetInfoHere, поэтому придется сначала разобраться с функцией ETFileGetInfo. Она простая, первый параметр – идентификатор файла, второй – указатель на буфер результата. После вызова в буфере меняются 1, 2, 3, 7 и 8 байты. Забегая вперед, скажу, что выяснится, что последние два байта – размер файла. Именно это значение передается в функцию ETFileRead и в функцию, инициализирующую выходной буфер для нее. Первые два байта результата ETFileGetInfo оказались именем файла. Значение третьего я не понял, но он был установлен в 1 только у одного файла на токене. Таким образом, вырисовывается следующий порядок параметров: идентификатор файла, точка начала чтения, максимальное количество считывемых байт, указатель на буфер, размер буфера.

Раз уж мы затронули ETFileGetInfo, надо бы сразу и реализовать ETDirGetInfo: порядок параметров тот же, только участвует идентификатор папки, а не файла. Возвращаемый результат: имя папки по идентификатору.

На этом мы закончили читать с токена, пришло время писать на токен. Начнем с того, чтобы создать папку. Параметры функции ETDirCreate: указатель для результата (очевидно, после создания папка откроется и сюда вернется идентификатор), имя папки, идентификатор родительской папки и 0. Четвертый параметр жестко прописан в коде и я так и не понял, на что он влияет. Папки успешно создаются при любом его значении. ETDirDelete принимает всего 1 параметр, поэтому это, очевидно, идентификатор открытой папки. ETFileCreate воспринимает пять параметров: указатель на результат, аналогично ETDirCreate, идентификатор папки, имя файла, размер файла и пятый параметр. Если пятый параметр установить в ненулевое значение, то при последующем вызове ETFileGetInfo для этого файла, третий байт результата (тот самый, непонятный) будет установлен в 1. Подумав, я провел эксперимент и убедился, что когда атрибут установлен, для доступа к файлу необходимо ввести пароль, если нет, то это не обязательно. Забавно, что на токене, с которым я экспериментировал, такой файл оказался всего один. Надеюсь, что все остальные файлы зашифрованы на ключе из этого. ETFileDelete работает без сюрпризов, аналогично ETDirDelete.

Последняя функция, обращение к которой реализовано в этой библиотеке – ETFileWrite. Принимает 4 аргумента: идентификатор файла, ноль (эксперимент показывает, что это смешение относительно начала файла), указатель на буфер с данными и размер данных. При этом важно помнить, что файл не расширяется. Если сумма смещения и длины файла превышает размер файла, запись не происходит, поэтому если размер файла требуется изменить, файл придется удалять и создавать заново с новым размером.

Далее: если вспомнить таблицу экспорта библиотеки, то в ней есть еще 5 функций, однако их вызов не реализован в данной библиотеке, работающей с СКЗИ Крипто-Ком. На наше счастье, тот же банк распространяет также и библиотеку для работы с СКЗИ Message-Pro – mespro2.dll, которая также может работать с токенами и в ней есть немного больше, а именно – вызов ETTokenLabelGet.



На скриншоте видно, что есть два вызова функции, различающиеся тем, что в первом случае второй параметр равен нулю, а во втором – какому-то числу. Третий параметр всегда указатель, поэтому предположим, что это результат, а первый – было бы логично предположить, что идентификатор связки с токеном. Пробуем запустить с нулем в качестве второго параметра – первые 4 байта в буфере изменились на значение 0x0000000A, т.е. 10, а это как раз длина имени «TestToken» с нулевым байтом в конце. Но если по указателю в третий параметр возврачается двойное слово, получается, указатель на буфер нужного размера надо передавать во второй параметр. Посему заключаем такой порядок: первый раз запускаем функцию так, что второй параметр – нулевой указатель, а третий – указатель на двойное слово. Потом инициализируем буфер нужного размера и запускаем функцию второй раз, при этом второй параметр – указатель на буфер.

Но вызов еще 4 функций не реализован и тут, поэтому их реализацию я получил брутфорсом и интуицией: я обнаружил, что если вызываемой функции передать слишком мало параметров, это вызывает критическую ошибку при выполнении программы, это позволяет экспериментально подобрать количество параметров оставшихся функций:

ETTokenIDGet: 3
ETTokenMaxPinGet: 2
ETTokenMinPinGet: 2
ETTokenPinChange: 2

ETTokenIDGet принимает слишком много параметров для возврата какого-то простого значения, поэтому запустим ее так же, как и ETTokenGetLabel – получается с первой попытки и возвращает строку с номером, написанным на боку токена.

ETTokenMaxPinGet и ETTokenMinPinGet, как раз наоборот, имеют количество параметров, идеальное для возврата однго числового значения. Пробуем первый параметр – идентификатор связки, второй – указатель на число. В результате получаем максимальную и минимально возможные длины пароля, заданные в настройках токена.

ETTokenPinChange, исходя из названия, служит для смены пароля на токен, соответственно, должен бы принимать только идентификатор связки и указатель на строку с новым паролем. Пробуем первый раз, получаем код ошибки 0x6982, который, как мы знаем, означает необходимость выполнить логин на токен. Логично. Повторяем с логином и коротким паролем – получаем ошибку 0x6416. Делаем вывод о том, что длина пароля не соответствует политике. Повторяем с длинным паролем – отрабатывает.

Теперь сводим все функции в один модуль и сохраняем его – будем инклудить в другие проекты. Текст модуля получился такой:


Итак, мы можем делать все, что захотим с файловой системой токена. Чтобы продемонстрировать это, я написал простенький скрипт, который будет копировать содержимое с одного токена на другой. Скрипт уровня «Proof-of-concept», т.е. тут не будет уймы проверок, которые должны были бы быть в «правильном» приложении, однако позволит нам получить второй действующий токен.




Я попробовал все СКЗИ, до которых смог дотянуться: Крипто-Ком, Крипто-Про, Message-Pro, Сигнатура и даже Верба. Все эти ключи успешно прошли копирование и работали.

Но как же так? Разве не должны ключи быть неизвлекаемыми с токена? Ответ кроется в спецификациях eToken: дело в том, что неизвлекаемый ключ действительно есть, но служит он только для криптопреобразований с помощью алгоритма RSA. Ни одно из рассмотренных СКЗИ… нет, вот так: ни одно из СКЗИ, одобренных ФСБ для использования на территории РФ (вроде бы) не использует RSA, а все они используют криптопреобразования на основе ГОСТ-*, поэтому eToken – не более чем флэшка с паролем и замысловатым интерфейсом.