Memecahkan Kriptografi dengan Chosen-Plaintext Attack

   Beberapa waktu yang lalu saya menemukan sebuah website dengan vulnerability SQL injection. Sengaja nama website tersebut tidak saya publikasikan, karena artikel ini bukan tentang SQL injection melainkan bagaimana memecahkan enkripsi.

Berbeda dengan website lainnya, website tersebut menyimpan password dalam tabel user tidak dalam bentuk one-way hash (contohnya MD5 atau SHA1), melainkan dalam bentuk ter-enkripsi. Enkripsi yang dipakai juga unik karena tidak memakai algoritma enkripsi yang sudah dikenal luas.

    Dalam kasus tersebut saya ingin melakukan privilege-escalation dari user dengan hak akses biasa menjadi user dengan hak akses penuh. Sebagai user biasa saya bisa melakukan SQLinjection untuk membaca username dan password dari tabel user. Dengan teknik tersebut saya mendapatkan encrypted password dari seorang user yang memiliki hak admin. Namun saya tidak bisa memakai password itu untuk menjadi admin sebelum saya mengerti pesan tersembunyi dalam chiphertext tersebut.

Analisa Ciphertext

Saya mencoba menggali informasi lebih dalam lagi tentang enkripsi unik di website tersebut. Saya mulai mengumpulkan banyak ciphertext dari user-user lainnya. Berikut beberapa ciphertext yang saya kumpulkan:

Ada beberapa poin penting yang saya dapatkan dari pengumpulan ciphertext tersebut:

Panjang ciphertext yang bervariasi membuat saya yakin bahwa itu bukan fungsi hash, karena ciri khas fungsi hash adalah panjang hash yang selalu tetap. Panjang ciphertext yang bervariasi kemungkinan besar tergantung dari panjang atau pendeknya password user tersebut. Nanti saya akan coba konfirmasi hipotesa ini dengan mengubah password user biasa yang saya pakai.

Ciphertext yang semua berupa angka membuat saya curiga bahwa ini adalah kode, semacam kode ASCII namun sudah dikalkulasi dengan formula matematis tertentu.

Chosen-Plaintext Attack

Chosen-Plaintext attack adalah salah satu cara “code breaking” (cryptanalysis) dengan cara membandingkan dan menganalisa contoh plaintext dan ciphertextnya. Dalam chosen plaintext attack, code breaker memiliki kebebasan untuk menentukan plaintext yang diiginkannya.

Untuk mendapatkan contoh plaintext dan ciphertextnya, saya melakukan langkah berikut ini setelah login sebagai seorang user biasa:

Pertama saya ubah password menjadi ‘d’, kemudian saya lihat ciphertext untuk plaintext ‘d’. Saya ulangi langkah itu dengan contoh plaintext yang lain berkali-kali.

Apa saja plaintext yang saya pilih? Berikut chosen-plaintext dan ciphertextnya yang saya pilih:

Perhatikan bahwa panjang ciphertext tergantung dari panjang plaintext.  Plaintext sepanjang 1 karakter, ciphertext panjangnya 8 digit. Setiap penambahan satu karakter plaintext, ciphertext bertambah 4 digit.

Saya sengaja memilih plaintext berurutan (d,dd,ddd,dddd) untuk melihat apa ada pola yang muncul. Perhatikan pada plaintext “dd”, ciphertextnya adalah 831214121412, terlihat pola berulang pada angka 412 sebanyak 2x. Dalam ciphertext ini saya menyimpulkan bahwa 412 adalah kode untuk karakter ‘d’.

Untuk plaintext “ddd”, ciphertextnya adalah 6180128012807280, terlihat pola berulang pada angka 280 sebanyak 3 kali. Dalam ciphertext ini saya menyimpulkan bahwa 280 adalah kode untuk karakter ‘d’.

Begitu juga pada plaintext “dddd”, ciphertextnya adalah 15013601660186017601, dengan pola berulang pada angka 601 sebanyak 4 kali. Dalam ciphertext ini, saya menyimpulkan bahwa 601 adalah kode untuk karakter ‘d’.

Ingat bahwa untuk setiap penambahan satu karakter plaintext membuat ciphertext bertambah 4 digit. Ternyata 4 digit tersebut adalah satu digit apapun diikuti dengan 3 digit kode karakter. Chosen plaintext dalam contoh sebelumnya saya pecah-pecah menjadi kelompok 4 digit dipisahkan dengan karakter ‘#’ dan dari 4 digit tersebut saya pecah dua menjadi 1 digit dan 3 digit dengan karakter ‘-‘.

Oke sampai disini saya sudah mendapatkan titik terang. Saya sudah mengetahui komposisi dan posisi tiap karakter pada plaintext ketika dipetakan pada ciphertext. Tapi masih ada yang belum jelas, dalam contoh tersebut kode untuk krakter ‘d’ ternyata berbeda-beda, pada contoh pertama kodenya adalah 325, pada contoh lain kode untuk ‘d’ adalah 412, 280 dan 601.

Kini saya harus mengetahui bagaimana hubungan antara kode yang berurutan, untuk itu saya memilih plaintext “abcd1234” dengan ciphertext 433034273428242944308379538023819382. Mari kita pecah ciphertext tersebut menjadi kelompok 4 digit seperti tabel di atas.

4-330#3-427#3-428#2-429#4-430#8-379#5-380#2-381#9-382

Dari pengelompokan tersebut kita bisa simpulkan bahwa:

427 = ‘a’, 428 = ‘b’, 429 = ‘c’, 430 = ‘d’, 379 = ‘1’, 380 = ‘2’, 381=’3′, 382=’4′

Perhatikan bahwa kode-kode tersebut sengaja saya pilih berurut ‘a’->’b’->’c’->’d’ dan ternyata ciphertextnya pun ikut berurut 427->428->429->430. Begitu juga untuk ‘1’->’2′->’3′->’4′, ciphertextnya juga berurut 379->380->381->382. Saya mencurigai bahwa enkripsi ini memakai kode ASCII karena memang kode ASCII untuk ‘abcd’ dan ‘1234’ berurutan.Kode ASCII untuk  ‘a’=97, ‘b’=98,’c’=99,’d’=100,’1’=49,’2’=50,’3’=51,’4’=52.

Terlihat ada jarak yang cukup jauh antara kode ASCII dan kode pada ciphertext. Contohnya ‘a’ dengan ASCII 97, dalam ciphertext dikodekan dengan 427, selisihnya 427-97 adalah 330. Begitu juga dengan ‘1’ dengan ASCII 49, dalam ciphertext dikodekan menjadi 379, dengan selisih 379-49 adalah 330. Ternyata kalau dilihat semua kode pada ciphertext juga berjarak 330 dengan kode ASCII. Pertanyaannya, darimana angka 330 ini muncul?

Mari kita lihat sekali lagi ciphertext dari ‘abcd1234’ (setelah dikelompokkan 4 digit):

4-330#3-427#3-428#2-429#4-430#8-379#5-380#2-381#9-382

Adakah angka 330 dalam ciphertext tersebut? Aha, ternyata ada! Ingat bahwa plaintext satu karakter, ciphertextnya adalah 8 digit, padahal tiap karakter dikodekan dalam 4 digit, jadi ada kelebihan 4 digit. Ternyata pada kelompok 4 digit pertama mengandung offset dengan kode ASCII, yaitu pada digit ke-2 hingga ke-4.

Jadi sekarang misteri enkripsi ini terpecahkan. Mari kita coba dekrip contoh ciphertext yang saya kumpulkan di awal:

Pertama kita kelompokkan menjadi kelompok 4 digit: 8-048#8-145#1-156#4-160#2-152#8-145. Kelompok 4 digit pertama 8048 menunjukkan offset yaitu 048. Kelompok 4 digit kedua, 8145 menunjukkan kode karakter pertama adalah 145, dikonversi ke kode ASCII menjadi 145-048=97. ASCII 97 ini adalah ‘a’. Jadi kita temukan karakter pertama ‘a’. Berikutnya, 156-48=108, yaitu kode untuk ‘l’. Berikutnya, 160-48=112, yaitu kode untuk ‘p’. Berikutnya 152-48=104, yaitu kode untuk ‘h’. Berikutnya 145, sama dengan karakter pertama, ‘a’. Jadi hasil dekripsinya adalah ‘alpha’.

Kita kelompokkan menjadi kelompok 4 digit: 9-436#3-539#3-533#2-546#5-552#2-537#8-546#9-539#2-484#6-491. Karakter pertama: 539-436=103=’g’. Karakter ke-2: 533-436=97=’a’. Karakter ke-3: 546-436=110=’n’. Karakter ke-4: 552-436=116=’t’. Karakter ke-5: 537-436=110=’e’. Karakter ke-6 sama dengan ke-3, ‘n’. Karakter ke-7 sama dengan karakter ke-1, ‘g’. Karakter ke-8: 484-436=48=’0′. Karakter ke-9: 491-436=55=’7′. Jadi hasil dekripsinya adalah ‘ganteng07’.

Pada akhirnya dengan mengetahui teknik enkripsi yang dipakai, saya berhasil mendapatkan password seseorang dengan hak administrator. Tidak lama kemudian GAME OVER, webshell uploaded 

Kesimpulan

Pelajaran yang bisa diambil dari kasus tersebut adalah bahwa membuat algoritma kriptografi yang kuat tidaklah mudah, jangan pernah memakai enkripsi buatan sendiri, walaupun algoritmanya anda rahasiakan. Selalu gunakan algoritma enkripsi terbuka yang sudah teruji oleh para ahli.

Sedangkan untuk password, sebaiknya jangan gunakan enkripsi, tapi gunakan one-way hash function yang kuat seperti SHA1. Enkripsi tidak cocok dipakai untuk menyimpan password karena ketika terjadi compromised, maka semua password yang ada di tabel akan bisa diambil attacker dengan cara menjalankan rutin dekripsi yang pasti tersedia di salah satu file script seperti PHP pada web tersebut.

Walaupun algoritma dekripsinya anda rahasiakan, suatu saat ketika terjadi compromised, seorang attacker akan bisa melakukan dekripsi dengan membaca source code php untuk men-dekrip password. Biasanya rutin dekripsinya tidak jauh dari file php yang terkait dengan halaman login.