如何应对被公开的Oracle口令加密算法

由于Oracle数据库被广泛应用，其口令加密算法也是备受关注。最早在1993年comp．databases．oracle．server新闻组中有人披露了加密算法的大部分细节。十年后，一本名为《Special Ops Host and Network Security for Microsoft， Unix and Oracle》的书中补全了算法最重要的一个环节--DES算法的KEY。至此，口令加密算法已无秘密可言。接踵而来的是互联网上出现多个了Oracle口令破解工具。Oracle在2007年推出的最新版本11g中，使用了新的更安全的加密算法，但是新算法的细节很快又在互联网上被公开。为提供兼容，11g版本保留了11g以前版本使用的加密口令，利用这一漏洞仍然可以对11g版本的加密口令进行破解。

到底怎样才能保证数据库口令的安全呢？本文首先介绍Oracle数据库各版本口令加密算法的内容，然后针对算法重点介绍加强数据库安全性的应对措施。

口令加密算法

从Oracle7到Oracle 10gR2，使用DES算法对口令进行加密。对算法进行分析，可以得出如下结论：口令不区分大小写，任意大小写组合均可登录；由于只使用固定KEY，只要用户名和口令相同，在任一DB中存放的加密口令都相同；由于采用了用户名和口令串接的方式，所以用户aaa、口令bbbccc的加密值与用户aaabbb、口令ccc完全相同。

Oracle 11g版本的加密口令存放在SYS．USER$表中的SPARE4列中，而PASSWORD列中仍保留以前版本加密口令。由于客户端计算加密口令需要用到SALT，在建立连接时，服务器端将SALT明文传送给客户端程序。Oracle 11g中新的口令加密算法中区分大小写；由于加入了随机数SALT，两个不同用户的口令即便完全相同，计算得到的SHA1的散列值也不同；不同DB中相同用户相同口令，SHA1散列值也可能不同。

目前，大多数破解工具的工作方式是得到加密口令后，对每一个可能的口令进行加密计算，比较计算结果而确定是否正确。由此，抵御口令破解可以从三个方面着手：防止加密口令外泄；在加密口令落入黑客手中后，口令也是不可破解的，或尽量增加破解的时间；即便是口令被破解，也是无用的，不能存取数据库。

防止加密口令泄露

1．应用"最少权限"原则，尽量限制可存取加密口令用户的人数

在数据库中检查具有存取SYS.USER$或DBA_USERS权限的用户，并从不需要的用户中收回权限。但是操作并不简单，这也是数据库管理工作的特点。每一厂商的软件中都实现了SQL标准之外的扩充，并且每一版本都有差异。限于篇幅，不可能对所有本文中建议的措施进行详细的解释说明，仅以此处检查权限为例展示DBA工作的复杂性。本文中如未说明，则默认版本为11g。应用于11g以前版本时，请读者确认是否需要修改。

检查权限主要的工具是数据字典视图（也可以直接存取SYS用户的基表，但基表的定义没有公布，官方不提供技术支持）。视图DBA_TAB_PRIVS存放了数据库中数据对象上的授权信息。假定用户A1和A2可以存取SYS．USER$表，检查在SYS用户USER$上有存取权限的用户，可执行如下语句：

SELECT GRANTEE FROM DBA_TAB_PRIVS WHERE TABLE_NAME=‘USER$’；

我们已经知道用户A1和A2，都可以存取SYS.USER$表，但为什么在上面查询结果中没有出现呢？这是因为在Oracle的权限管理中，对一个表的存取权限还可以通过系统权限或角色赋予，而DBA_TAB_PRIVS中仅列出了直接的对象权限的授予信息。对于SYS．USER$表而言，系统权限SELECT ANY DICTIONARY和角色DBA都包含了这一表的存取权限。所以完整列出所有可存取这一表的用户应增加下面两条查询语句的结果：

SELECT GRANTEE FROM DBA_SYS_PRIVS WHERE PRIVILEGE＝‘SELECT ANY DICTIONARY’；
SELECT GRANTEE FROM DBA_ROLE_PRIVS WHERE GRANTED_ROLE＝‘DBA’；

通过上面的查询语句，还是会遗漏某些用户。如果把DBA角色授权给另一角色Admin，然后又将Admin角色授权给另一用户NEWU，则此用户可存取SYS.USER$表，但在上述三个查询中并没有直接列出NEWU的名字（角色Admin会出现在第三个查询语句的结果中）。

显然，Oracle的授权构成了一棵树，完整的信息需要一段PL/SQL程序来完成。（对于11g以前版本，还需要检查对DBA_USERS视图有存取权限的用户和角色。SELECT_CATALOG_ROLE角色如被授权，则可以存取所有数据字典视图，但不能存取SYS的基表。）

2．设定对加密口令存取的审计

如果当前系统中只有SYSDBA可以存取USER$，则一个变通办法是审计SYSDBA的所有操作，其中也包括对USER$的存取。设置初始化参数audit_sys_operations ＝TRUE，重新启动数据库后激活对SYSDBA操作的审计。
审计文件的存放位置为：
11g版本中为：$ORACLE_BASE/admin/SID/ adump／ *．aud
11g以前版本为： $ORACLE_HOME/rdbms/audit/ *．aud。
严格限制和监视SYSDBA用户活动的最好办法是使用Oracle Database Vault组件。

3．在操作系统级限制对数据库数据文件的存取
SYSDBA用户的加密口令存放在$ORACLE_HOME/dbs下的口令文件orapw〈SID〉中。SYS．USER$表同样需要在数据文件中存放，多数为SYSTEM表空间的第一个数据文件中。此外，EXPORT文件、REDOLOG文件以及TRACE文件中都可能出现加密口令。需要严格限制上述文件的存取权限。

4．防止网络窃听

在建立连接时，客户端需要向服务器端传送用户名和口令，并且服务器端与客户端需要相互发送这次会话使用的SESSION KEY。Oracle采用Diffie-Hellman KEY交换算法和自己开发的O3LOGON协议完成上述任务。算法的细节同样已在互联网上被公开。建立连接时上述信息如果被截获，同样可以被用来破解口令。更为严重的是，如果黑客事先已经获得加密口令，结合SESSION KEY的信息，则不需要任何破解，执行简单还原运算就可算出口令明文。

另外，设计SID时不要使用如ORCL、TEST、PROD等常用名字，设定PORT号为远远大于1521的数，都可以增加黑客SID扫描的难度和时间。

5． 删除旧版的加密口令

存放在Oracle 11g数据库中的以前版本的加密口令是口令破解工具的一个突破口。在没有兼容性限制的系统中，可以考虑从系统中删除旧版口令，从而增加破解难度。

具体操作如下：

在SQLNET.ORA中增加一行：SQLNET.ALLOWED_LOGON_VERSION=11（Oracle手册中格式介绍有错误，不能加括号：…＝（11）），指定最低版本。
以SYSDBA登录后，执行以下语句，删除旧版口令。
update sys.user$ set password＝NULL；
delete from user_history$；
commit；

设置修改后，基于OCI的工具如SQLPLUS、10gR1和10gR2版本都可以正常登录，而JDBC type-4 则只有11g版本才允许登录。