0x01 LM Hash加密算法

LM Hash本质是一个DES加密，从Windows Vista和Windows Server 2008开始就禁用了LM Hash。LM Hash明文密码被限定在14位以内，密码超过14位则会停止使用LM Hash。下面介绍一下LM Hash的加密流程，以P@ss1234为例：

1. 将密码转成大写，然后转成十六进制。

P@ss12345->P@SS1234->5040535331323334

2. 十六进制字符不足14字节则用0补齐（14字节包含28位十六进制数字）。

5040535331323334->5040535331323334000000000000

3. 将14字节数据分成两组，每组7字节，将每个字节的数字逐个转化成二进制，然后拼接起来（每个字节包含2位十六进制数字）。

50	40	53	53	31	32	33
01010000	01000000	01010011	01010011	00110001	00110010	00110011

拼接后数据：01010000010000000101001101010011001100010011001000110011

34	00	00	00	00	00	00
00110100	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000

拼接后数据：00110100000000000000000000000000000000000000000000000000

4. 将每组二进制数据按7bit为一组，分为8组，每组末尾加0，然后将每组逐个转成16进制后拼接。

0101000	0010000	0001010	0110101	0011001	1000100	1100100	0110011
01010000	00100000	00010100	01101010	00110010	10001000	11001000	01100110

转化成十六进制：5020146a3288c866

0011010	0000000	0000000	0000000	0000000	0000000	0000000	0000000
0011010	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000	00000000

转化成十六进制：3400000000000000

5. 将上面生成的两组数据分别作为DES加密秘钥对字符串KGS!@#$%加密，然后拼接得到最终的LM Hash。

明文	秘钥	DES加密
KGS!@#$%	5020146a3288c866	896108C0BBF35B5C
KGS!@#$%	3400000000000000	FF17365FAF1FFE89

拼接后得到最终的LM Hash：896108C0BBF35B5CFF17365FAF1FFE89

0x02 NTLM Hash加密算法

为了解决LM Hash加密和身份验证方案中的安全弱点，微软提出了NTLM Hash加密算法。下面介绍一下LM Hash的加密流程，以P@ss1234为例。

1. 将密码转化成ASCII编码，然后逐个编码转成16进制。

字符	P	@	s	s	1	2	3	4
ASCII	80	64	115	115	49	50	51	52
16进制	50	40	73	73	31	32	33	34

拼接后字符：5040737331323334

2. 将ASCII编码的十六进制字逐个转化成Unicode编码(Unicode编码是在每个16进制字节后面加00)。

5040737331323334->50004000730073003100320033003400

3. 对Unicode编码进行MD4加密。

50004000730073003100320033003400-> 74520a4ec2626e3638066146a0d5ceae

0x03 Net-NTLM Hash 加密算法

Net-NTLM有两个版本，两者的区别是Challenge值与加密算法不同。

版本	Challenge值长度	加密算法
Net-NTLM v1 Hash	8字节	DES加密算法
Net-NTLM v2 Hash	16字节	HMAC-MD5加密算法

3.1 Net-NTLM v1 Hash生成步骤

1. 将16字节的NTLM Hash填充到21字节，并平均分成三组，每组7字节。

2. 将这三组数据分别作为3DES的秘钥对Challenge加密，得到三个密文。

3. 将三个密文拼接起来得到NTLM response。

4. 拼接用户名等信息得到最终的Net_NTLM v1 Hash，格式：username::hostname:LM response:NTLM response:challenge

3.2 Net-NTLM v2 Hash生成步骤

1. 将大写的User name和区分大小写的Domain name拼接在一起并转化成ASCII编码，然后逐个ASCII编码转成16进制，最后逐个转化成Unicode编码得到data (Unicode编码是在每个16进制字节后面加00)。

2. 用NTLM Hash作为加密秘钥对data进行HMAC-MD5加密得到NTLM v2 Hash。

3. 构建一个blob，将challenge和blob拼接在一起得到data2，其中blob包含了用户名、域名、随机挑战、时间戳等信息。

4. 使用NTLM v2 Hash作为加密秘钥对data2进行HMAC-MD5加密得到HMAC-MD5。

5. 拼接用户名等信息得到最终的Net_NTLM v2 Hash，格式：username::domain:challenge:HMAC_MD5:blob

0x04 NTLM协议认证

4.1 工作组环境下的NTLM认证

1. 用户输入账号和密码，客户端用密码生成NTLM Hash并缓存。同时向服务端发送NTLMSSP_NEGOTIATE消息请求身份认证（Type 1协商消息）。

2. 服务端收到Type 1后随机生成一个challenge值并缓存，同时向客户端发送包含Challenge的NTLMSSP_CHALLENGE消息（Type 2质询消息）。

3. 客户端收到Type 2后用NTLM Hash对challenge进行加密得到Net-NTLM Hash，将其封装到NTLMSSP_AUTH消息中发往服务端（Type 3认证消息）。

4. 服务端收到Type 3后取出Net-NTLM Hash，用服务端保存的密码生成的NTLM Hash对challenge加密得到服务端的Net-NTLM Hash，将客户端与服务端计算的Net_NTLM Hash对比，相等则认证成功，否则失败，并将验证结果发送给客户端。

4.2 域环境下的NTLM认证

1. 用户输入账号和密码，客户端用密码生成NTLM Hash并缓存。同时向服务端发送NTLMSSP_NEGOTIATE消息请求身份认证（Type 1协商消息）。

2. 服务端收到Type 1后随机生成一个challenge值并缓存，同时向客户端发送包含Challenge的NTLMSSP_CHALLENGE消息（Type 2质询消息）。

3. 客户端收到Type 2后用NTLM Hash对challenge进行加密得到Net-NTLM Hash，将其封装到NTLMSSP_AUTH消息中发往服务端（Type 3认证消息）。

4. 客户端收到Type 3后提取Net-NTLM Hash，通过Netlogon协议与域控服务器简历一个安全通道，将验证消息发送给域控。

5. 域控收到验证消息后取出Net-NTLM Hash和challenge，同时从数据库中找到该用户的NTLM Hash对challenge加密得到Net-NTLM Hash并与客户端的Net-NTLM Hash对比，相等则认证成功，否则失败，并将结果发送给服务端。

6. 服务端收到域控的验证结果后，将验证结果发送给客户端。