如何利用GPU加速握手包破解过程?

背景&初衷

WPA/WPA2协议曾经被认为是保护无线通信安全的坚实壁垒，然而随着时间推移和技术进步，这些协议中的漏洞逐渐被发掘出来，特别是针对四次握手过程中捕获的握手包的攻击日益增多。在这种背景下，密码破解工具如aircrack-ng成为了测试和评估无线网络安全性的常用手段。尽管aircrack-ng凭借其开源性和易用性，在无线安全社区中占据了一席之地，但使用CPU进行密码破解的过程往往耗时较长，尤其是在面对复杂或长度较大的密码时，这极大地限制了其实用性。

近年来，随着硬件技术的发展，尤其是GPU（图形处理单元）计算能力的飞速提升，使得利用GPU进行大规模并行计算成为可能。这一技术革新催生了一系列高性能的密码破解工具，其中hashcat因其强大的GPU加速能力和对多种算法的支持而脱颖而出。相较于传统的仅依赖CPU的aircrack-ng，hashcat能够显著提高密码恢复的速度，有时甚至可以将破解时间从数周缩短至数小时，极大地提高了效率。因此，本文将探讨如何利用GPU加速技术优化握手包的破解流程，以及hashcat在实际应用中的优势和实现方法。

1. 捕获 Wi-Fi 握手包

首先，你需要使用 airodump-ng 捕获 Wi-Fi 握手包。假设你已经完成了这一步，并获得了一个 .cap 文件。

2. 安装 Hashcat 和 hcxtools

你需要确保你的系统中已经安装了 Hashcat 和 hcxtools。以下是在 Linux 系统上的安装步骤：

sudo apt-get update
sudo apt-get install hashcat hcxtools

3. 将握手包转换为 Hashcat 支持的格式

Hashcat 需要特定的文件格式来处理握手包。你需要使用 hcxpcaptool 将 .cap 文件转换为 Hashcat 支持的 .hccapx 文件格式。

hcxpcapngtool -o handshake.hccapx capture.cap

其中：

• capture.cap 是你使用 airodump-ng 捕获的握手包文件。

• handshake.hccapx 是生成的 Hashcat 可用的文件。

4. 开始破解

4.1 制定密码文件破解

Hashcat 使用字典攻击来破解密码。你需要一个包含常用密码的字典文件。例如，你可以使用 RockYou 字典。

现在你可以使用 Hashcat 来破解握手包了。执行以下命令：

hashcat -m 2500 handshake.hccapx rockyou.txt

其中：

• -m 2500 指定了 WPA/WPA2 的破解模式。

• handshake.hccapx 是你生成的握手包文件。

• rockyou.txt 是密码字典。

4.2 掩码攻击

要使用 Hashcat 制定所有 8 位密码组合（包括小写字母、大写字母、数字和特殊字符），你可以使用 掩码攻击 来实现。这种方法比生成一个完整的密码字典更加高效，因为它动态生成密码组合进行尝试，而不是提前生成并存储整个字典。

掩码攻击基础

掩码攻击允许你定义每个字符的位置可以使用的字符集。Hashcat 提供了一些预定义的字符集表示法：

• ?l：小写字母 (a-z)

• ?u：大写字母 (A-Z)

• ?d：数字 (0-9)

• ?s：特殊字符 (!@#$%^&*()_+-=[]{}|;:'",.<>?/~)

• ?a：所有字符的集合（?l?u?d?s）

• ?b：8-bit 字符集（包含所有可能的 ASCII 字符）

生成 8 位所有密码组合

要生成所有由 8 位字符组成的密码组合（包括小写字母、大写字母、数字和特殊字符），你可以使用以下 Hashcat 命令：

hashcat -m <hash_type> -a 3 hashfile ?a?a?a?a?a?a?a?a

命令说明：

• -m <hash_type>：指定你要破解的哈希类型。常见的 Wi-Fi WPA/WPA2 握手包使用 -m 22000（注意使用的是 .hccapx 或 .22000 文件）。

• -a 3：表示掩码攻击（攻击模式 3）。

• hashfile：包含哈希的文件（例如 Wi-Fi 握手包的 .hccapx 文件）。

• ?a?a?a?a?a?a?a?a：表示生成 8 位长度的密码组合，?a 代表所有字符集（小写字母、大写字母、数字和特殊字符）。

示例

假设你有一个 .hccapx 文件并想破解它，你可以执行以下命令：

hashcat -m 22000 -a 3 "F:\wifi-handshakes\44DF65C9313A_202409011029.hccapx" ?a?a?a?a?a?a?a?a

如上图所示核显(Intel UHD Graphics 770)和独显(RTX4090)的负载都达到了100%. 其余Hashcat的参数解释如下:

• Session

  • Session：当前 Hashcat 会话的名称。在这个例子中，默认会话名称是 hashcat。这个名称可以通过命令行参数 --session 指定。

• Status

  • Status：当前破解的状态。在这个例子中，状态是 "Running"，表示 Hashcat 正在进行中。

• Hash.Mode

  • Hash.Mode：哈希算法的模式编号。在这个例子中，22000 是用于破解 WPA-PBKDF2-PMKID+EAPOL（即 Wi-Fi WPA/WPA2）的模式。

• Hash.Target

  • Hash.Target：目标文件，包含要破解的哈希值。在这个例子中，文件名是 44DF65C9313A_202409011029.hccapx。

• Time.Started

  • Time.Started：破解开始的时间。在这个例子中，破解开始于 2024 年 9 月 2 日 13:41:27。

• Time.Estimated

  • Time.Estimated：预计破解完成的时间。这个时间是基于当前速度估算的。在这个例子中，预计完成时间是 2114 年 7 月 18 日（显然这个时间过长，表示当前配置下的破解任务过于庞大，可能需要调整策略）。

• Speed.# (Speed.#1, Speed.#3)*

  • Speed.#1 : 设备1(RTX 4090)上的CUDA核心 的破解计算速度. 其值为2336.1 kH/s

  • Speed.#3: 设备3(Intel UHD Graphics 770) 上的hash计算速度. 其值为23291 H/s

  • Speed.#*: 是所有设备的总破解速度的汇总。也就是说，它代表你系统中所有参与破解的设备的综合速度。

  • kH/s 和 H/s 是速度单位：

    • kH/s：千哈希每秒（表示每秒处理的哈希数量，1 kH/s = 1,000 H/s）。

    • H/s：哈希每秒。

  • (1.67ms) 和 (10.66ms)

    • 这是计算每次哈希所需的时间，以毫秒为单位。它表示设备计算每组哈希所用的平均时间：

      • 对于设备 #1，每组哈希计算的平均时间是 1.67 毫秒。

      • 对于设备 #3，每组哈希计算的平均时间是 10.66 毫秒。

    • 时间越短，设备执行哈希计算的速度就越快。

  • @ Accel:8 Loops:64 Thr:256 Vec:1

    这是每个设备执行任务时的具体配置参数：

    • Accel（加速）：表示工作负载分配的程度。Accel 是将工作划分为更大块的部分，使得 GPU 能够更高效地处理数据。在这个例子中，设备 #1 的加速因子是 8，设备 #3 的加速因子是 64。

    • Loops（循环）：表示在一个计算周期内执行的哈希循环次数。循环次数越多，可能会有更高的吞吐量，但同时也会增加延迟。设备 #1 的循环次数是 64，设备 #3 是 32。

    • Thr（线程）：表示分配给每个计算单元（如 GPU 核心）的线程数量。设备 #1 的线程数是 256，设备 #3 是 16。

    • Vec（矢量宽度）：用于描述 SIMD（Single Instruction, Multiple Data）操作的宽度。Vec:1 表示没有使用 SIMD 矢量化或每次只处理一个数据元素。

• Kernel.Feature

  • Kernel.Feature：当前使用的内核特性。在这个例子中，Pure Kernel 表示 Hashcat 使用了纯内核来进行计算，没有使用优化的自定义内核。

• Guess.Mask

  • Guess.Mask：当前使用的猜测掩码。在这个例子中，掩码是 ?a?a?a?a?a?a?a?a，表示 Hashcat 正在尝试所有由 8 个字符组成的密码组合，其中每个字符可以是字母、数字或特殊字符。

• Guess.Queue

  • Guess.Queue：当前掩码队列中的进度。在这个例子中，只有 1 个掩码，并且已经完成了 100.00% 的进度。

• Recovered

  • Recovered：当前已成功破解的哈希数量。格式是 已破解数量/总哈希数量。在这个例子中，还没有任何哈希被破解 (0/1，即 0.00%)。

• Progress

  • Progress：当前任务的进度。表示已经处理的密码组合数与总密码组合数的比率。在这个例子中，已经尝试了 13,647,446,016 个组合，但总共需要尝试 6,634,204,312,890,625 个组合，因此进度为 0.00%。

• Rejected

  • Rejected：被拒绝的密码数量。一般表示与掩码或哈希模式不匹配的密码。在这个例子中，没有拒绝任何密码 (0/13,647,446,016)。

• Restore.Point

  • Restore.Point：当前的恢复点，表示任务从何处恢复。恢复点是指已经完成的猜测组合的数量，可以在暂停后恢复任务。在这个例子中，恢复点是 138,510,336。

• Restore.Sub.#1 and Restore.Sub.#3

  • Restore.Sub.#1 和 Restore.Sub.#3：每个设备的详细恢复点，包括 Salt（盐）、Amplifier（放大器）和 Iteration（迭代次数）。这些参数与哈希算法的特定实现有关。

• Candidate.Engine

  • Candidate.Engine：密码候选生成的方式。在这个例子中，是通过设备生成器生成的候选密码。

• Candidates.#1 and Candidates.#3

  • Candidates.#1 和 Candidates.#3：表示当前设备正在尝试的具体密码组合。在这个例子中，设备 #1 正在尝试组合 Ew"'INAN -> EF?x'tan，而设备 #3 正在尝试 YN>]RINA -> Yf+yWANA。

• Hardware.Mon.#1 and Hardware.Mon.#3

  • Hardware.Mon.#1 和 Hardware.Mon.#3：表示设备的硬件监控信息，如温度、风扇速度、利用率、核心频率和内存频率。在这个例子中：

    • 设备 #1 的温度为 81°C，风扇速度为 95%，核心频率为 2640 MHz，内存频率为 10251 MHz。

    • 设备 #3 的硬件信息不可用（显示为 N/A）。

5. 优化选项

如果你发现破解速度较慢或有其他问题，可以使用以下优化选项：

• 使用 GPU：确保 Hashcat 能够利用你的 GPU 资源（通常它会自动检测 GPU）。

• 限制 GPU 超时：避免在长时间运行时遇到 GPU 内核超时问题：

  --force

• 限制温度：设置一个温度上限，避免 GPU 过热：

  --gpu-temp-abort=85

• 调整工作负载：通过调节工作负载增加 GPU 计算效率：

  --optimized-kernel-enable

6. 考虑因素

• 性能要求：8 位密码组合可能生成 6.1 万亿个组合（94^8 = 6,095,689,385,410,816），即使使用 GPU 进行加速，也需要相当长的时间来遍历所有密码。

• 硬件：这种攻击方法非常依赖于硬件性能，特别是 GPU 的计算能力。

通过 Hashcat 的掩码攻击，你可以有效地针对所有 8 位的密码组合进行破解，避免生成巨大的字典文件。