一次痛苦的协议攻坚：RDP

前言

这篇主要记录一下在纯Golang语言下兼容各版本RDP协议的过程中碰到的一些坑点，其实在公司内部已经分享过一遍了，但是前前后后有不少人联系我，希望了解更多技术细节，所以最终还是把这篇文章发出来，希望能带来一些思考。

另外如果没有看过前一篇文章的，可以先去看一下，本文只做技术细节探讨，具体实现效果和结论可以点击这里跳转。

言归正传，刚刚拿到任务的时候，我并不觉得这是一件难度很大的事情，因为我知道的，就RDP来说，https://github.com/tomatome/grdp，已经完成了相当多的事情，熟悉我的应该知道kscan就是使用的这个库，而我要做的，只不过是简简单单的做一个兼容性的调优罢了，当然，后来证明这个想法是完全错误的。

我遇到了一些什么问题？

在任务之初，我的主要目标是实现RDP的截图功能，从建立连接到协议走通再到传递图像数据，花费了大量的时间。而最终的暴力破解功能实际上只花费了很小的时间。在开始之前首先是对tomatome/grdp做了一个简单的兼容性测试，结果是意料之内的，在Windows2003、WindowsXP等较低版本的操作系统，以及XRDP等是完全走不通，而Windows2008等较高版本的则会进入NLA阶段，无法截图。Windows7是我唯一测试成功的版本。

所以理所应当的，我从Windows2000这个版本最低的操作系统开始了RDP研究之路。

走通协议真的太费劲了

先放一张官方的协议交互全流程图，单看这个流程图，并不复杂，但实际走通整个协议遇到了相当多的问题，这一段如果没有研究过RDP的话会比较难懂，但是如果你也做类似的事情的话，可以详细阅读，我基本把能踩到的坑都踩完了：

Connection Initiation

Connection Initiation是RDP连接建立的第一次交互，其作用在于协商本次RDP连接的一些基础配置，如：安全协议（Security Protocol）版本，协议标志（Protocol Flags）,这决定着后续交互的数据结构。

• x.224 Connection Confirm PDU

  Server端回应的Confirm包，数据结构不符合预期，手工校准后解决，原因在于较低版本的RDP协议没有Negotiation字段，直接默认为：PROTOCOL_RDP

Secure Settings Exchange

• Client info PDU

  在此阶段花费了相当长的时间（大概两天），问题的现象是，Client端发送【Client info PDU】之后，Server端直接断开连接，也没有任何报错信息，这直接导致丢失了排错方向，开始了漫长的试错：

  1、先是读了一整天RDP的官方文档，这文档是真的难看，一个字节一个字节的对，发现数据结构没有任何问题

  2、然后再抓mstsc.exe的包，发现全特么是加密的，压根没法分析

  3、找到rdesktop，修改一下协议头部，这样发出来的包就变成明文的了，然后再一个字节一个字节的对，眼睛都看花了，终于找到原因，我们发送的【Client info PDU】数据包多了一个【ExtraInfo】字段，这个字段是高版本的RDP协议才会兼容的，去掉这个字段之后进入下一阶段

Licensing

Licensing阶段是整个研究过程中最艰难的，花了差不多四天时间，几近放弃，在tomatome/grdp项目中，关于Licensing的交互是完全错误的（PS：我起初完全没有往这个方面想，因为其他版本的RDP协议能够顺利走通，后来发现那些走通的是因为压根没进入到Licensing交互这个阶段，直接进入下个阶段了）,而且在官方文档【MS-RDPBCGR】中关于Licensing交互的介绍相当至少，后来才知道，关于Licensing交互有一个专门的文档：【MS-RDPELE】，根据这个文档才能最终走通Licensing交互的全部流程

• New License Request

  Clinet端接收到来自Server端的【License Requset】之后，需进行正确回应，其实有两种方式，一种是New License Flow回应【New License Request】，mstsc就是采用的这种方式，另一种是Upgrade License Flow回应【 License Info】，rdesktop采用的是这种方式，其中New License Flow的方式更为简单，所以我采用的也是这种方式。这里主要有两个坑点：

• 根据【MS-RDPELE】文档，补充Licensing阶段交互的数据结构，这是一个细致功夫，由于缺乏明文的可比对的对象（rdesktop由于采用的是Upgrade License Flow方式，所以不具备参考性），我只能根据文档逐字节比对。而且更为蛋疼的是，一言不合Server段就重置连接，真的很让人崩溃。

• 【New License Request】中大致包含几个数据：clientRandom、encryptedPreMasterSecret、ClientUserName、ClientMachineName，其中clientRandom是一段由客户端随机生成的32位字符，ClientUserName、ClientMachineName则是客户端的一些信息，而encryptedPreMasterSecret则是由【License Requset】中的ServerCertificate（证书）、serverRandom等经过复杂算法（SHA1、MD5、RSA）生成的一段哈希值。没有从【License Requset】中提取ServerCertificate数据，这两个问题导致生成的encryptedPreMasterSecret不对，修正之后进入下一阶段。

• Platform Challenge Response

  这个阶段是Server段接收到New License Request，使用clientRandom生成【Platform Challenge】，给Client段进行校验，确认双方的License协商无误。

• 对【Platform Challenge】中EncryptedPlatformChallenge进行解密，正确的值应该为："T\x00E\x00S\x00T\x00\x00\x00"，但是实际并不是，这里又进入了漫长的排查，最终发现是在【New License Request】阶段回应的encryptedPreMasterSecret值不对，生成encryptedPreMasterSecret的RSA算法有问题，导致【Platform Challenge】中EncryptedPlatformChallenge无法正确加密，Client端自然也无法正常解密了，修正RSA算法算法后进入下一阶段。

Capabilities Exchange

 Capabilities Exchange是用来给Server端与Client端协商功能配置的，比如：Bitmap的缓存大小、色彩位数、输入标识、字体格式等

• Confirm Active PDU

  在此阶段同样困扰了我非常多的时间，因为【Capabilities Exchange】交互的数据量非常之大，我不得不把rdesktop阶段的交互流程通读了一遍，然后把rdesktop的协商数据照搬到我的代码里面来，然后逐一比对发送出去的数据，最终发现，即便我发送一模一样的数据，Server端依然还是高冷的重置连接。这让我非常费解，其实在这个地方我已经开始怀疑是加密环节的问题了。

  最终解决问题是因为我找到了另一个项目：citronneur/rdpy，这是一个使用python编写的RDP协议库，tomatome/grdp的绝大部分代码都是从rdp改过来的。通过阅读rdpy的代码我发现，在【New License Request】阶段，grdp会将生成的macSalt覆盖到macKey，而在rdpy中生成的macSalt则是使用一个单独的参数来保存。macKey的作用是用来给加密数据做数据签名的，这导致后续所有发送的加密数据Server段都无法正常解密，自然会出现问题，新增一个独立的参数用来保存macSalt解决此问题。

到这里终于走通了低版本RDP协议的协商全流程，看到Bitmap数据传过来的时候眼泪都要流出来了😭，翻越了这几座高山之后，让我误以为后面会是一片坦途，但事实证明我又错了

想截一张好图没这么简单

黑边问题

走通协议之后，遇到的第一个问题就是最终的图片会有黑边，这看上去无伤大雅，但却很影响观感，就像是一碗很美味的汤里面吃着吃着发现一只苍蝇：

起初我以为是Bitmap解压缩的问题，但是经过测试，直接使用rdesktop的bitmap解压缩代码，依然会存在这个问题，然后又是漫长的逐包分析，我以为是在RDP协议走通后，某些PDU事件我没有响应导致的，于是花了很长时间读rdesktop的代码，把每个每个事件的用途弄明白，比如：Point、Order等，最终发现在2000这个目标上，所有的事件都不影响图像显示，至此陷入僵局。

为了解决这个问题，想了一个不算办法的办法，经过分析这些存在黑边的图像宽度都是4px，那我能不能把宽度为4px都改成透明呢？事实当然是可以的

到这一步只要不放大来看，基本上是发现不了端倪了，但是我用脚指头想也知道这不是完美解，果然，在大批量测试的时候发现某些场景下，还有很多宽度为4px的数据被误杀了，所以只能老老实实的继续看rdesktop的代码，这一次终于让我找到了原因：

 //根据bitmap数据定位到这个函数，其作用是把图像数据，从坐标left，top开始，绘制偏移cx、cy结束
 //图像的宽度和高度是width，height
 ui_paint_bitmap(left, top, cx, cy, width, height, bmpdata);
 //实际上光left, top, cx, cy四个参数就已经可以定位图片了，为什么还要再有width, height呢？
 
 
 //找到了cx、cy的定义
 cx = right - left + 1;
 cy = bottom - top + 1;

这里就是问题所在，我们在解析bitmap数据时，生成好图片之后，会直接按照width和height把图像贴到背景图像上，但是，图像真正的宽度和高度是cx和cy，在绝大部分情况下witdth、height是等于cx和cy的，但是就是在存在黑边的那几帧数据里面，差了3px，而3px正好是黑边的宽度！！！

去除黑边之后，效果就非常完美了

色彩失真问题

在能够完成基本的截图之后，我便开始了大批量的测试，从FOFA中提取海量的RDP服务器，不停的截图，果然不出所料，截了很多奇形怪状的图片：

这个就真的是Bitmap解压缩的问题了，因为我替换成rdestop的C代码来进行Bitmap解压缩之后，这些问题都解决了，然后只能逐行查找rdesktop和grdp在Bitmap解压缩这块代码的差异，这是一个非常痛苦的过程，首先rdesktop是使用C写的，不论是数据结构还是代码逻辑跟Go有着很大的差异，眼睛都看花了，才找到这两个Bug：

• 解压缩后的Bitmap数据流每两个字节被颠倒了，所以导致色彩失真

• 前作者在做数据处理时，写错了一位数据

截图的时机

进行大批量测试之后，除了色彩存在问题以外，还有一部分是由于截图时机把握不对，导致图像信息丢失的，比如这种：

或者这种：

起初以为是截图的条件设置有问题，现有的截图条件是”连续5s中没有接收到Bitmap数据“，但是我不能直白的把这个等待时间调的太长，因为这样势必会导致所有的截图时间拉长，而且经过测试，在某些场景直接拉长这个时间并不能改善这个问题，Bitmap的数据包间隔时间越来越长，然后被Server端主动断开连接。后来发现这是因为Server端长时间没有收到Client端的数据，判断Client端失活，所以断开连接。

为此我做了两个调整，算是把这个问题优化到可承受范围内：

• 把5s这个时间从静态值改成动态值，固定加上两个Bitmap数据数据包的间隔时间，这样在网络条件差的情况下，就会自动把等待时间调长，而不会影响其他的截图任务的运行时长

• 在每接收到一个Bitmap数据包的时候，给Server端发送一次鼠标随机移动事件，这样就可以避免Server端认为Client端失活的问题

做爆破总不会这么难了吧？

NLA Security

爆破确实没这么难了，能够很方便进行爆破的安全协议主要有两种：PROTOCOL_HYBRID、PROTOCOL_HYBRID_EX，这两种安全协议都是能够进行NLA的，但是由于tomatome/grdp这个项目，对于PROTOCOL_HYBRID_EX后续的PDU交互并不支持，所以如果Server段最终选择PROTOCOL_HYBRID_EX协议的时候，是直接跳过的：

   if x.selectedProtocol == PROTOCOL_HYBRID_EX {
     glog.Error("NODE_RDP_PROTOCOL_HYBRID_EX_NOT_SUPPORTED")
     return
   }

但是对于爆破角度来说，我们只需要走完NLA阶段即可，所以只要略微调整，便可以新增对于PROTOCOL_HYBRID_EX协议的支持

   if x.selectedProtocol == PROTOCOL_HYBRID_EX {
     glog.Info("*** NLA Security selected ***")
     err := x.transport.(*tpkt.TPKT).StartNLA()
     if err != nil {
       x.transport.Emit("NLAAuth", err)
       glog.Error("start NLA failed:", err)
       return
     }
     x.Emit("connect", uint32(x.selectedProtocol))
     return
   }

INFO_AUTOLOGON

如果不能进行NLA的话，这里主要指：PROTOCOL_RDP、PROTOCOL_SSL，想要对这两种安全协议做暴力破解就比较麻烦了，非常依赖Server端对INFO_AUTOLOGON标识的支持，客户端可以在【Client info PDU】阶段发送这个标识，表明希望进行自动登录的意愿，但是不同版本的RDP服务端对于INFO_AUTOLOGON标识的处理逻辑是不同的，比如：

• Windows2000 只能自动输入用户名，无法自动输入密码

• XRDP、WindowsXP、Windows2003，可以自动输入用户名和密码，并直接进入桌面

但是能够自动输入用户名和密码只是第一步，在进入桌面之后，我们需要一个标识符来判断是否登录成功了，最终只在WindowsXP、Windows2003等版本的RDP服务端找到SAVE_SESSION_INFO事件来作为登录成功的标识，而Windows2000和XRDP只能放弃了。其实Windows2000通过模拟键盘输入的方式能够成功进入桌面，但是Windows2000和XRDP都不会发送SAVE_SESSION_INFO事件，也没有其他登录成功的标识，所以依然没有办法实现。

总结一下

RDP这个事情，前前后后花了快有一个月时间，最终能够做到这个效果其实也有点出乎我自己的意料，总结了几点，希望以后各位同学在做类似的攻坚任务时能够得到一点启发：

• 坚持不放弃非常重要，路虽远行则将至，事虽难做则必成，在没有完成的时候总觉得离完成还有很远，但是当完成之后回头再看，其实就是一层窗户纸，捅破了也就完成了；

• 
  

• 如果有其他工具、代码做了类似的事情，弄懂它，这是最快的捷径；

• 一定要保持质疑，如果有人在你前面做了一些事情，或者有人直接给了你一个答案，甚至是官方文档，他们都不一定是对的，只有经过验证的才是可信的；

• 充分的测试非常有必要，整个项目的雏形实际上在一周左右的时候已经完成了，剩余的时间是在修补批量测试之后Bug，只有经得住大数量级考验的项目才是能打的项目，做事只做一半没有任何意义。

参考

文中相关技术细节若存在错误或疏漏，欢迎补充指正。

• 技术分享｜死磕RDP协议，从截图和爆破说起
  

• MS-RDPBCGR

• MS-RDPELE

• 像fofa一样解析RDP信息，RDP提取操作系统，RDP登录截屏

• 网络空间测绘技术之：协议识别（RDP篇）

• tomatome/grdp

• citronneur/rdpy

• rdesktop/rdesktop