CSRF漏洞的挖掘与利用、攻击与防御

简介: 一、CSRF漏洞的挖掘与利用0x01 CSRF的攻击原理CSRF 百度上的意思是跨站请求伪造,其实最简单的理解我们可以这么讲,假如一个微博关注用户的一个功能,存在CSRF漏洞,那么此时黑客只需要伪造一个页面让受害者间接或者直接触发,然后这个恶意页面就可以使用受害者的微博权限去关注其他的人微博账户。

一、CSRF漏洞的挖掘与利用

0x01 CSRF的攻击原理

CSRF 百度上的意思是跨站请求伪造,其实最简单的理解我们可以这么讲,假如一个微博关注用户的一个功能,存在CSRF漏洞,那么此时黑客只需要伪造一个页面让受害者间接或者直接触发,然后这个恶意页面就可以使用受害者的微博权限去关注其他的人微博账户。CSRF只要被批量化利用起来其危害还是比较大的。

举个例子,比如笔者在新浪首页执行了一次搜索请求。

img_5f944ef2c394555bf9f874e614625129.png

可以看到这里有个Referer的信息,Referer也就是请求来源地址,也就是说这个请求是从http://www.sina.com.cn这里发起的。然后去掉Referer,去执行这个请求,发现这个请求仍然可以进行正常的搜索,那么就说明这个请求没有判断请求来源也就是Referer,在请求头部也没有发现存在token的迹象,那么笔者可以判断此处存在CSRF,这个CSRF是没有任何危害的,但是换成其他请求呢?比如加关注,修改资料或者其他敏感操作呢?


0x02 CSRF漏洞成因及分类

1)第一种

请求直接是个GET请求,然后请求中没有token验证参数,然后还有一个固定的变量可以被控制。这种是比较常见的一种CSRF漏洞。这种漏洞的检测方法很简单:网页操作某功能,抓包后,如果发现满足上面条件,然后再去页面测试下,基本就可以确定存在不存在CSRF漏洞了。

实例

某微博站曾存在的一个漏洞,关注用户微博的请求如下(其中key的值是每一个用户独有唯一的):

http://***.****.com/reflow/follow?resType=json&isAjax=1&key=226216966

笔者根据上面的测试方法进行测试发现无token,但是对referer做了校验,但是csrf的情况还是存在的,因为被攻击者的referer往往是和CSRF漏洞的GET请求是同域的,所以除非验证的相当的严格,一般情况下的验证是无效的,此类的站点输入微博类的站点,用户可以随随便便在上面发送微博,微博中可以带上该链接,只要受害者点击即可关注黑客的微博了。


2)第二种

请求是个POST请求,post请求中没有token参数,然后请求也没有验证referer信息。这种是存在CSRF情况最多的一种。这种漏洞的检测方法也很简单:网页操作某功能,抓包后,如果发现没有token等参数,然后就将referer信息设置为空,再次发包请求,如果请求成功了,就说明这里有CSRF漏洞。

如果有token等参数,可以尝试将token去掉,然后再将referer也去掉,进行验证。这种CSRF漏洞的利用,是需要在自己服务器构造一个form表单的,然后将服务器form表单的URL作为CSRF攻击进行利用的,或者用js代码生成form表单,或者用ajax实现。

实例

某微博主页刷粉丝,利用poc如下:

img_e8da638daa5ec10bd861e1dff3fee42e.png

3)第三种

请求是POST,post请求中没有token参数,但是验证了referer信息。然而可以将post请求改写为get请求,然后通过第一种情况下的那个方法利用。这种的检测方法,就是先执行了第二种的验证后,发现有对CSRF进行防御。然后将post请求改写为GET请求,发现仍然可以成功执行。漏洞成因是因为服务器端接收请求参数的时候,没有严格的用$_POST 而是用的类似于 $_REQUEST这种post,get请求的参数都可以接收的写法。

二、CSRF漏洞的攻击与防御

 CSRF概念:CSRF跨站点请求伪造(Cross—Site Request Forgery),跟XSS攻击一样,存在巨大的危害性,你可以这样来理解:

       攻击者盗用了你的身份,以你的名义发送恶意请求,对服务器来说这个请求是完全合法的,但是却完成了攻击者所期望的一个操作,比如以你的名义发送邮件、发消息,盗取你的账号,添加系统管理员,甚至于购买商品、虚拟货币转账等。 如下:其中Web A为存在CSRF漏洞的网站,Web B为攻击者构建的恶意网站,User C为Web A网站的合法用户。

    CSRF攻击攻击原理及过程如下:

       1. 用户C打开浏览器,访问受信任网站A,输入用户名和密码请求登录网站A;

       2.在用户信息通过验证后,网站A产生Cookie信息并返回给浏览器,此时用户登录网站A成功,可以正常发送请求到网站A;

       3. 用户未退出网站A之前,在同一浏览器中,打开一个TAB页访问网站B;

       4. 网站B接收到用户请求后,返回一些攻击性代码,并发出一个请求要求访问第三方站点A;

       5. 浏览器在接收到这些攻击性代码后,根据网站B的请求,在用户不知情的情况下携带Cookie信息,向网站A发出请求。网站A并不知道该请求其实是由B发起的,所以会根据用户C的Cookie信息以C的权限处理该请求,导致来自网站B的恶意代码被执行。 

 CSRF攻击实例

受害者 Bob 在银行有一笔存款,通过对银行的网站发送请求 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=bob2 可以使 Bob 把 1000000 的存款转到 bob2 的账号下。通常情况下,该请求发送到网站后,服务器会先验证该请求是否来自一个合法的 session,并且该 session 的用户 Bob 已经成功登陆。

        黑客 Mallory 自己在该银行也有账户,他知道上文中的 URL 可以把钱进行转帐操作。Mallory 可以自己发送一个请求给银行:http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory。但是这个请求来自 Mallory 而非 Bob,他不能通过安全认证,因此该请求不会起作用。

        这时,Mallory 想到使用 CSRF 的攻击方式,他先自己做一个网站,在网站中放入如下代码: src=”http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory ”,并且通过广告等诱使 Bob 来访问他的网站。当 Bob 访问该网站时,上述 url 就会从 Bob 的浏览器发向银行,而这个请求会附带 Bob 浏览器中的 cookie 一起发向银行服务器。大多数情况下,该请求会失败,因为他要求 Bob 的认证信息。但是,如果 Bob 当时恰巧刚访问他的银行后不久,他的浏览器与银行网站之间的 session 尚未过期,浏览器的 cookie 之中含有 Bob 的认证信息。这时,悲剧发生了,这个 url 请求就会得到响应,钱将从 Bob 的账号转移到 Mallory 的账号,而 Bob 当时毫不知情。等以后 Bob 发现账户钱少了,即使他去银行查询日志,他也只能发现确实有一个来自于他本人的合法请求转移了资金,没有任何被攻击的痕迹。而 Mallory 则可以拿到钱后逍遥法外。 

       CSRF漏洞检测:

检测CSRF漏洞是一项比较繁琐的工作,最简单的方法就是抓取一个正常请求的数据包,去掉Referer字段后再重新提交,如果该提交还有效,那么基本上可以确定存在CSRF漏洞。

       随着对CSRF漏洞研究的不断深入,不断涌现出一些专门针对CSRF漏洞进行检测的工具,如CSRFTester,CSRF Request Builder等。

       以CSRFTester工具为例,CSRF漏洞检测工具的测试原理如下:使用CSRFTester进行测试时,首先需要抓取我们在浏览器中访问过的所有链接以及所有的表单等信息,然后通过在CSRFTester中修改相应的表单等信息,重新提交,这相当于一次伪造客户端请求。如果修改后的测试请求成功被网站服务器接受,则说明存在CSRF漏洞,当然此款工具也可以被用来进行CSRF攻击。

        防御CSRF攻击:

       目前防御 CSRF 攻击主要有三种策略:验证 HTTP Referer 字段;在请求地址中添加 token 并验证;在 HTTP 头中自定义属性并验证。

      (1)验证 HTTP Referer 字段

        根据 HTTP 协议,在 HTTP 头中有一个字段叫 Referer,它记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下,访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站,比如需要访问 http://bank.example/withdraw?account=bob&amount=1000000&for=Mallory,用户必须先登陆 bank.example,然后通过点击页面上的按钮来触发转账事件。这时,该转帐请求的 Referer 值就会是转账按钮所在的页面的 URL,通常是以 bank.example 域名开头的地址。而如果黑客要对银行网站实施 CSRF 攻击,他只能在他自己的网站构造请求,当用户通过黑客的网站发送请求到银行时,该请求的 Referer 是指向黑客自己的网站。因此,要防御 CSRF 攻击,银行网站只需要对于每一个转账请求验证其 Referer 值,如果是以 bank.example 开头的域名,则说明该请求是来自银行网站自己的请求,是合法的。如果 Referer 是其他网站的话,则有可能是黑客的 CSRF 攻击,拒绝该请求。

        这种方法的显而易见的好处就是简单易行,网站的普通开发人员不需要操心 CSRF 的漏洞,只需要在最后给所有安全敏感的请求统一增加一个拦截器来检查 Referer 的值就可以。特别是对于当前现有的系统,不需要改变当前系统的任何已有代码和逻辑,没有风险,非常便捷。

        然而,这种方法并非万无一失。Referer 的值是由浏览器提供的,虽然 HTTP 协议上有明确的要求,但是每个浏览器对于 Referer 的具体实现可能有差别,并不能保证浏览器自身没有安全漏洞。使用验证 Referer 值的方法,就是把安全性都依赖于第三方(即浏览器)来保障,从理论上来讲,这样并不安全。事实上,对于某些浏览器,比如 IE6 或 FF2,目前已经有一些方法可以篡改 Referer 值。如果 bank.example 网站支持 IE6 浏览器,黑客完全可以把用户浏览器的 Referer 值设为以 bank.example 域名开头的地址,这样就可以通过验证,从而进行 CSRF 攻击。

即便是使用最新的浏览器,黑客无法篡改 Referer 值,这种方法仍然有问题。因为 Referer 值会记录下用户的访问来源,有些用户认为这样会侵犯到他们自己的隐私权,特别是有些组织担心 Referer 值会把组织内网中的某些信息泄露到外网中。因此,用户自己可以设置浏览器使其在发送请求时不再提供 Referer。当他们正常访问银行网站时,网站会因为请求没有 Referer 值而认为是 CSRF 攻击,拒绝合法用户的访问。

       (2)在请求地址中添加 token 并验证

         CSRF 攻击之所以能够成功,是因为黑客可以完全伪造用户的请求,该请求中所有的用户验证信息都是存在于 cookie 中,因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的 cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF,关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息,并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token,并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token,如果请求中没有 token 或者 token 内容不正确,则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。

        这种方法要比检查 Referer 要安全一些,token 可以在用户登陆后产生并放于 session 之中,然后在每次请求时把 token 从 session 中拿出,与请求中的 token 进行比对,但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。对于 GET 请求,token 将附在请求地址之后,这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。 而对于 POST 请求来说,要在 form 的最后加上 ,这样就把 token 以参数的形式加入请求了。但是,在一个网站中,可以接受请求的地方非常多,要对于每一个请求都加上 token 是很麻烦的,并且很容易漏掉,通常使用的方法就是在每次页面加载时,使用 javascript 遍历整个 dom 树,对于 dom 中所有的 a 和 form 标签后加入 token。这样可以解决大部分的请求,但是对于在页面加载之后动态生成的 html 代码,这种方法就没有作用,还需要程序员在编码时手动添加 token。

         该方法还有一个缺点是难以保证 token 本身的安全。特别是在一些论坛之类支持用户自己发表内容的网站,黑客可以在上面发布自己个人网站的地址。由于系统也会在这个地址后面加上 token,黑客可以在自己的网站上得到这个 token,并马上就可以发动 CSRF 攻击。为了避免这一点,系统可以在添加 token 的时候增加一个判断,如果这个链接是链到自己本站的,就在后面添加 token,如果是通向外网则不加。不过,即使这个 csrftoken 不以参数的形式附加在请求之中,黑客的网站也同样可以通过 Referer 来得到这个 token 值以发动 CSRF 攻击。这也是一些用户喜欢手动关闭浏览器 Referer 功能的原因。

      (3)在 HTTP 头中自定义属性并验证

        这种方法也是使用 token 并进行验证,和上一种方法不同的是,这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中,而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类,可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性,并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便,同时,通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏,也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。

        然而这种方法的局限性非常大。XMLHttpRequest 请求通常用于 Ajax 方法中对于页面局部的异步刷新,并非所有的请求都适合用这个类来发起,而且通过该类请求得到的页面不能被浏览器所记录下,从而进行前进,后退,刷新,收藏等操作,给用户带来不便。另外,对于没有进行 CSRF 防护的遗留系统来说,要采用这种方法来进行防护,要把所有请求都改为 XMLHttpRequest 请求,这样几乎是要重写整个网站,这代价无疑是不能接受的。

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