The Complete Investigation of Encoding and Security #appsecapac2014

エンコーディングとセキュリティ徹底調査 Masato Kinugawa -‐
XSS Allstars from Japan -‐

⾃自⼰己紹介 ! 脆弱性発⾒見見者(フリー)

調べた経緯 ! エンコーディングに関わるセキュリティ問題が頻繁に発⾒見見されている ! ⽇日本でははせがわようすけ⽒氏による研究が有名 ! が、網羅羅的に調査したという報告はきいたことがない
! ⼿手法は少しずつでてくるが…他は安全？　➡がっつり全部⾃自分で⾒見見てみよう！

収穫の⼀一部 ! Chrome/Safari ! (CVE-‐2011-‐3058) Bad interac>on possibly leading to
XSS in EUC-‐JP ! Firefox ! (CVE-‐2012-‐0477) Poten>al XSS through ISO-‐2022-‐KR/ISO-‐2022-‐CN decoding issues ! (CVE-‐2012-‐4207) Improper character decoding in HZ-‐GB-‐2312 charset ! (CVE-‐2013-‐5612) Character encoding cross-‐origin XSS aWack ! IE ! (CVE-‐2012-‐1872) EUC-‐JP Character Encoding Vulnerability ! (CVE-‐2013-‐0015)(CVE-‐2013-‐3166) ShiY JIS Character Encoding Vulnerability ! Opera(Presto) ! (CVEなし) Some invalid EUC-‐TW sequences causes read outside of allocated memory

　エンコーディングを使った　　　　　　攻撃おさらい ! ページ構造が期待しない形になり XSSが起こる ! <script src=hWp://vic>m charset=***></script>な
どで中⾝身を読み出す ! ポイントは普段使われないエンコーディングも攻撃者側で指定できること ! 変わりものがサポートされていると中⾝身を有効に読み出せる形になるかもしれない

開発者がすべきこと Content-‐Type: text/html; charset=*** HTTP Response Headerでの指定を推奨

やったこと 1. 各ブラウザのエンコーディングのサポート状況を調査 2. サポートされているエンコーディングをブラウザに表⽰示させ様々なテスト
3. テスト結果を踏まえ攻撃に利利⽤用できないか検討

サポート状況の調査 ! かき集めたエンコーディング名っぽい⽂文字列列をブラウザが識識別するか⾒見見る UTF-‐8 UTF8 unicode-‐1-‐1-‐ue-‐8
UTF-‐9 … (2500個以上のエンコーディングっぽい⽂文字列列) 調査⽅方法の詳細は: hWp://masatokinugawa.l0.cm/2013/03/browser-‐support-‐encodings-‐list.html 正式名識識別不不可エイリアス (正式名を指す別名) 分類

結果 ! 多数の普段使わないエンコーディングがサポートされていた正式名とエイリアスの⼀一覧 hWp://l0.cm/encodings/list/ ブラウザごとのサポートの⼀一覧
hWp://l0.cm/encodings/table/ 注： l0 = L Zero

! Big5 ! Big5-‐HKSCS ! BOCU-‐1 ! CESU-‐8 ! EUC-‐JP
! EUC-‐KR ! GB18030 ! GBK ! HZ-‐GB-‐2312 ! IBM864 ! ISO-‐2022-‐CN ! iso-‐2022-‐CN-‐EXT ! ISO-‐2022-‐JP ! ISO-‐2022-‐KR ! ISO-‐8859-‐1 ! ISO-‐8859-‐10 ! ISO-‐8859-‐13 ! ISO-‐8859-‐14 ! ISO-‐8859-‐15 ! ISO-‐8859-‐16 ! ISO-‐8859-‐2 ! ISO-‐8859-‐3 ! ISO-‐8859-‐4 ! ISO-‐8859-‐5 ! ISO-‐8859-‐6 ! ISO-‐8859-‐7 ! ISO-‐8859-‐8 ! ISO-‐8859-‐8-‐I ! KOI8-‐R ! KOI8-‐U ! macintosh ! SCSU ! ShiY_JIS ! US-‐ASCII ! UTF-‐16BE ! UTF-‐16LE ! UTF-‐32 ! UTF-‐32BE ! UTF-‐32LE ! UTF-‐8 ! Windows-‐1250 ! Windows-‐1251 ! Windows-‐1252 ! Windows-‐1253 ! Windows-‐1254 ! Windows-‐1255 ! Windows-‐1256 ! Windows-‐1257 ! Windows-‐1258 ! Windows-‐874 ! x-‐mac-‐cyrillic ! x-‐user-‐deﬁned Chromeの例例(計52個)

IEの例例(計139個!) ! _autodetect_kr ! asmo-‐708 ! Big5 ! cp1025
! cp866 ! cp875 ! csiso2022jp ! DOS-‐720 ! DOS-‐862 ! EUC-‐CN ! EUC-‐JP ! EUC-‐KR ! GB18030 ! GB2312 ! HZ-‐GB-‐2312 ! IBM00858 ! IBM00924 ! IBM01047 ! IBM01140 ! IBM01141 ! IBM01142 ! IBM01143 ! IBM01144 ! IBM01145 ! IBM01146 ! IBM01147 ! IBM01148 ! IBM01149 ! IBM037 ! IBM1026 ! IBM273 ! IBM277 ! IBM278 ! IBM280 ! IBM284 ! IBM285 ! IBM290 ! IBM297 ! IBM420 ! IBM423 ! IBM424 ! IBM437 ! IBM500 ! IBM737 ! IBM775 ! IBM850 ! IBM852 ! IBM855 ! IBM857 ! IBM860 ! IBM861 ! IBM863 ! IBM864 ! IBM865 ! IBM869 ! IBM870 ! IBM871 ! IBM880 ! IBM905 ! IBM-‐thai ! ISO-‐2022-‐JP ! ISO-‐2022-‐KR ! ISO-‐8859-‐1 ! ISO-‐8859-‐13 ! ISO-‐8859-‐15 ! ISO-‐8859-‐2 ! ISO-‐8859-‐3 ! ISO-‐8859-‐4 ! ISO-‐8859-‐5 ! ISO-‐8859-‐6 ! ISO-‐8859-‐7 ! ISO-‐8859-‐8 ! ISO-‐8859-‐8-‐I ! ISO-‐8859-‐9 ! Johab ! KOI8-‐R ! KOI8-‐U ! ks_c_5601-‐1987 ! macintosh ! ShiY_JIS ! Unicode ! UnicodeFEFF ! US-‐ASCII ! UTF-‐7 ! UTF-‐8 ! Windows-‐1250 ! Windows-‐1251 ! Windows-‐1252 ! Windows-‐1253 ! Windows-‐1254 ! Windows-‐1255 ! Windows-‐1256 ! Windows-‐1257 ! Windows-‐1258 ! Windows-‐874 ! x-‐chinese-‐cns ! x-‐chinese-‐eten ! x-‐cp20001 ! x-‐cp20003 ! x-‐cp20004 ! x-‐cp20005 ! x-‐cp20261 ! x-‐cp20269 ! x-‐cp20936 ! x-‐cp20949 ! x-‐cp21027 ! x-‐cp50227 ! x-‐cp50229 ! x-‐ebcdic-‐koreanextended ! x-‐ia5 ! x-‐ia5-‐german ! x-‐ia5-‐norwegian ! x-‐ia5-‐swedish ! x-‐iscii-‐as ! x-‐iscii-‐be ! x-‐iscii-‐de ! x-‐iscii-‐gu ! x-‐iscii-‐ka ! x-‐iscii-‐ma ! x-‐iscii-‐or ! x-‐iscii-‐pa ! x-‐iscii-‐ta ! x-‐iscii-‐te ! x-‐mac-‐arabic ! x-‐mac-‐ce ! x-‐mac-‐chinesesimp ! x-‐mac-‐chinesetrad ! x-‐mac-‐croa>an ! x-‐mac-‐cyrillic ! x-‐mac-‐greek ! x-‐mac-‐hebrew ! x-‐mac-‐icelandic ! x-‐mac-‐japanese ! x-‐mac-‐korean ! x-‐mac-‐romanian ! x-‐mac-‐thai ! x-‐mac-‐turkish ! x-‐mac-‐ukrainian ! x-‐user-‐deﬁned

余談 ! ⼀一通りみてもやはりUTF-‐7が凶悪 ! ⼀一般にエスケープの必要がない⽂文字列列だけであらゆる⽂文字を表現できる ! エンコーディング絡みのバグがあった際に真っ先に使える ! サポートしているのは現在IEのみ
! IE11でもまだサポート… (MicrosoYいわく12では削除を検討中とのこと) ! IEはUTF-‐7が圧倒的に危険なため他の考えられる⼿手法を脆弱性と呼ぶ段階にない… +ADwAcwBjAHIAaQBwAHQAPgBhAGwAZQB yAHQAKAAxACkAPAAvAHMAYwByAGkAcAB0 AD4-‐

テストを実施 ! 過去に問題になった挙動を参考にテストを作成 ! {TEST1} 特定バイトが特別な⽂文字を作る [0xBC]script[0xBE]
➡ <script> ! {TEST2} 特定バイトが後続の⽂文字を破壊する <p id="abc[0xE0]"> ➡ <p id="abc[U+FFFD]> ! {TEST3} 特定バイトが無視される <scri[0x80]pt> ➡ <script>

テストの⼤大まかな⽅方法 ! char_fuzzと呼んでいるテスト PerlでベースのHTMLを作って各エンコーディング・各ブラウザでランダムにバイト列列を表⽰示
表⽰示された状態をJavaScriptで確認 ( 異異常が無ければ　リロードして繰返す )

TEST-‐1 特殊⽂文字の検出「"&'<>\」(0x22 0x26 0x27 0x3C 0x3E 0x5C)を除いたバイト列列をランダムに
表⽰示する特殊⽂文字の有無を確認あれば別のバイトから特殊⽂文字が現れたと判断

TEST-‐1 結果の⼀一部ブラウザ charset バイト出現⽂文字
Chrome/Safari （CVE-‐2011-‐3058） EUC-‐JP 0x8EE3 \ Safari (OS X) x-‐mac-‐korean 0xA179 < と U+F877 0xA178 > と U+F877 x-‐mac-‐chinesetrad 0x80 \ と U+F87F x-‐mac-‐japanese 0x80 \ と U+F87F IE (CVE-‐2012-‐1872) EUC-‐JP 0x8FEBBD U+4E57 と \

TEST-‐2 後続の⽂文字を潰すバイト値の検出バイト列列をランダムに表⽰示するその直後に<tag>を配置しておく <tag>の有無を確認
なければ直前のバイト列列に破壊されたと判断 [バイト列列]<tag>

TEST-‐2 結果の⼀一部ブラウザ charset 潰すバイト潰すバイト数
Firefox (CVE-‐2012-‐0471) EUC-‐JP 0x8F 2 HZ-‐GB-‐2312 0x7E or [0x80-‐0xFF] 1 GB2312 [0x81-‐0xFE][0x30-‐0x39] 2 GBK GB18030 T.61-‐8bit [0xC0-‐0xCF] 1

TEST-‐3 無視されるバイト値の検出 <img>要素の途中にバイト列列をはさむ <img>要素の有無を確認存在すれば挟んだバイト列列を無視したと判断
<im[0x90][0x80]g src=x> <im[0x90][0x81]g src=x> <im[0x90][0x82]g src=x> ……

TEST-‐3 結果の⼀一部ブラウザ charset 無視されるバイト Chrome/Safari
HZ-‐GB-‐2312 ~} or ~[0x0A] Firefox ISO-‐2022-‐JP 0x1B284A IE X-‐ISCII-‐AS [0xEF][0x40-‐0x4B] X-‐ISCII-‐DE X-‐ISCII-‐BE X-‐ISCII-‐KA X-‐ISCII-‐GU X-‐ISCII-‐PA X-‐ISCII-‐MA X-‐ISCII-‐TA X-‐ISCII-‐OR X-‐ISCII-‐TE

すべてのテスト結果 hWp://l0.cm/encodings/

更更なる攻撃への応⽤用 ! ブラウザのAn>-‐XSS機能のBypass ! エンコーディング切切替えのSelf-‐XSS

An;-‐XSS機能の Bypass ! (Chrome) エンコーディング指定がないページで回避できた！ ! (IE) <meta hWp-‐equiv>でエンコーディ
ング指定があっても回避できた！

Chromeのケース ~}

IEのケース <meta hWp-‐equiv>でcharset指定有、XSS有のページ hWp://example.com?q=<meta charset=ue-‐7> <img src=x o+AG4-‐
error=alert(1)>&<meta hWp-‐equiv=> <me#a hWp-‐equiv="Content-‐Type" content="text/ html;charset=ue-‐8"> … <meta charset=ue-‐7><img src=x o+AG4-‐error=alert(1)> UTF-‐7のページになってフィルタを回避できてしまう！

　エンコーディング　切切替えのSelf-‐XSS ! ブラウザはエンコーディングを切切りかえるための設定を持っている

Oh 細⼯工されたページで使うと…

XSSが起こる原理理 UTF-‐8 <script>x="く\";alert(1)//"</script> ShiY_JIS <script>x="縺⼗十";alert(1)//"</script>
　同じバイト列列で違う表現 ShiY_JISにきりかえ

脆弱性ではないけれど ! charset指定の有無にかかわらず起きる ! アプリ側での対応は複雑になる ! HTMLの構造をcharsetが変えられても危険にならない形にするなどで⼀一応は対応できる ! セキュリティ問題が起きることの⼀一般
ユーザの想像の難しさ ! ブラウザベンダには⼀一応問題提起として報告 ! でも機能を無くしたら⽂文字化け時に困るし… ! FirefoxアドオンのNoScriptは検出可

まとめ ! 古くからある技術にも脆弱性はある ! 単純なテストで⾒見見つかる ! エンコーディングを利利⽤用した攻撃は新しい技術に対しても起きうる ! An>-‐XSS機能×エンコーディング
! CSP×エンコーディング今後も研究を続けていきます！

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エンコーディングとセキュリティ徹底調査 Masato Kinugawa -‐

⾃自⼰己紹介 ! 脆弱性発⾒見見者(フリー)

調べた経緯 ! エンコーディングに関わるセキュリティ問題が頻繁に発⾒見見されている ! ⽇日本でははせがわようすけ⽒氏による研究が有名 ! が、網羅羅的に調査したという報告はきいたことがない

収穫の⼀一部 ! Chrome/Safari ! (CVE-‐2011-‐3058) Bad interac>on possibly leading to

エンコーディングを使った　　　　　　攻撃おさらい ! ページ構造が期待しない形になり XSSが起こる ! <script src=hWp://vic>m charset=***></script>な

開発者がすべきこと Content-‐Type: text/html; charset=*** HTTP Response Headerでの指定を推奨

やったこと 1. 各ブラウザのエンコーディングのサポート状況を調査 2. サポートされているエンコーディングをブラウザに表⽰示させ様々なテスト

やったこと 1. 各ブラウザのエンコーディングのサポート状況を調査 2. サポートされているエンコーディングをブラウザに表⽰示させ様々なテスト

サポート状況の調査 ! かき集めたエンコーディング名っぽい⽂文字列列をブラウザが識識別するか⾒見見る UTF-‐8 UTF8 unicode-‐1-‐1-‐ue-‐8

結果 ! 多数の普段使わないエンコーディングがサポートされていた正式名とエイリアスの⼀一覧 hWp://l0.cm/encodings/list/ ブラウザごとのサポートの⼀一覧

! Big5 ! Big5-‐HKSCS ! BOCU-‐1 ! CESU-‐8 ! EUC-‐JP

IEの例例(計139個!) ! _autodetect_kr ! asmo-‐708 ! Big5 ! cp1025

やったこと 1. 各ブラウザのエンコーディングのサポート状況を調査 2. サポートされているエンコーディングをブラウザに表⽰示させ様々なテスト

テストを実施 ! 過去に問題になった挙動を参考にテストを作成 ! {TEST1} 特定バイトが特別な⽂文字を作る [0xBC]script[0xBE]

テストの⼤大まかな⽅方法 ! char_fuzzと呼んでいるテスト PerlでベースのHTMLを作って各エンコーディング・各ブラウザでランダムにバイト列列を表⽰示

TEST-‐1 特殊⽂文字の検出「"&'<>\」(0x22 0x26 0x27 0x3C 0x3E 0x5C)を除いたバイト列列をランダムに

TEST-‐1 結果の⼀一部ブラウザ charset バイト出現⽂文字

TEST-‐2 後続の⽂文字を潰すバイト値の検出バイト列列をランダムに表⽰示するその直後に<tag>を配置しておく <tag>の有無を確認

TEST-‐2 結果の⼀一部ブラウザ charset 潰すバイト潰すバイト数

TEST-‐3 無視されるバイト値の検出 <img>要素の途中にバイト列列をはさむ <img>要素の有無を確認存在すれば挟んだバイト列列を無視したと判断

TEST-‐3 結果の⼀一部ブラウザ charset 無視されるバイト Chrome/Safari

すべてのテスト結果 hWp://l0.cm/encodings/

やったこと 1. 各ブラウザのエンコーディングのサポート状況を調査 2. サポートされているエンコーディングをブラウザに表⽰示させ様々なテスト

更更なる攻撃への応⽤用 ! ブラウザのAn>-‐XSS機能のBypass ! エンコーディング切切替えのSelf-‐XSS

An;-‐XSS機能の Bypass ! (Chrome) エンコーディング指定がないページで回避できた！ ! (IE) <meta hWp-‐equiv>でエンコーディ

Chromeのケース ~}

IEのケース <meta hWp-‐equiv>でcharset指定有、XSS有のページ hWp://example.com?q=<meta charset=ue-‐7> <img src=x o+AG4-‐

エンコーディング　切切替えのSelf-‐XSS ! ブラウザはエンコーディングを切切りかえるための設定を持っている

Oh 細⼯工されたページで使うと…

XSSが起こる原理理 UTF-‐8 <script>x="く\";alert(1)//"</script> ShiY_JIS <script>x="縺⼗十";alert(1)//"</script>

まとめ ! 古くからある技術にも脆弱性はある ! 単純なテストで⾒見見つかる ! エンコーディングを利利⽤用した攻撃は新しい技術に対しても起きうる ! An>-‐XSS機能×エンコーディング