解析CSRF攻擊原理

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Author: rayh4c [80sec]
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Date: 2008-9-21

0×00.前言

在Web程序中普通用戶一般只在Web界面里完成他想要的操作，Web程序接受的正常客戶端請(qǐng)求一般來(lái)自用戶的點(diǎn)擊鏈接和表單提交等行為，可是惡意攻擊者卻可以依靠腳本和瀏覽器的安全缺陷來(lái)劫持客戶端會(huì)話、偽造客戶端請(qǐng)求。

0×01.CSRF攻擊分類(lèi)

CSRF是偽造客戶端請(qǐng)求的一種攻擊，CSRF的英文全稱(chēng)是Cross Site Request Forgery，字面上的意思是跨站點(diǎn)偽造請(qǐng)求。這種攻擊方式是國(guó)外的安全人員于2000年提出，國(guó)內(nèi)直到06年初才被關(guān)注，早期我們團(tuán)隊(duì)的劍心使用過(guò) CSRF攻擊實(shí)現(xiàn)了DVBBS后臺(tái)的SQL注射，同時(shí)網(wǎng)上也出現(xiàn)過(guò)動(dòng)易后臺(tái)管理員添加的CSRF漏洞等，08年CSRF攻擊方式開(kāi)始在BLOG、SNS等 大型社區(qū)類(lèi)網(wǎng)站的腳本蠕蟲(chóng)中使用。

CSRF的定義是強(qiáng)迫受害者的瀏覽器向一個(gè)易受攻擊的Web應(yīng)用程序發(fā)送請(qǐng)求,最后達(dá)到攻擊者所需要的操作行為。CSRF漏洞的攻擊一般分為站內(nèi)和站外兩種類(lèi)型：

CSRF站內(nèi)類(lèi)型的漏洞在一定程度上是由于程序員濫用$_REQUEST類(lèi)變量造成的，一些敏感的操作本來(lái)是要求用戶從表單提交發(fā)起POST請(qǐng)求 傳參給程序，但是由于使用了$_REQUEST等變量，程序也接收GET請(qǐng)求傳參，這樣就給攻擊者使用CSRF攻擊創(chuàng)造了條件，一般攻擊者只要把預(yù)測(cè)好的 請(qǐng)求參數(shù)放在站內(nèi)一個(gè)貼子或者留言的圖片鏈接里，受害者瀏覽了這樣的頁(yè)面就會(huì)被強(qiáng)迫發(fā)起請(qǐng)求。

CSRF站外類(lèi)型的漏洞其實(shí)就是傳統(tǒng)意義上的外部提交數(shù)據(jù)問(wèn)題，一般程序員會(huì)考慮給一些留言評(píng)論等的表單加上水印以防止SPAM問(wèn)題，但是為了用 戶的體驗(yàn)性，一些操作可能沒(méi)有做任何限制，所以攻擊者可以先預(yù)測(cè)好請(qǐng)求的參數(shù)，在站外的Web頁(yè)面里編寫(xiě)javascript腳本偽造文件請(qǐng)求或和自動(dòng)提 交的表單來(lái)實(shí)現(xiàn)GET、POST請(qǐng)求，用戶在會(huì)話狀態(tài)下點(diǎn)擊鏈接訪問(wèn)站外的Web頁(yè)面，客戶端就被強(qiáng)迫發(fā)起請(qǐng)求。

0×02.瀏覽器的安全缺陷

現(xiàn)在的Web應(yīng)用程序幾乎都是使用Cookie來(lái)識(shí)別用戶身份以及保存會(huì)話狀態(tài)，但是所有的瀏覽器在最初加入Cookie功能時(shí)并沒(méi)有考慮安全因 素，從WEB頁(yè)面產(chǎn)生的文件請(qǐng)求都會(huì)帶上COOKIE，如下圖所示，Web頁(yè)面中的一個(gè)正常的圖片所產(chǎn)生的請(qǐng)求也會(huì)帶上COOKIE：

<img src=”http://website/logo.jpg”>

↓

GET /Article/UploadFiles/200809/20080922055213222.jpg
Cookie: session_id
客戶端 ——————————————————-服務(wù)器

瀏覽器的這種安全缺陷給CSRF漏洞的攻擊創(chuàng)造了最基本的條件，因?yàn)閃eb頁(yè)面中的任意文件請(qǐng)求都會(huì)帶上COOKIE，所以我們將文件地址替換為 一個(gè)鏈接的話，用戶訪問(wèn)Web頁(yè)面就相當(dāng)于會(huì)話狀態(tài)下自動(dòng)點(diǎn)擊了鏈接，而且?guī)в蠸RC屬性具有文件請(qǐng)求的HTML標(biāo)簽，如圖片、FLASH、音樂(lè)等相關(guān)的 應(yīng)用都會(huì)產(chǎn)生偽造GET請(qǐng)求的CSRF安全問(wèn)題。一個(gè)web應(yīng)用程序可能會(huì)因?yàn)樽罨�本的渲染�?yè)面的HTML標(biāo)簽應(yīng)用，而導(dǎo)致程序里所有的GET類(lèi)型傳參都 不可靠。

0×03.瀏覽器的會(huì)話安全特性

參照Set-Cookie的標(biāo)準(zhǔn)格式，現(xiàn)今瀏覽器支持的cookie實(shí)際上分為兩種形式：

Set-Cookie: <name>=<value>[; <name>=<value>] [; expires=<date>][; domain=<domain_name>] [; path=<some_path>][; secure][; HttpOnly]

一種是內(nèi)存COOKIE，在沒(méi)有設(shè)定COOKIE值的expires參數(shù)，也就是沒(méi)有設(shè)置COOKIE的失效時(shí)間情況下，這個(gè)COOKIE在關(guān)閉 瀏覽器后將失效，并且不會(huì)保存在本地。另外一種是本地保存COOKIE，也就是設(shè)置了expires參數(shù)，COOKIE的值指定了失效時(shí)間，那么這個(gè) COOKIE會(huì)保存在本地，關(guān)閉瀏覽器后再訪問(wèn)網(wǎng)站，在COOKIE有效時(shí)間內(nèi)所有的請(qǐng)求都會(huì)帶上這個(gè)本地保存COOKIE。

Internet Explorer有一個(gè)隱私報(bào)告功能，其實(shí)這是一個(gè)安全功能，它會(huì)阻擋所有的第三方COOKIE，比如A域Web頁(yè)面嵌入了B域的文件，客戶端瀏覽器訪問(wèn) 了A域的Web頁(yè)面后對(duì)B域所發(fā)起的文件請(qǐng)求所帶上的COOKIE會(huì)被IE攔截。除開(kāi)文件請(qǐng)求情況，A域的Web頁(yè)面如果使用IFRAME幀包含B域的 Web頁(yè)面，訪問(wèn)A域的Web頁(yè)面后，B域的Web頁(yè)面里的所有請(qǐng)求包括文件請(qǐng)求帶上的COOKIE同樣會(huì)被IE攔截。不過(guò)Internet Explorer的這個(gè)安全功能有兩個(gè)特性，一是不會(huì)攔截內(nèi)存COOKIE，二是在網(wǎng)站設(shè)置了P3P頭的情況下，會(huì)允許跨域訪問(wèn)COOKIE，隱私報(bào)告功 能就不會(huì)起作用了。

所以在Internet Explorer的這個(gè)安全特性的前提下，攻擊者要進(jìn)行站外的CSRF攻擊使用文件請(qǐng)求來(lái)偽造GET請(qǐng)求的話，受害者必須在使用內(nèi)存COOKIE也就是沒(méi) 有保存登陸的會(huì)話狀態(tài)下才可能成功。而Firefox瀏覽器并沒(méi)有考慮使用這樣的功能，站外的CSRF攻擊完全沒(méi)有限制。

0×04.關(guān)于Javascript劫持技術(shù)

近年來(lái)的web程序頻繁使用Ajax技術(shù)，JSON也開(kāi)始取代XML做為AJAX的數(shù)據(jù)傳輸格式，JSON實(shí)際上就是一段javascript， 大部分都是定義的數(shù)組格式。fortify公司的三位安全人員在2007年提出了Javascript劫持技術(shù)，這是一種針對(duì)JSON動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的攻擊方 式，實(shí)際上這也是一種變相的CSRF攻擊。攻擊者從站外調(diào)用一個(gè)script標(biāo)簽包含站內(nèi)的一個(gè)JSON動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)接口，因?yàn)?lt;script src=”>這種腳本標(biāo)簽的文件請(qǐng)求會(huì)帶上COOKIE，用戶訪問(wèn)后相當(dāng)于被迫從站外發(fā)起了一個(gè)帶有身份認(rèn)證COOKIE的GET請(qǐng)求，web程序 馬上返回了用戶相關(guān)的JSON數(shù)據(jù)，攻擊者就可以取得這些關(guān)鍵的JSON數(shù)據(jù)加以利用，整個(gè)過(guò)程相當(dāng)于一個(gè)站外類(lèi)型的CSRF攻擊。

WEB應(yīng)用中的JSON數(shù)據(jù)大部分使用在個(gè)人資料、好友列表等隱私功能里，這類(lèi)數(shù)據(jù)一般是web蠕蟲(chóng)最重要的傳播功能所需要的數(shù)據(jù)，而CSRF攻 擊結(jié)合Javascript劫持技術(shù)完全可以分析這類(lèi)數(shù)據(jù)制作自動(dòng)傳播的web蠕蟲(chóng)，在一定情況下這種web蠕蟲(chóng)比網(wǎng)站出現(xiàn)跨站腳本漏洞制作的web蠕蟲(chóng) 更具威脅性，幾乎不受網(wǎng)站架構(gòu)的限制，因?yàn)楣�擊者利用的不是傳統(tǒng)的Web漏洞而是網(wǎng)站自身正常的功能，如果出現(xiàn)這類(lèi)CSRF蠕蟲(chóng)，對(duì)網(wǎng)站的打擊將是災(zāi)難性 的。

0×05.安全提醒

各個(gè)大型社區(qū)類(lèi)網(wǎng)站必須警惕CSRF攻擊和相關(guān)web蠕蟲(chóng)的爆發(fā),并且針對(duì)這類(lèi)web攻擊制定有效的應(yīng)急措施。同建議程序員不要濫 用$_REQUEST類(lèi)變量，在必要的情況下給某些敏感的操作加上水印，考慮使用類(lèi)似DISCUZ論壇的formhash技術(shù)提高黑客預(yù)測(cè)請(qǐng)求參數(shù)的難 度，注意JSON數(shù)據(jù)接口的安全問(wèn)題等。最后希望大家全面的考慮客戶端和服務(wù)端整體的安全，注意Internet Explorer等客戶端瀏覽器一些安全缺陷和安全特性，防止客戶端程序的安全問(wèn)題影響整個(gè)Web應(yīng)用程序。