Web缓存利用分析(三)

前言

前一篇文章介绍了Server Cache Poisoning在实际应用场景下，产生DOS攻击的利用方式。本篇文章则介绍Web Cache Deception在真实场景下的应用方式和测试情况。

本篇文章介绍的是发表在网络安全顶会2020 USENIX Security上的一篇文章：《Cached and Confused: Web Cache Deception in the Wild 》。

背景知识

我们已经在之前的文章中介绍过Web Cache欺骗的问题，其在CTF场景下有比较多的应用，而本篇文章主要聚焦于其在真实世界场景下的利用与一些bypass方式。关于其简单原理的一些CTF应用，可以参见我们的第一篇文章：

如上图所示，攻击者诱导受害者点击如下路由：

/account.php/nonexistent.jpg

由于是第一次访问，Web Cache将其转发给源服务器，源服务器在解析时，由于中间件或者后端配置问题，将其解析为访问/account.php路由，并进行response，而此时Web Cache将其对应记录。当攻击者再次请求如下链接：

/account.php/nonexistent.jpg

那么将会得到受害者account.php页面的内容，从而导致信息泄露，达成攻击。

工具设计

对于这样一个问题，本文作者设计了一套工具，并测试其在真实世界下的效果如何：

首先作者表明，利用该攻击的场景为：网站有一些私有信息，只能由用户访问，但因为Web Cache欺骗，致使其他用户可以访问到这些数据。这就是一次WCD(Web Cache Deception)攻击。

首先作者进行了网站搜集，其建立一个种子池，然后使用启发式工具，发现池中网站的子域名，以此扩充数据集。然后对每个网站进行账户创建，此时分别创立2个用户：攻击者用户与受害者用户。此举旨在后期利用攻击者用户获取受害者用户数据。同时还会使用爬虫搜集攻击者与受害者的cookies信息，以判断WCD攻击是否需要依赖于Cookies。

值得注意的是，在搜集网站的时候，由于是利用种子池中的域名，进行启发式搜集，那么可能会存在如下情况，即爬虫可能遇到大量相似的url：

http://example.com/?lang=en
http://example.com/?lang=fr
http://example.com/?lang=cn

亦或是如下：

http://example.com/028
http://example.com/142
http://example.com/359

这样的遍历和循环非常的浪费时间，于是作者设置了上限，诸如此类的url，每个域名只随机挑选500个。

在上述准备工作完毕后，则使用工具以此测试每个url是否存在WCD攻击隐患。攻击做法如下：

1.对于指定url：

http://example.com/028

首先在其路径后拼接随机数.css文件：

http://example.com/028/.css

2. 使用受害者账户点击上述网址

3. 使用攻击者账户点击上述网址，并记录回显

4. 再次点击上述网址，但此时不带任何cookie，并记录回显

然后对搜集到的response进行提取，查看里面是否有受害者账户的关键信息，同时判断response中是否带出安全相关属性，例如 : csrf、xsrf、token、state、client-id

实验评估

作者首先在Alexa Top 5K网站中，选取了295个支持Google OAuth的网站，选取分布如下：

然后将其作为种子池，进行爬取并测试，结果发现如下：

在1470410个网页中，有17293个页面存在WCD攻击，同时发现对于使用Cloudflare和Akamai CDN的网站可能更容易受到威胁：

同时在受到WCD的网页中，其可以泄露的私密数据分布如下：

可以看到不仅用户名泄露较为严重，Sess ID、Auth Code等安全相关的信息泄露也存在一定比例。

并且通过对照观察，在使用cookie和不使用cookie时，攻击结果一致，这也说明WCD攻击不依赖于授权用户或带有cookie的访问者。这进一步提升了该攻击的危害性，降低了其攻击成本。

同时，作者还提出了相应的bypass方式，其发现不仅诸如如下请求方式可以进行WCD攻击：

/account.php/nonexistent.jpg

使用其他一些手段也可以达成相应的目的：

/account.php%0Anonexistent.jpg
/account.php%3Bnonexistent.jpg
/account.php%23nonexistent.jpg
/account.php%3Fnonexistent.jpg

同时作者进一步加大了数据集，用于测试新的payload方式，同时发现其分布如下：

可见这些bypass方式可以有效的进行WCD攻击。

同时这些攻击也可以并存，例如既可以使用%0A进行WCD攻击，也可以使用%3F进行WCD攻击：

总结

本篇文章作者分析探索了真实世界中WCD攻击的应用和分布比例，同时提出了一些新型的WCD攻击绕过方式，对于之后的测试或者做题中具有一定指导意义。