如何全面掌控Session?且看WebSocket跨站劫持

WebSockets是一個能夠給單TCP連線提供全雙工通道的HTML5特性。它的持續性連線功能，使得構建B/S模式的實時應用成為可能。Websockets常常用在那些帶有聊天功能的WEB應用上。

下面的圖片就非常貼切地闡釋了一個APT攻擊用到的websockets：

科普：

同源策略(Same origin policy)：同源是指，域名，協議，埠相同，即瀏覽器會檢查同一瀏覽器的不同選項卡中，來源相同的指令碼才能跨選項卡執行。

Origin欄位：瀏覽器在傳送POST請求的時候可能會加上一個Origin欄位，這個Origin欄位主要是用來標識出最初請求是從哪裡發起的。如果瀏覽器不能確定源在哪裡，那麼在傳送的請求裡面Origin欄位的值就為空。

IronWASP：某開源WEB測試平臺，使用者可以自定義安全掃描，並且可以自己用python/ruby來定義外掛系統。相關介紹見：http://www.freebuf.com/tools/32948.html

ZAP(Zed Attack Proxy)：是一款整合各種工具的滲透測試框架，可以發現在WEB應用程式中的漏洞，相關介紹見：http://www.freebuf.com/tools/5427.html

WebSocket的安全評估

最近，我們對一個擁有複雜選單選項和功能的WEB應用做了安全評估。該應用中大部分操作都用到了web-sockets，這意味著其大多數行為都不會記錄到http代理日誌上。

首先，我們開啟主頁後，網站會載入一個帶有JS指令碼和CSS檔案的靜態網頁。此後，整個通訊互動會轉為Websockets模式，瀏覽器和服務端之間會建立websocket連線，從而載入網站裡所有可見的HTML資源。點選連結或者提交Form表單時，瀏覽器會向服務端傳送一些WebSocket訊息。伺服器處理了這些訊息後，會通過WebSocket進行反饋，而後客戶端瀏覽器會展示新的HTML內容。

這時當websocket訊息在進行互動時，通訊數量是非常巨大的。每隔一秒它們之間會有心跳探測包的互動。然而現有的工具達不到我的要求，我不得不給IronWASP新增了一個Websocket訊息分析裝置和一個WebSocket客戶端，這樣它才能識別Websocket從而嘗試fuzz其漏洞。你可以在在這裡瞭解下相關知識。

在測試這個應用時，我發現它存在WebSocket跨站劫持(Cross-Site WebSocket Hijacking)漏洞(由christian schneider首創)。當然，我會在給大家介紹測試方法之前，解釋下這個漏洞的影響。在測試相關Websockets應用之前，我們需要先做下準備。

WebSocket跨站劫持漏洞實驗準備

大家應該明白，同源策略(SOP)不會通過瀏覽器在websockets上強制執行(同一瀏覽器下，受SSL保護的頁面，不會讓非SSL的WebSocket通過)，我們測試的應用採用了http cookie作為session認證，WebSocket通過瀏覽器傳送的訊息不會有Session ID或是隨機引數。

這樣一來，如果某使用者登入了帶有漏洞的WEB應用，然後在同一瀏覽器還開啟了http://attacker.com(攻擊者的網站)，http://attacker.com可以嘗試通過該漏洞應用與應用的服務端建立一個WebSocket連線，然後通過瀏覽器傳送一個帶有效的認證Session ID的請求包。於是，這個由攻擊者網站建立的WebSocket連線會和應用本身有相同的許可權。

由於整個應用都是以websockets為基礎執行的，劫持了WebSocket就相當於劫持了使用者的session。所以這個漏洞在本質上和儲存型跨站指令碼漏洞是一樣的。

如果你認為這就很糟了，那當你聽到某些情況下WebSocket跨站指令碼，甚至可以在使用者系統上實現遠端程式碼執行的時候，會不會更驚訝呢?事見IPython Notebook的案例。

測試之前，你首先要做的就是確認該應用是否存在WebSockets。幸運的是，做這個非常簡單，你只需要知道以下三點:

1.WebSocket的URL連線一般是以ws://或者wss://開頭的。

2.需要檢測建立連線的Origin頭，該網頁可能是通過Origin欄位建立的WebSocket連結。

3.瀏覽器和服務端之間傳送的訊息中，我們可以從中檢查出普通WebSocket連線的特徵。

下面這張圖會給你展示：如何通過IronWASP日誌得到Origin欄位的值和WebSocket的URL值。

一旦你得到這些資訊，你可以使用一些特殊方法，對跨站WebSocket劫持漏洞進行檢測。我在這裡例舉三個簡單的例子：

使用代理軟體(如Burpsuite):

這裡必須提到的是，burpsuite可以捕獲和記錄WebSockets的訊息。而ZAP和IronWASP是我所知道的，可以重放websocket請求的軟體。

在burpsuite裡，我們不能重放websockets訊息，但我們還是可以在有限條件下，檢測WebSocket握手包是否成功。為了進行測試，我們需要分析websocket的升級請求包：它們會通過http或者https傳送，因此可以被重放。

以下截圖為burpsuite重放器(Repeat選項卡)的記錄，其顯示了websocket連線的有效請求和應答情況：

為了測試這個漏洞，我們需要傳送另一個帶有重製後的Origin頭的請求包。如果我們回應包裡有“101 Web Socket Protocol Handshake”的標誌，這就表示WebSocket已經建立成功了。

如果連線沒有建立成功，那就意味著該應用不存在這個漏洞，因為它會拒絕外部的WebSocket連線。建立成功後，我們就可以開始下一步測試，看看該應用是否有WebSocket跨站劫持漏洞。這裡需要說明一下：即使已經建立連線，也需要其如Origin的正常連線一般，確認得到服務端對WebSocket訊息的應答之後，才能證明該應用存在漏洞。這是因為開發者可能會同時啟用Origin檢測與連線許可權認證。因此我們的實驗中也許會出下面這種情況：建立的連線可以一直保持，但擁有外部來源的Origins不會通過認證。

ZAP可以重放WebSocket訊息，但據我瞭解，它並不能更改Origin頭。下面介紹的方法可以給你科普下，如何通過CSWSH(WebSocket跨站劫持)來獲得更多的東西。

使用WebSocket跨站劫持的線上測試工具

開啟需要測試的WEB應用登入其中，然後在同一瀏覽器中開一個新選項卡，訪問http://ironwasp.org/cswsh.html(模擬的黑客網站)，輸入該WebSocket的URL地址，然後點選網頁上的Connect按鈕。一旦建立連線，你就可以通過這個頁面向WebSocket的伺服器傳送訊息。我們需要通過重放有效session傳送過的訊息，然後檢視伺服器的回應包。

如果服務端的回應與前面有效session傳送的正常包相同，那就說明該應用可能存在WebSocket跨站劫持漏洞。

使用IronWASP

IronWASP可以做到更多，即使是最基礎的檢測也能提供自動化指令碼檢查。

使用IronWASP的WebSocket客戶端

以上測試Origin的方法的使用的服務端是http://ironwasp.org，如果你想要更加靈活地設定Origin值，你可以使用IronWASP的客戶端功能。它允許你自定義Origin值來測試WebSocket連線。

在以下環境下可能會用到客戶端功能：

1.應用允許來自開放的Origin的WebSocket連線

2.應用允許來自localhost和內網IP的Origin欄位值

這種做法是為了方便開發者和應用的內部測試。通過使用IronWASP的客戶端，你可以嘗試內網IP或者localhost作為Origin是否能夠生效。如果可以的話，那沒準兒你可以耍一點小手段，在真實環境下利用這個漏洞。比如，如果某個應用允許http:/127.0.0.1:8080作為Origin欄位，那我們就可以這樣做：若受害者正好有個在本地8080埠執行的WEB應用，而且其存在跨站指令碼漏洞。如果滿足這些條件，黑客可以先在該WEB應用上進行跨站攻擊，然後再向目標應用服務端建立WebSocket連線：

使用IronWASP的WebSocket API進行自動化檢測

如果你需要利用localhost或者內網IP進行測試Origin頭，使用客戶端指令碼進行自動化檢測會讓你的行動更加輕鬆。IronWASP允許你使用Python或者Ruby進行實現自定義指令碼編寫。

下面這個指令碼可以單獨檢測Origin頭裡填充的內網IP地址，測試服務端對此是否認可：

import clr
clr.AddReference("WebsocketClient.exe")
from WebsocketClient import *
def check_conn(origin):
print "Testing origin - " + origin
ws = SyncWebsockClient()
ws.Connect("ws://tatgetapp.com/ws", origin, "SessionID=KSDI2923EWE9DJSDS01212")
ws.Send("first message to send")
msg = ws.Read()
ws.Close()
if msg == "message that is part of valid session":
print "Connection successful!!"
return True
else:
return False
def check_nw():
for nws in ["192.168.0.0/16", "172.16.0.0/12", "10.0.0.0/8"]:
for ip in Tools.NwToIp(nws):
if check_conn("http://" + ip):
break
check_nw()