中国领先的IT技术网站
|
|
创建专栏

移花接木:针对OAuth2的攻击

OAuth的复杂度比较高,有不少安全方面的坑,开发者在使用过程中一不注意可能就会掉进去,比如说不正确的使用OAuth2可能会遭遇到CSRF攻击。本文将对这个安全风险做一个通俗易懂的解释。

作者:马伟|2017-08-04 18:10

Tech Neo技术沙龙 | 11月25号,九州云/ZStack与您一起探讨云时代网络边界管理实践


作为第三方应用,为了提升用户体验,往往会提供第三方社交账号登录或者绑定的功能,这背后使用到的关键技术是OAuth认证。想要在自己的应用里集成OAuth不是难事儿,各大社交网站都提供了详尽的文档指南。

OAuth的复杂度比较高,有不少安全方面的坑,开发者在使用过程中一不注意可能就会掉进去,比如说不正确的使用OAuth2可能会遭遇到CSRF攻击。本文将对这个安全风险做一个通俗易懂的解释。

OAuth2 授权模式回顾

在开始之前,让我们先来回顾一下OAuth2中最典型的Authorization Code 授权模式,其大致流程如下:

Authorization Code 授权模式

OAuth2 Authorization Code Flow

我们把OAuth2的整个认证过程大致分为三个阶段。

  • 第一阶段主要是向用户取得授权许可,对应图中的第1、2、3步;
  • 第二阶段主要是申请访问令牌(access_token),对应图中的第4、5步;
  • 第三阶段就是使用access_token获取用户数据。

这一过程中涉及了不少敏感参数和数据,例如client_secret相当于是第三方应用自己的密码,access_token某种程度上来讲就是用户的session id。由于这些参数以及数据极其特殊,我们当然得确保它们的安全性,HTTPS加密传输以及安全存储是必不可少的防护手段。不过仅仅做到这些是远远不够的,在这个流程里存在一个弱点,容易被攻击者利用进行CSRF攻击。

针对OAuth2的CSRF攻击

1. 攻击流程

让我们来看一个针对OAuth2的CSRF攻击的例子。假设有用户张三,和攻击者李四,还有一个第三方Web应用Tonr,它集成了第三方社交账号登录,并且允许用户将社交账号和Tonr中的账号进行绑定。此外还有一个OAuth2服务提供者Sparklr。

模拟攻击案例中涉及的角色

模拟攻击案例中涉及的角色

Step 1. 攻击者李四登录Tonr网站,并且选择绑定自己的Sparklr账号。

Step 2. Tonr网站将李四重定向到Sparklr,由于他之前已经登录过Sparklr,所以Sparklr直接向他显示“是否授权Tonr访问”的页面。

Step 3. 李四在点击”同意授权“之后,截获Sparklr服务器返回的含有Authorization Code参数的HTTP响应。

Step 4. 李四精心构造一个Web页面,它会触发Tonr网站向Sparklr发起令牌申请的请求,而这个请求中的Authorization Code参数正是上一步截获到的code。

Step 5. 李四将这个Web页面放到互联网上,等待或者诱骗受害者张三来访问。

Step 6. 张三之前登录了Tonr网站,只是没有把自己的账号和其他社交账号绑定起来。在张三访问了李四准备的这个Web页面后,令牌申请流程在张三的浏览器里被顺利触发,Tonr网站从Sparklr那里获取到access_token,但是这个token以及通过它进一步获取到的用户信息却都是攻击者李四的。

Step 7. Tonr网站将李四的Sparklr账号同张三的Tonr账号关联绑定起来,从此以后,李四就可以用自己的Sparklr账号通过OAuth登录到张三在Tonr网站中的账号,堂而皇之的冒充张三的身份执行各种操作。

等等,这一切发生得太快,还没看清楚李四怎么就登录到张三的账号里去了。没关系,让我们从几个不同的角度来看看这当中发生了什么。

2. 受害者张三(Resource Owner)视角

受害者张三访问了一个Web页面,然后,就没有然后了,他在Tonr网站上的账号就和攻击者李四在Sparklr上的账号绑定到了一起。伪造的请求是经过精心构造的,令牌申请这一过程在张三的浏览器里是非常隐蔽的被触发的,换句话讲就是,他根本不知道这背后发生了什么。

3. Tonr网站(Client)视角

从Tonr网站来看,它收到的所有请求看上去都是正常的。首先它收到了一个HTTP请求,其代表着当前用户张三在Sparklr网站上已经做了“同意授权”操作。其内容如下:

  1. GET /bindingCallback?code=AUTHORIZATION_CODE 

不过需要注意的是,URL里的code不是当前受害者张三的Authorization Code,而是攻击者李四的。

当Tonr收到这样的请求时,它以为张三已经同意授权(但实际上这个请求是李四伪造的),于是就发起后续的令牌申请请求,用收到的Authorization Code向Sparklr换取access_token,只不过最后拿到的是攻击者李四的 access_token。

最后,Tonr网站把攻击者李四的access_token和当前受害者张三在Tonr网站上的账号进行关联绑定。

4. Sparklr网站(OAuth2服务提供者)视角

Sparklr网站也是一脸茫然的样子,因为在它看来,自己收到的授权请求,以及后续的令牌申请请求都是正常的,或者说它无法得知接收到的这些请求之间的关联关系,而且也无法区别出这些请求到底是来自张三本人,还是由李四伪造出来的。因此只要自己收到的参数是正确有效的,那就提供正常的认证服务,仅此而已。

5. 攻击者李四视角

李四伪造了一个用户授权成功的请求,并且将其中的Authorization Code参数替换成了自己提前获取到的code。这样,当受害者张三的浏览器被欺骗从而发起令牌申请请求时,实际上是在用张三在Tonr网站上的账号和李四在Sparklr网站上的账号做绑定。

攻击完成后,李四在Tonr网站上可以通过自己在Sparklr网站的账号进行登录,而且登录进入的是张三在Tonr网站上的账号。而张三通过自己在Tonr网站上的账号登录进去之后,看到的是李四在Sparklr网站上的数据。

6. 上帝视角

从整体上来看,这次攻击的时序图应该是下面这个样子的:

攻击时序图示

攻击时序图示

漏洞的本质

这个问题的关键点在于,OAuth2的认证流程是分为好几步来完成的,在图1中的第4步,第三方应用在收到一个GET请求时,除了能知道当前用户的cookie,以及URL中的Authorization Code之外,难以分辨出这个请求到底是用户本人的意愿,还是攻击者利用用户的身份伪造出来的请求。 于是乎,攻击者就能使用移花接木的手段,提前准备一个含有自己的Authorization Code的请求,并让受害者的浏览器来接着完成后续的令牌申请流程。

前提条件

尽管这个攻击既巧妙又隐蔽,但是要成功进行这样的CSRF攻击也是需要满足一定前提条件的。

首先,在攻击过程中,受害者张三在Tonr网站上的用户会话(User Session)必须是有效的,也就是说,张三在受到攻击前已经登录了Tonr网站。

其次,整个攻击必须在短时间内完成,因为OAuth2提供者颁发的Authorization Code有效期很短,OAuth2官方推荐的时间是不大于10分钟,而一旦Authorization Code过期那么后续的攻击也就不能进行下去了。

最后,一个Authorization Code只能被使用一次,如果OAuth2提供者收到重复的Authorization Code,它会拒绝当前的令牌申请请求。不止如此,根据OAuth2官方推荐,它还可以把和这个已经使用过的Authorization Code相关联的access_token全部撤销掉,进一步降低安全风险。

防御办法

要防止这样的攻击其实很容易,作为第三方应用的开发者,只需在OAuth认证过程中加入state参数,并验证它的参数值即可。具体细节如下:

(1) 在将用户重定向到OAuth2的Authorization Endpoint去的时候,为用户生成一个随机的字符串,并作为state参数加入到URL中。

(2) 在收到OAuth2服务提供者返回的Authorization Code请求的时候,验证接收到的state参数值。如果是正确合法的请求,那么此时接受到的参数值应该和上一步提到的为该用户生成的state参数值完全一致,否则就是异常请求。

(3) state参数值需要具备下面几个特性:

  • 不可预测性:足够的随机,使得攻击者难以猜到正确的参数值
  • 关联性:state参数值和当前用户会话(user session)是相互关联的
  • 唯一性:每个用户,甚至每次请求生成的state参数值都是唯一的
  • 时效性:state参数一旦被使用则立即失效

总结

要避免遭受本文提到的CSRF攻击问题,需要第三方应用正确的使用state参数,然而纵观各大OAuth服务提供者,在其开发文档里都没有明确把state参数和CSRF攻击联系起来,仅仅只是像下面这样一句话带过:

“参数:state

是否必须:否

说明:重定向后会带上state参数,开发者可以填写a-zA-Z0-9的参数值,最多128字节”

让事情变得更糟糕的是,state是可选参数,因此更容易被开发者忽略,造成安全风险。此外,本文中的攻击非常巧妙,可以悄无声息的攻陷受害者的账号,难以被察觉到。

作为第三方应用的开发者,我们除了参考OAuth2服务提供者的开发文档之外,还应当加深自己对OAuth2的理解,尽可能的避开这些安全的坑。 而作为OAuth2服务提供者,也应当承担起提醒开发者注意防范安全风险的责任。

【本文是51CTO专栏作者“ThoughtWorks”的原创稿件,微信公众号:思特沃克,转载请联系原作者】

戳这里,看该作者更多好文

【编辑推荐】

  1. Struts2 S2-048高危漏洞复现!详解几个漏洞攻击载荷利用的对比分析
  2. Android平台的恶意攻击、检测与防护
  3. 预警:Eternal Synergy变种可攻击更高版本的Windows
  4. 开发团队面临的三大安全挑战
  5. Spring Boot Web 开发注解篇
【责任编辑:IT疯 TEL:(010)68476606】

点赞 0
分享:
大家都在看
猜你喜欢

热门职位+更多

× CTO训练营(深圳站)