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如何通过滥用SSL/TLS绕过Web应用防火墙(WAF)

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概述

近年来，Web安全已经成为信息安全领域的一个重要话题。由于Web所具有的优点，越来越多的关键服务都被开发成Web应用程序。但由此，对Web应用程序安全性的需求也逐渐增加，除了要拥有一套良好的开发标准之外，开发人员还应该充分考虑其安全性。Web应用程序防火墙是一个7级的防火墙，用于检查Web流量并尝试防范攻击。在本文中，我将主要描述一个有趣的Web应用防火墙绕过方式，我是在最近对WAF的代码审计工作中发现了这一问题。

 

漏洞成因

最近，我入职某家公司并进行一套WAF的部署测试工作。出于保密需要，我不会透露公司和产品的名称。部署过程的体系结构大致如下：

在我获得所需信息之后，我开始寻找绕过它的不同方法。在测试过程中，我被允许在WAF上进行不同的测试，在测试过程中，发现了一个滥用SSL密码的方式。在我第一次登陆WAF时，看到了一个“不受支持的SSL密码”的警告，这就引起了我的注意。随后，我开始阅读产品文档，并设法找到所有支持的SSL密码。但在进行下一步之前，我想先阐述一下SSL连接的工作原理。
SSL握手主要由3个阶段组成：
1、ClientHello/ServerHello阶段
握手过程开始于发送ClientHello消息的客户端。在该消息中，会包含服务器所需的全部信息。例如各种密码套件和支持的SSL/TLS版本。收到连接后，服务器将使用ServerHello消息进行响应，该消息中包含客户端所需的类似信息。服务器还将返回所使用的密码套件和SSL版本。
2、证书交换
在初始化连接之后，服务器需要向客户端证明其身份。服务器会将SSL证书发送到客户端，客户端会检查该证书，确认它可以信任后再继续连接。
3、密钥交换
在建立了安全隧道之后，服务器和客户端交换密钥，该密钥将用于加密和解密数据。

 

攻击思路

基于以上原理，我突然想到，如果我使用“不受支持的”SSL加密方式来初始化与支持该密码的Web服务器的连接，那么WAF就无法识别攻击行为，因为它这时无法监测到数据。
因此，我查阅了WAF厂商的文档，从中找到了所有受支持的SSL加密方式，如下所示。

SSLv3

SSL_RSA_WITH_NULL_MD5
SSL_RSA_WITH_NULL_SHA
SSL_RSA_WITH_RC4_128_MD5
SSL_RSA_WITH_RC4_128_SHA
SSL_RSA_WITH_DES_CBC_SHA
SSL_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA
SSL_RSA_EXPORT_WITH_RC4_40_MD5
SSL_RSA_EXPORT_WITH_DES40_CBC_SHA

TLS/1.0-1.2

TLS_RSA_WITH_NULL_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA
TLS_RSA_EXPORT1024_WITH_RC4_56_MD5
TLS_RSA_EXPORT1024_WITH_RC4_56_SHA
TLS_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA256
TLS_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA256
TLS_RSA_WITH_RC4_128_MD5 = { 0x000x04 }
TLS_RSA_WITH_RC4_128_SHA = { 0x000x05 }
TLS_RSA_WITH_DES_CBC_SHA = { 0x000x09 }

下一步就是确定Web服务器支持的SSL加密方式。
实际上，有很多方法可以检测服务器支持的加密方式，但我们在这里选用了sslscan，因为该工具易于安装，并且能够提供大量详细信息。

pwn@thinkpad:~$ sudo apt install sslscan 
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
The following NEW packages will be installed:
  sslscan
0 upgraded, 1 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 26,7 kB of archives.
After this operation, 81,9 kB of additional disk space will be used.
Get:1 http://al.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic/universe amd64 sslscan amd64 1.11.5-rbsec-1.1 [26,7 kB]
Fetched 26,7 kB in 0s (73,8 kB/s)  
Selecting previously unselected package sslscan.
(Reading database ... 177002 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../sslscan_1.11.5-rbsec-1.1_amd64.deb ...
Unpacking sslscan (1.11.5-rbsec-1.1) ...
Processing triggers for man-db (2.8.3-2) ...
Setting up sslscan (1.11.5-rbsec-1.1) ...
pwn@thinkpad:~$ sslscan http://target/ | grep Accept

输入上面的命令后，将会列出Web服务器支持的SSL/TLS版本和加密方式。
我们将sslscan的结果和产品文档中的内容进行比较，就能够发现Web应用程序防火墙中不支持但Web服务器支持的一些加密方式。

Accepted TLSv1 256 bits ECDHE-RSA-AES256-SHA

Web服务器支持该加密方式，但WAF并不支持。
为了验证我的理论，我创建了一个WAF规则，如果请求的路径是“/ssl-cipher-test”，则会阻止请求。
理论上，我们访问这一路径，WAF将会阻止这一行为，如下图所示。
而我们的绕过方式是，指定客户端的加密方式，只使用能绕过防火墙的特定方式。
我们可以在curl上使用—ciphers指定加密方式，在示例中我选用了ECDHE-RSA-AES256-SHA。

pwn@thinkpad:~$ curl --ciphers ECDHE-RSA-AES256-SHA https://waf-test.lab.local/ssl-cipher-test
<html lang=en>
  <title>HELLO </title>
  <p>Bypass worked</p>
pwn@thinkpad:~$

正如我们在响应中所看到的那样，Web应用程序防火墙被成功绕过。

 

总结

在发表此文章之前，我本想编写一个扫描程序来扫描所有支持的加密方式，并找到一个能够绕过防火墙的加密方式，启动代理监听器，使用这一加密方式转发所有请求。
由于编写过程需要大量时间，因此我还暂时没能完成这项工作，如果大家感兴趣，也可以自行开发这样的利用工具。

 

参考文章

[1] https://security.stackexchange.com/questions/67931/why-cant-i-decrypt-ssl-traffic-with-the-clients-private-key-only
[2] https://www.owasp.org/index.php/TLS_Cipher_String_Cheat_Sheet
[3] https://github.com/curl/curl/blob/13ef623a81736e95da1cc1d13a02dd78e228adee/docs/CIPHERS.md

审核人：yiwang   编辑：边边