Web 缓存欺骗攻击技术详解

Posted 2020-10-05

你是否曾想过你只需要访问如：https://www.paypal.com/myaccount/home/stylesheet.css或https://www.paypal.com/myaccount/settings/notifications/logo.png这样的链接就可能会泄露你的敏感数据，甚至允许攻击者控制你的帐户？

Web缓存欺骗是一种新的Web攻击向量，这种攻击技术的出现使得多种Web缓存技术和框架面临风险。

Web缓存和服务器反应的一点介绍

很多网站通常都倾向于使用web缓存功能（例如通过CDN，负载均衡器或简单的反向代理）。使用Web缓存功能的目的很简单：存储那些经常检索的文件，以减少Web服务器响应的延迟。

让我们来看一个网络缓存的例子。网站http://www.example.com通过配置了反向代理作为Web缓存。存储在服务器上并需要返回用户个人内容（如http://www.example.com/home.php）的动态网页必须要按不同的用户动态的创建，因为每个用户的数据是不同的。这种数据，或至少其个性化的这一部分，是不会被缓存的。

更合理及常见的缓存内容都是静态或公共文件：样式表（css），脚本（js），文本文件（txt），图像（png，bmp，gif） 等，在大多数人的正常意识中，这些文件通常不会包含用户的任何敏感信息。此外，在那些关于Web缓存配置的各种最佳实践的文章中，都会这样说：“建议缓存所有公开的静态文件并忽略其HTTP缓存头信息”。

2.网络缓存欺骗攻击依赖于浏览器和网络服务器的反应，与RPO攻击很相似，下面两篇文章对RPO攻击做了一些解释。

http://www.thespanner.co.uk/2014/03/21/rpo/
http://blog.innerht.ml/rpo-gadgets/

那么访问了像http://www.example.com/home.php/non-existent.css这样的网址时会发生什么？（译者注：也就是在http://www.example.com/home.php后面加上缓存的文件类型，文件名可以是不存在的）

浏览器会发出对该网址的GET请求。有趣的是服务器的反应 —— 服务器会如何解释请求的URL？根据服务器的Web缓存技术和配置（对于不同的服务器，URL的结构可能略有不同），服务器返回了http://www.example.com/home.php的内容。是的，浏览器地址栏的网址仍然为http://www.example.com/home.php/non-existent.css。HTTP标头信息与直接访问http://www.example.com/home.php的标头信息相同：缓存标头信息和内容类型相同（在这种情况下为text / html）。

如果我们访问http://www.example.com/home.php/non-existent.css，会发生什么情况，注意，在代理服务器上已经设置了对静态文件进行网络缓存。服务器会忽略此类文件的缓存头？让我们来分析一下这个过程：

1. 浏览器请求http://www.example.com/home.php/non-existent.css。
2. 服务器返回http://www.example.com/home.php的内容，很可能使用了标识不缓存此页面的HTTP缓存标头。
3. 通过代理服务器响应该请求。
4. 代理服务器发现该文件的扩展名是css。
5. 在缓存目录下，代理服务器会创建一个名为home.php的目录，并缓存冒名顶替的“CSS”文件（不存在的css文件）。

漏洞利用

如果攻击者诱骗已登录的用户访问http://www.example.com/home.php/logo.png，则该网页（包含用户个人信息的网页）将被缓存到缓存服务器上，因此这些被缓存的个人信息就可以公开访问。 如果响应的HTTP主体信息中包含（由于某种原因）了会话标识符，安全密保问题或CSRF令牌，则可能变得更糟。 在这种时候，所有的攻击者都会自己访问缓存页面然后公开这些被缓存的用户隐私数据。

一件有趣儿的小事

通常，不需要进行身份验证即可访问网站缓存的公共静态文件。因此，缓存的文件是公共的且可访问的 ——不需要身份验证。

条件

因此，基本上，需要两个条件来确认网站是否存在此漏洞：

1. Web缓存功能是通过判断Web应用程序URL文件的扩展名来决定是否进行高速缓存，而且忽略了HTTP中的任何缓存头标识信息。
2. 访问http://www.example.com/home.php/non-existent.css等网页时，网络服务器将返回“home.php”的网址的内容。

缓解措施

1.  将缓存文件的缓存机制配置为仅当缓存文件的HTTP缓存标头允许时才进行缓存。这是解决这个问题的根本的解决办法。

2.  如果缓存组件提供Content-Type选项的话，请将缓存组件配置为按文件的内容类型进行缓存。

3.  配置Web服务器，以便对于像http://www.example.com/home.php/non-existent.css之类的页面，Web服务器不会返回带有 “home.php” 的URL的内容。相反的，服务器应该用404或302来响应这些URL的请求。

PayPal 网站中的Web缓存欺骗——漏洞披露

PayPal很容易受到网络缓存欺骗攻击。目前该漏洞现已修复，并已公开披露。

利用此漏洞可能泄漏的用户信息：

用户的名字和姓氏
账户余额
最后四个信用卡数字
交易数据
护照号码
电子邮件地址
家庭地址
电话号码
漏洞页面中包含的任何其他信息

一些漏洞页面的示例：

https://www.paypal.com/myaccount/home/attack.css
https://www.paypal.com/myaccount/settings/notifications/attack.css
https://history.paypal.com/cgi-bin/webscr/attack.css?cmd=_history-details

下面是可用于在PayPal网站上缓存页面的各种静态文件扩展名（超过40个）：

aif，aiff，au，avi，bin，bmp，cab，carb，cct，cdf，class，css，doc，dcr，dtd，gcf，gff，gif，grv，hdml，hqx，ico，ini，jpeg，jpg， js，mov，mp3，nc，pct，ppc，pws，swa，swf，txt，vbs，w32，wav，wbmp，wml，wmlc，wmls，wmlsc，xsd，zip

缓存过期

我测试了缓存文件过期的时间。看起来，在被访问一次（第一次）后，文件被缓存大约5个小时。如果在该期间再次访问，则会延长过期时间。很明显，这么长的时间段足以让攻击者在缓存文件过期之前“捕获”到缓存文件，并且通过不断地监视此URL，获取他可以在创建缓存文件时要公开的用户隐私信息。