Фаззинг сайта, «защищенного» mod_rewrite

15:48 / 25 ноября, 2010

Часто у web-разработчиков создается иллюзия того, что таким образом можно защитить web-приложение от атак с использованием уязвимостей SQL Injection, Cross-Site Scripting и подобных. На самом деле, это является распространенным заблуждением.

Автор: Тимур Юнусов
специалист по безопасности Web-приложений Positive Technologies

Вступительное слово

Все чаще в сети Интернет можно встретить сайты, которые скрывают передаваемые параметры приложению посредством модуля Apache – mod_rewrite. Часто у web-разработчиков создается иллюзия того, что таким образом можно защитить web-приложение от атак с использованием уязвимостей SQL Injection, Cross-Site Scripting и подобных. На самом деле, это является распространенным заблуждением, аналогичным тому заблуждению, что сокрытие fingerprint (отпечатков) сервисов увеличивает безопасность этих сервисов. Безусловно, использование mod_rewrite для сокрытия передаваемых параметров к приложению, ровно, как и сокрытие отпечатков является некоторой преградой для атакующего. Но, как говорится, «нет такой преграды, которую нельзя было бы обойти».

Введение

Mod_rewrite - достаточно мощный инструмент для URL-преобразований «на лету». Этот замечательный модуль web-сервера Apache предоставляет поистине безграничные возможности. На данный момент модуль чаще всего применяется для:

поисковой оптимизации (SEO);
защиты от прямых загрузок, путем сокрытия реального местоположения файла;
сокрытия иерархии поступающих параметров, каталогов и сценариев web-приложения путем их централизованного динамического преобразования;
разграничения доступа; mod_rewrite может проверять значения HTTP-заголовков, в т.ч. значение COOKIE на соответствие правилам и по результатам проверок проводить (или не проводить) перенаправление.

Чаще всего, настроенный mod_rewrite затрудняет возможности поиска и эксплуатации уязвимостей web-приложения. Рассмотрим причины этого:

1. Трудно распознать реальное предназначение элемента URL. Например, если мы видим ссылку вида http://www.example.com/main/search/stroka_poiska, невозможно понять, какой из элементов URL является относительным путем от корневого каталога web-сервера, что является названием сценария, а что является параметром этого сценария. Это сильно затрудняет анализ структуры web-приложения;

Например, следующие правила позволят одной и той же ссылке соответствовать различным реальным представлениям структуры web-приложения:

RewriteRule ^search/(.+)$ search.php?search=$1

При таком правиле ссылка http://www.example.com/main/search/stroka_poiska соответствует сценарию search.php, который располагается в папке /main/ относительно корневого каталога web-сервера, вызванному с параметром search=stroka_poiska

RewriteRule ^(.+)/(.+)$ script.php?act=$1&value=$2

По данному правилу та же самая ссылка соответствует сценарию script.php, находящегося в папке main, вызванному с параметрами act=search&value=stroka_poiska

RewriteRule ^(.+)/(.+)/(.+)$ $1.php?value1=$2&value2=$3

А по этому правилу такая же ссылка соответствует сценарию main.php, который находится в корневом каталоге web-сервера, вызванному с параметрами value1=search&value2=stroka_poiska

Кроме того, благодаря гибкости используемых mod_rewrite регулярных выражений, даже схожие по виду URL-адреса могут обращаться к абсолютно разным сценариям :

Например, данные правила:

RewriteRule ^(.+)/(.+)$ script1.php?value1=$2&value2=$3
RewriteRule ^(.+)/(.+)/(.+)$ script2.php?value1=$2&value2=$3

отправят 2 схожих запроса разным сценариям:

http://www.example.com/stroka1/stroka2
http://www.example.com/stroka1/stroka2/stroka3

2. Трудно определить язык программирования, на котором написано приложение. За ссылкой http://www.example.com/main/articles/statya.html может находиться как серверный сценарий на языке PHP или ASP или Perl, так и статическая страница на языке HTML;

3. Наличие регулярных выражений, которые можно использовать в правилах перезаписи mod_rewrite, позволяют фильтровать входные параметры (далее по тексту будет рассмотрен пример);

4. При автоматизации поиска уязвимостей необходимо заменять некоторые символы (например, слеш - / на %2F (hexadecimal encoding) или %252F (double encoding))[1] по причине их обработки еще на стадии «разбора» URL-адреса mod_rewrite-ом.

В связи с этим, многие разработчики[2][3] и администраторы предпочитают «маскировать» наличие уязвимостей с помощью mod_rewrite, а не обнаруживать и исправлять проблемы. Но такой подход, как и любой метод, основанный на подходе «Security Through Obscurity» работает весьма плохо.

Методика работы

Основная идея поиска уязвимостей при включенном mod_rewrite – это перебор (brute-force), позволяющий определить реальные имена реальных параметров серверных сценариев, в которые подставляются значения из правил перезаписи (rewrite rules) mod_rewrite. Основные особенности перебора:

использование в одном запросе множества параметров (количество параметров ограничивается максимальной длиной URL - (по умолчанию для web-сервера Apache 2.x – 8192 символа, для IIS – 16 384 символа);
применение метода бинарного поиска (дихотомии)[4] для обнаружения необходимых параметров;
словарный перебор (использование популярных названий параметров и префиксов) - id, count, и т.д. в сочетании с полным перебором названий параметров (комбинированные атаки);
различные варианты анализа результатов;
возможность рекурсивного поиска параметров (для поиска всего множества параметров одного сценария).

Рассмотрим алгоритм поиска уязвимостей в web-приложении при включенном mod_rewrite.

1. Определение реального имени серверного сценария.

Используются стандартные и популярные названия сценариев, такие как index.php, main.php. Необходимо определить, существует ли данный сценарий или нет (например, по наличию ошибки «404 – Not Found»). Иногда правила могут перезаписывать любые URL-адреса, начиная с корневого каталога web-сервера, то есть, запрос http://www.example.com/index.php уже будет вести на абсолютно другой сценарий (RewriteRule ^(.+)$ script.php?$1). В таком случае, дальнейшие проверки не имеют смысла.

Примечание: После публикации статьи на английском языке в блоге http://ptresearch.blogspot.com один венгерский интересующийся (некто 0x32353031) предложил свой способ раскрытия имени реального серверного сценария: с помощью принудительного вызова ошибки веб-сервера 413 "Request Entity Too Large". Указанная ошибка возникает в случае, когда веб-сервер отказывается обработать запрос по причине слишком большого размера тела запроса. Состояние 413 HTTP может быть вызвано принудительно путем установки заведомо некорректного размера длины запроса, например: "Content-length: x". К сожалению, как показали эксперименты, проведенные Дмитрием Евтеевым, этот метод работает исключительно под Apache 2.x.

2. Определение параметров поступающих в приложение

Наиболее часто разработчиками web-приложений используются названия параметров вроде id, file и т.д. Учитывая это, необходимо проверить:

самые популярные названия переменных (id, path, page, debug, cat и проч.) – словарь популярных названий;
короткие названия переменных (1-5 символов) в алфавите [a-z0-9-_] – полный перебор;
«гибридные» названия – по формулам:

«префикс» + «популярное название параметра»;
«популярное название параметра» + «постфикс»;
«полный перебор» + «разделитель (_,-)» + «популярное название параметра»;
«популярное название параметра» + «разделитель (_,-)» + «полный перебор».

- для кода, в названиях переменных которого используются различные суффиксы и префиксы;

переменные-массивы (param[])[5 ].

О последнем типе параметров нужно уточнить: дело в том, что если в PHP-сценарии к параметру, инициализированному как массив (http://example.com/index.php?param[]=value), произойдет обращение как к простому типу, будет выведена ошибка (в зависимости от error_reporting level), что приведет к раскрытию установочного пути.

Так же можно использовать:

массивы GLOBALS (http://example.com/index.php?GLOBALS[var]=value) [6][7][8];
стандартные переменные _SERVER (в определенных случаях можно перезаписать и их [7][8]);
переменные в сочетании с их zend_hash_key (для обхода уязвимых функций unset() [9]).

3. Определение значение параметров

Для решения этой задачи важно использовать различные варианты параметров. Ведь, если, например, везде подставлять в значение =1, то велика вероятность, что оно совпадет со значением «по умолчанию» переменной и сервер вернет тот же ответ. Также различные параметры - это различные ошибки. А если проводить поиск по значению параметра в ответе (потенциальные XSS, Local File Including, Path Traversal, etc), то для каждого параметра потребуется генерировать уникальное значение.

Возможные варианты, их предназначение, плюсы и минусы:

Числовое значение: 0,1,2,… Самый простой вариант. Можно обойтись 3 вариантами – 0,1 и больше 1. Из плюсов – минимальная длина строки запроса, что минимально сказывается на производительности работы.
Ошибочное значение: «‘», «../», «a%00» и т.д. – различные наборы символов, которые могут привести к потенциальным ошибкам, по сигнатурам которых можно определить присутствие параметра.
Фиксированное значение параметра. Например, если существует URL http://example.com/main/search/stroka_poiska, то, зафиксировав ответ сценария на значение stroka_poiska и подставив это значение во все параметры, то по ответу, совпадающему с эталонным значением, можно будет найти параметр, отвечающий за конкретную позицию в URL-адресе.*
Случайное число. Генерируя достаточно длинные случайные числа (5-9 символов), можно искать совпадение с этими числами в ответах сценариев. Случайные числа дают большую вероятность отсутствия ошибки второго рода (False Positive)

* - например, URL http://example.com/main/search/test отвечает за сценарий поиска с параметром «test». Нам необходимо найти оригинальный параметр строки поиска. Для этого мы фиксируем сигнатуру со страницы http://example.com/main/search/test (например, «по запросу <b>test</b> найдено») и проводим перебор по всем параметрам, подставляя в значение параметра «test». Анализируя ответы по наличию сигнатуры, можно найти необходимый параметр.

4. Составление запроса и подбор

Составить запрос вида http://example.com/script.php?param1=value&param2=value&…&abc=value. Ограничение на длину URL запроса составляет 8192 символа (для сервера Apache). Это означает, что все параметры из алфавита [a-z0-9] длины до 4 символов переберутся примерно за 5880 запросов. При хорошей скорости интернета, это потребует 3-5 минут.

5. Анализ ответов и определение наличия параметра

Эта часть работы алгоритма самая важная, поскольку именно она определяет эффективность работы. Различия в структуре web-приложений и различные условия обуславливают решение о выборе того или иного метода анализа ответа. Рассмотрим плюсы и минусы различных походов:

определение по длине ответа:

плюсы:

Самый быстрый и простой способ. Необходимо лишь узнать длину эталонного запроса (без параметров) и сравнивать ее с длиной запросов с параметрами.

минусы:

Данный метод неприменим в ситуациях, когда каждый раз сценарий генерирует ответ с уникальным содержимым (баннеры, случайный контент, наличие строки запроса в ответе).

определение по сигнатурам случайных значений переменных:

плюсы:

Уменьшение числа ложных срабатываний.

минусы:

Необходимо удалять ложные срабатывания, связанные с штантным попаданием случайного значения в ответ (например, при штатном наличии данных запроса в ответе).
Уменьшение скорости из-за увеличения длины значений параметров (с 1-2 символов до 5-7 символов, что увеличивает время перебора в 1.5-2 раза для параметров длиной до 4 символов).

определение по фиксированным ответам*

плюсы:

точность поиска.

минусы:

точечность поиска – поиск происходит только по одному конкретному параметру.

* - например, когда необходимо определить параметры на странице http://example.com/main/search/stroka_poiska, нам необходимо подставлять во все переменные значение «stroka_poiska» и отслеживать ответ. Верным будет параметр, попавший в запрос, ответ на который совпал по содержимому с первоначальной страницей.

определение по сигнатурам ошибок

плюсы:

почти полное отсутствие ошибок второго рода (False Positive – ложное срабатывание), что исключает идентификацию наличия параметра в запросе, когда на самом деле его в нем нет.

минусы:

требуется использовать базу сигнатур ошибок;
если наличие параметра не вызывает ошибку, то данный метод не выявит параметр.

Как видно из вышеперечисленного, различные методы эффективны в разных ситуациях. Самым простым и, порой, наиболее действенным является первый подход, но иногда нельзя выявить параметр даже с сложных методов. Поэтому желательно использовать различные методики или определяться в каждом конкретном случае, какая методика уменьшит число ложных срабатываний. В конце-концов, если в результате работы будет выявлено 10-15 переменных, они всегда могут быть проверенны на предмет ложных срабатываний вручную.

Практическая реализация

В качестве практической демонстрации эффективности приведенных методов может быть использована утилита, доступная для загрузки по следующему адресу: http://www.ptsecurity.ru/download/modrewrite_search.zip.

Утилита реализует следующие возможности:

1. Полный перебор по алфавиту, наиболее часто встречаемым параметрам (указываются в файле params.txt), в комбинированном режиме («популярное название параметра» + «разделитель (_,-)» + «полный перебор»). Так же можно указать флаг, при котором каждая переменная будет представлена в виде массива (param[]).
2. Использование дихотомии для поиска параметров.
3. Поиск по длине ответа (указывается первоначальная страница, ее размер)
4. Выбор первоначальной страницу с параметрами (например, http://example.com/index.php?page=admin), для поиска множества вложенных параметров (указанные параметры, естественно, будут исключаться из проверки)
5. Выбор символов, подставляемых в значения переменных.

Некоторые из этих механизмов реализованы в системе контроля защищенности и соответствия стандартам MaxPatrol.

Заключение

Приведенный метод подходит не только для оценки защищенности web-приложений, использующих mod_rewrite, но и для поиска переменных, которые могут быть перезаписаны при включенном параметре register_globals. а так же для поиска недокументированных возможностей, таких как различные отладочные («debug») режимы и т.д

Примеры работы программы:

Параметры, необходимые для работы:

Полный перебор до 3 символов:

Перебор по словарю уже другого ресурса:

(параметр length тут не имеет значения)

Обратите внимание, что «пойман» еще один параметр при использовании другого значения параметров:

Отсюда следует, что index.php без параметров соответствует index.php?page=1

А вот так можно выявить комбинированной атакой параметр, который сложно было бы выявить полным перебором и которого нет в словаре:

Использованные материалы: