阿赫亚web安全JSON

前言

JSON（JavaScript Object Notation），可以说，这一事实，浏览器，server数据交换标准。的格式如XML，或者其他自己定义的格式会越来越少。


为什么JSON这么流行？
和JavaScript无缝对接是一个原因。


另一个重要原因是能够比較轻松的实现跨域。假设是XML。或者其他专有格式，则非常难实现跨域。要通过flash之类来实现。


不论什么一种数据格式，怎样解析处理不当。都会存在安全漏洞。

以下扯谈下JSON相关的一些安全东东。
在介绍之前，先来提几个问题：

  • 为什么XMLHttpRequest要遵守同源策略？
  • XMLHttpRequest 请求会不会带cookie?
  • <script scr="..."> 的标签请求会不会带cookie？
  • 向一个其他域名的站点提交一个form，会不会带cookie？
  • CORS请求能不能带cookie？

JSON注入

有的时候，可能是为了方便。有人会手动拼接下JSON，可是这样的随手代码，却可能带来意想不到的安全隐患。
第一种方式。利用字符串拼接：
		String user = "test01";
		String password = "12345', admin:'true";
		String json = "{user:'%s', password:'%s'}";
		System.out.println(String.format(json, user, password));
		//{user:'test01', password:'12345', admin:'true'}

用户添加了管理员权限。
另外一种，利用Parameter pollution， 类似http parameter pollution
		String string = "{user:'test01',password:'hello', password:'world'}";
		JSONObject parse = JSON.parseObject(string);
		String password = parse.getString("password");
		System.out.println(password);
		//world
当JSON数据key反复了会怎么处理？大部分JSON解析库都是后面的參数覆盖了前面的。


以下的演示了改动别人password的样例：

		//user%3Dtest01%26password%3D12345%27%2Cuser%3Dtest02"
		//user=test01&password=12345',user=test02
		HttpServletRequest request = null;
		String user = request.getParameter("user");
		//检查test01是否登陆
		String password = request.getParameter("password");
		String content = "{user:'" + user + "', password:'" + password + "'}";
		 
		User user = JSON.parseObject(content, User.class);
		//{"password":"12345","user":"test02"}
		updateDb(user);

所以说。不要手动拼接JSON字符串

浏览器端应该怎样处理JSON数据？

像eval这样的方式，自然是不能採用的。

如今的浏览器都提供了原生的方法 JSON.parse(str) 来转换为JS对象。
假设是IE8之前的浏览器，要使用这个库来解析：https://github.com/douglascrockford/JSON-js
參考：http://zh.wikipedia.org/wiki/JSON#.E5.AE.89.E5.85.A8.E6.80.A7.E5.95.8F.E9.A1.8C
JQuery里内置了JSON解析库


JSONP callback注入

简介jsonp的工作原理。

jsonp工作原理：

用js在document上插入一个<script>标签。标签的src指向远程server的API地址。client和server约定一个回调函数的名字，然后server返回回调函数包裹着的数据，然后浏览器运行回调函数，取得数据。
比方jquery是这样子实现的：
var url = 'http://localhost:8080/testJsonp?callback=?
';
$.getJSON(url, function(data){
    alert(data)
});
jquery自己主动把?

转成了一个带时间戳特别的函数（防止缓存）：

  http://localhost:8080/testJsonp?
callback=jQuery1102045087050669826567_1386230674292&_=1386230674293
相当于插入了这么一个<script>标签：
<script src="http://localhost:8080/testJsonp?callback=jQuery1102045087050669826567_1386230674292&_=1386230674293"></script>
server返回的数据是这样子的：
jQuery1102045087050669826567_1386230674292({'name':'abc', 'age':18})
浏览器会运行直接运行这个JS函数。
所以。假设在callback函数的名字上做点手脚，能够运行随意的JS代码。所以说callback名字一定要严格过滤。
当然。callback函数的名字一般是程序自己控制的，可是不能排除有其他被利用的可能。
那么callback函数的名字。怎样过滤？应当仅仅同意合法的JS函数命名。用正则来匹配应该是这样子的：
^[0-9a-zA-Z_.]+$
正则可能比較慢。能够写一个函数来推断：
	static boolean checkJSONPCallbackName(String name) {
		try {
			for (byte c : name.getBytes("US-ASCII")) {
				if ((c >= '0' && c <= '9') || (c >= 'a' && c <= 'z') || (c >= 'A' && c <= 'Z') || c == '_')
				{
					continue;
				} else {
					return false;
				}
			}
			return true;
		} catch (Throwable t) {
			return false;
		}
	}

实际上对callback函数名字进行严格检验还有其他的一个优点，就是防范了非常多UTF-7编码攻击。

由于UTF-7编码的头部都是带有特殊字符的，如"+/v8"，"+/v9"，这样就过滤掉非法编码的请求了。

jsonp的请求的验证

jsonp在使用的时候，还有easy犯的错误是没有验证用户的身份。


第一。操作是否是用户自己提交的，而不是别的网页用<script>标签，或者用<form>提交的
所以要检查request的refer，或者验证token。这个实际是CSRF防护的范畴。可是非常easy被忽略。


第二，要验证用户的权限。
非常多时候。可能仅仅是验证了用户是否登录 。却没有细致推断用户是否有权限。
比方通过JSONP请求改动了别的用户的数据。
所以说，一定要难证来源。推断refer。验证用户的身份。
到乌云上搜索。能够找到不少类似的漏洞，都是由于没有严格验证用户的权限。http://www.wooyun.org/searchbug.php?q=jsonp

JSON hijacking

在JS里能够为对象定义一些setter函数。这种话就存在了能够利用的漏洞。


比方在浏览器的JS Console里运行：

window.__defineSetter__('x', function() {
alert('x is being assigned!');
});
window.x=1;
会非常奇妙地弹出一个alert窗体，说明我们定义的setter函数起作用了。


结合这个，当利用<script>标签请求外部的一个JSON API时，假设返回的是数组型，就能够利用窃取数据。


比方有这种一个API：
http://www.test.com/friends
返回的数据是JSON Array：

[{'user':'test01','age':18},{'user':'test02,'age':19},{'user':'test03','age':20}]
在攻击页面上插入下面的代码，就能够获取到用户的全部的朋友的信息。
<script>
  Object.prototype.__defineSetter__('user',function(obj)
      {alert(obj);
    }
  );
</script>
<script src="http://www.test.com/friends"></script>
这个漏洞在前几年非常流行，比方qq邮箱的一个漏洞：http://www.wooyun.org/bugs/wooyun-2010-046

如今的浏览器都已经修复了，能够下载一个Firefox3.0版本号来測试下。眼下的浏览器在解析JSON Array字符串的时候。不再去触发setter函数了。

但对于object.xxx 这种设置。还是会触发。

IE的utf-7编码解析问题

这个漏洞也以前非常流行。

利用的是老版的IE能够解析utf-7编码的字符串或者文件，绕过server的过滤。举个乌云上的样例：http://www.wooyun.org/bugs/wooyun-2011-01293

有这种一个jsonp调用接口：
http://jipiao.taobao.com/hotel/remote/livesearch.do?callback=%2B%2Fv8%20%2BADwAaAB0AG0APgA8AGIAbwBkAHkAPgA8AHMAYwByAGkAcAB0AD4AYQBsAGUAcgB0ACgAMQApADsAPAAvAHMAYwByAGkAcAB0AD4APAAvAGIAbwBkAHkAPgA8AC8AaAB0AG0APg
url decoder之后是：
http://jipiao.taobao.com/hotel/remote/livesearch.do?callback=+/v8 +ADwAaAB0AG0APgA8AGIAbwBkAHkAPgA8AHMAYwByAGkAcAB0AD4AYQBsAGUAcgB0ACgAMQApADsAPAAvAHMAYwByAGkAcAB0AD4APAAvAGIAbwBkAHkAPgA8AC8AaAB0AG0APg
由于jsonp调用是直接返回callback包装的数据。所以实际上。上面的请求直接返回的是：
+/v8 +ADwAaAB0AG0APgA8AGIAbwBkAHkAPgA8AHMAYwByAGkAcAB0AD4AYQBsAGUAcgB0ACgAMQApADsAPAAvAHMAYwByAGkAcAB0AD4APAAvAGIAbwBkAHkAPgA8AC8AaAB0AG0APg-(调用结果数据)
IE做了UTF-7解码之后数据是这样子的：

<htm><body><script>alert(1);</script></body></htm>(调用结果数据)

于是。就运行了XSS。
另外用IFrame也是能够的。

可是我在IE8上測试，url的后缀须要是html才会触发。
IE把没有声明返回Content-Type的请求当做了"text/html"类型的。然后解析就有问题了。仅仅要server端显式设置了Content-Type为"application/json"，则IE不会识别编码，就不会触发漏洞。所以说server端的Content-Type一定要设置对。虽然设置之后调试有点麻烦。可是却大大提高了安全性。

JSON格式设置为："application/json"
JavaScript设置为："application/x-javascript"
JavaScript另一些设置为："text/javascript"等，都是不规范的。


其他的一些东东

MongoDB注入

这个实际上就是JSON注入，简单的字符串拼接。可能会引发各种数据被改动的问题。

JSON解析库的问题

有些JSON库解析库支持循环引用，那么能否够构造特别的数据，导致其解析失败？从而引起CPU使用过高，拒绝服务等问题？

FastJSON的一个StackOverflowError Bug：

https://github.com/alibaba/fastjson/issues/76

有些JSON库解析有问题：

http://www.freebuf.com/articles/web/10672.html

JSON-P

有人提出一个JSON-P的规范，可是貌似眼下都没有浏览器有支持这个的。
原理是对于JSONP请求。浏览器能够要求server返回的MIME是"application/json-p"，这样能够严格校验是否合法的JSON数据。


CORS（Cross-Origin Resource Sharing）

为了解决跨域调用的安全性问题。眼下实际上可用的方案是CORS：

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Access_control_CORS
http://www.w3.org/TR/cors/

原理是通过server端设置同意跨域调用，然后浏览器就同意XMLHttpRequest跨域调用了。

CORS能够发起GET/POST请求。不像JSONP。仅仅能发起GET请求。

默认情况下，CORS请求是不带cookie的。

我个人觉得，这个方法也非常蛋疼。一是须要server配置。二是协议复杂。浏览器假设不能确定是否可以跨域调用。还要先进行一个Preflight Request。。

实际上，即使server不同意CORS，XMLHttpRequest请求实际上是发送出去，而且返回数据的了。仅仅是浏览器没有让JS环境拿到而已。

另外。我觉得有第二种数据泄露的可能：黑客可能控制了某个路由，他不能任意抓包，可是他能够在回应头里插入一些特别的头部。比方：

Access-Control-Allow-Credentials: true
那么。这时XMLHttpRequest请求就是带cookie的了。

最初的问题

回到最初的问题：

  • 为什么XMLHttpRequest要遵守同源策略？
即使XMLHttpRequest是不带Cookie的，也是有可能造成数据泄露的。比方内部站点是依据IP限制訪问的，假设XMLHttpRequest不遵守同源策略，那么攻击者能够在用户浏览网页的时候，发起请求，取得内部站点数据。
  • XMLHttpRequest 请求会不会带cookie?
同域情况下会。不同域情况下不会。假设server设置Access-Control-Allow-Credentials: true ，也是能够跨域带Cookie的。
  • <script scr="..."> 的标签请求会不会带cookie？
会。
  • 向一个其他域名的站点提交一个form，会不会带cookie？
会。

总结：

  • 禁止手动拼接JSON字符串。一律应当用JSON库输出。也不应使用自己实现的ObjectToJson等方法，由于可能有各种没有考虑到的地方。

  • jsonp请求的callback要严格过滤，仅仅同意"_"，0到9。a-z, A-Z，即合法的javascript函数的命名。
  • jsonp请求也要推断合法性，比方用户是否登陆（这点非常easy被忽略）。
  • 设置好Content-Type（这点对于调试不方便。可是提高了安全性）。

  • 以jsonp方式调用第三方的接口。实际相当于引入了第三方的JS代码，要谨慎。

參考：

http://www.json.org/

http://www.slideshare.net/wurbanski/nosql-no-security

https://github.com/douglascrockford/JSON-js

http://toolswebtop.com/      在线编码转换，能够转换UTF-7    

http://www.thespanner.co.uk/2011/05/30/json-hijacking/

http://www.thespanner.co.uk/2009/11/23/bypassing-csp-for-fun-no-profit/

http://stackoverflow.com/questions/1830050/why-same-origin-policy-for-xmlhttprequest

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