Этой статьёй мы начинаем серию материалов, посвященных поиску уязвимостей в популярных системах с открытым кодом. Ошибки в OpenSSL и glibc показали, что тысячи глаз, имеющих доступ к коду, — не гарантия безопасности open source. Конечно, и закрытый код не становится безопаснее от самого факта закрытости. Просто при наличии правильных инструментов доступность исходного кода позволяет выявить гораздо больше уязвимостей, чем при тестировании методом «чёрного ящика». Вопрос лишь в том, кто этим воспользуется раньше – разработчики или злоумышленники.
Последние два года в ходе разработки системы анализа исходных кодов PT Application Inspector мы проверяли на стендах и «в поле» сотни бесплатных и коммерческих, открытых и проприетарных приложений. В ходе этих тестов было найдено значительное число уязвимостей нулевого дня. Часть этих проблем была закрыта и известна по последним докладам о безопасности SCADA, часть ожидает своей погибели в ходе ответственного разглашения.
Воспользуемся же открытостью open source и покажем, как выявляются и анализируются уязвимости в исходном коде. В роли первого подопытного выступает бесплатная система управления сообществами InstantCMS, работающая на PHP и MySQL. На базе данного конструктора создано немало социальных сетей, сайтов знакомств, онлайн-клубов, городских порталов и государственных ресурсов.
В настоящее время разработчик InstantCMS устранил все обнаруженные нами уязвимости. В этой статье мы рассмотрим ошибки той версии, которая была актуальна на момент тестирования — в ней было найдено несколько десятков багов разной степени риска. Ниже описаны самые интересные.
Исследуя код InstantCMS, наш анализатор сообщил о возможности проведения атаки XSS (межсайтовое выполнение сценариев) вот в таком формате:
Рис. 1.1. Сообщение о наличии XSS-уязвимости
В сообщении приводится полное имя скрипта, номер строки и непосредственно сам код, содержащий уязвимость. Эта информация важна для разработчика: теперь он может найти ошибку, которая стала причиной этой уязвимости.
Теперь для проверки наличия уязвимости посмотрим на автоматически сгенерированный эксплойт, а также на условия, при которых эксплуатация ошибки будет успешной.
Рис 1.2. Подробная информация о найденной XSS
Очевидно, что условие истинно только тогда, когда в запросе будет передан конкретный параметр:
Проверим, как это работает на практике. Отправляем на сервер эксплойт и получаем ответ:
Рис 1.3. Запрос и ответ сервера
Как видим, ответ сервера в HTML-странице содержит именно тот JavaScript-код, который мы отправляли в эксплойте.
Итак, мы убедились, что уязвимость существует. Самое время покопаться в коде и найти ошибку программиста. Воспользуемся информацией из Application Inspector, а именно — полным именем скрипта, номером строки и самим кодом, содержащим уязвимость (см. рис. 1.2).
Проанализировав исходный код, получаем такую картину:
Файл spellchecker.php:
Функция print_textinputs_var () объявлена в верхней части этого же скрипта и как раз содержит известную нам строку номер 27, в которой происходит вызов опасной функции “echo”:
Анализ показал, что код в строке 17 содержит недостаток — нефильтрованный параметр $_POST['textinputs'] — который и стал причиной уязвимости в строке 27. А это, в свою очередь, сделало XSS-атаку возможной.
Чего можно добиться с помощью XSS? Как минимум инвайта на Хабре :) А если звезды сойдутся — получить в свое распоряжение cookies администратора сайта, а следовательно, и доступ в админскую панель.
В ходе дальнейшего сканирования была обнаружена возможность провести атаку, основанную на расщеплении HTTP-ответа сервера (HTTP Response Splitting):
Рис 2.1. Отчет Application Inspector (справа — уязвимость в деталях)
Сгенерирован классический тестовый эксплойт, добавляющий дополнительный заголовок путем внедрения символов «перевод строки» и «возврат каретки». Эксплуатация возможна, если приложение работает на PHP версии ниже 5.1.2 (в более поздних версиях в интерпретатор встроена защита от таких атак).
Рис. 2.2. Граф потока выполнения демонстрирует наличие уязвимости
Результат анализа позволяет найти причину возникшей уязвимости и выработать рекомендации по ее устранению. Система PT AI указала, что вызов опасной функции произошел на 32-й строке файла set.php. Открыв исходный код, мы действительно видим, что в означенную строку попадает параметр, принимаемый без всякой фильтрации из POST-запроса в 15-й строке того же файла.
Рис 2.3. Программный код, содержащий уязвимость
Бывают случаи, когда разбор причин возникновения уязвимости является значительно более трудоемким, однако в данном случае и причины возникновения уязвимости, и пути ее устранения очевидны. Программисту необходимо добавить дополнительные проверки при присвоении значения переменной $back.
В результате сканирования была обнаружена возможность провести атаку, классифицируемую как Open Redirect — открытое перенаправление:
Рис 3.1. Отчет о наличии Open Redirect, с подробной информацией
Воспользуемся автоматически сгенерированным запросом-эксплойтом: отправим его на сервер-стенд и проанализируем ответ.
Рис 3.2. Запрос-эксплойт для проверки уязвимости Open Redirect и ответ на него
Как мы видим, в исследуемой CMS действительно имеет место открытое перенаправление: ответом на запрос стала страница стороннего ресурса, переданная в векторе атаки. Попробуем разобраться в причинах. Отчет говорит о том, что точкой выхода атаки является строка 32 файла set.php. Откроем программный код:
Рис 3.3. Уязвимый участок программного кода
В 32-й строке формируется заголовок location со значением из переменной $back. В свою очередь, переменная $back принимает свое значение из массива $_POST в 15-й строке того же файла без всяких дополнительных проверок. Таким образом становится ясна причина уязвимости — передача нефильтрованного параметра в 15-й строке файла set.php. Для устранения ошибки необходимы дополнительные проверки для переменной $back.
Чем опасна эта уязвимость? Прежде всего — возможностью практически незаметно для пользователя перенаправить его на зараженную страницу, а затем, так же незаметно, вернуть обратно.
Сплитинг с использованием последовательности символов %0D%0A работает на версиях PHP ниже 5.1.2, однако в некоторых ситуациях он возможен, даже если на сервере используется современная версия PHP.
Подходящие условия возникают, если клиентом является браузер Internet Explorer: он понимает последовательности %0A%20 или %0D%0A%20 как разделитель, а другие браузеры считают новую строку, начинающуюся с пробела, продолжением предыдущего заголовка. Такое поведение IE и недостаточная фильтрация в функции header() в PHP делают сплитинг возможным. Баг в header() исправлен недавно (bugs.php.net/bug.php?id=68978) и скоро попадет в релизы.
Примеры внедрения заголовка и содержимого в IE — ниже, адрес для проверки: molnar.es/php-header/test.php.
Рис. 4.1
Рис. 4.2
Проверить внедрение заголовков и открытое перенаправление на уязвимом сценарии (InstantCMS set.php в IE) можно и с помощью AI. Возьмем информацию из двух эксплойтов, полученных AI (адрес, метод, нефильтруемый параметр) для демонстрации такого вектора атаки на примере ptsecurity.com. Сделаем форму, которая посылает нужный вектор на нужный адрес, и посмотрим, работает ли атака. Как видим, да: на рис. 4.4 видно и адрес скрипта (set.php), и редирект (302-й статус и потом загрузку ptsecurity.com) и сплитинг (заголовок custom header).
Теперь по шагам:
1. Создаем страницу с формой:
2. Заходим на страницу в IE и отправляем запрос.
Результат выполнения запроса:
Рис. 4.3
Рис. 4.4
На рис. 4.4 видно, что помимо перенаправления был установлен заголовок Custom-Header со значением Test.
Рассмотрим еще один пример уязвимости, обнаруженной при помощи AI. Согласно результатам сканирования, в InstantCMS возможно внедрение SQL-кода (SQL Injection), да еще и в различных вариантах.
Рис. 5.1. Фрагмент отчета PT AI. Однотипные SQL-инъекции — и подробная информация об одной из них
Помимо определения уязвимого фрагмента кода и родительской уязвимости в приложении, PT AI выдает необходимые условия для проведения атаки.
На рис. 5.1 видно, что для эксплуатации SQL Injection требуются несколько условий, одно из которых — наличие в сессии вектора атаки. Это признак межмодульных уязвимостей (Second Order SQL Injection, хранимых XSS). У таких багов данные попадают в уязвимую функцию не сразу из переменных от точек входа, а из каких-то промежуточных хранилищ — базы, сессий и т. п., где они до этого каким-то образом оказались.
Эксплуатация межмодульных уязвимостей происходит в несколько этапов. Например, для хранимой XSS данные одним запросом заносятся в СУБД, а вторым запросом — извлекаются оттуда и чем-то выводятся на страницу.
Рис. 5.2. Схема эксплуатации хранимых XSS
Продемонстрируем эксплуатацию найденной уязвимости Second Order SQL Injection в условиях, которые позволяют злоумышленнику изменять значения переменных в сессии. Возьмем простейший пример — виртуальный хостинг с общим хранилищем сессий. У хостинга есть ошибка конфигурации — значение директивы PHP session.save_path, которое по умолчанию равно /tmp (подробности).
Если на сервере крутятся несколько сайтов, один из которых подконтролен злоумышленнику, мы можем атаковать соседний ресурс, функционирующий на базе InstantCMS, обладая минимальными правами.
Для этого необходимо:
1. Создать файл сессий с вектором для SQL Injection.
2. Сделать запрос с cookie, соответствующим файлу сессии из п. 1, к странице InstantCMS, при генерации которой вектор из сессии попадет в SQL-запрос.
Пример PHP-скрипта, генерирующего файл:
Атака проходит в два этапа:
Сначала запускается скрипт, который создает файл с вектором и выводит значение для cookie сессии.
Рис. 5.3. Пример файла с вектором для SQL Injection в InstantCMS
Затем отправляется следующий запрос на сайт с InstantCMS:
Ответ сервера будет получен примерно через 5 секунд для вектора с sleep(5), что подтвердит наличие SQL Injection.
Стоит подчеркнуть еще пару моментов:
Уязвимость SQL Injection позволяет провернуть множество нехороших фокусов, от чтения содержимого таблиц БД до заливки на сервер веб-шелла, это наиболее опасный вид атаки среди рассмотренных в данной статье. Об ошибках управления сессиями можно почитать в презентации на ZeroNights, где показывали похожий случай ошибки управления сессиями применительно к CMS.
На этом с InstantCMS — все. Исследование уязвимостей в других системах с открытым кодом мы продолжим в следующих материалах.
Последние два года в ходе разработки системы анализа исходных кодов PT Application Inspector мы проверяли на стендах и «в поле» сотни бесплатных и коммерческих, открытых и проприетарных приложений. В ходе этих тестов было найдено значительное число уязвимостей нулевого дня. Часть этих проблем была закрыта и известна по последним докладам о безопасности SCADA, часть ожидает своей погибели в ходе ответственного разглашения.
Воспользуемся же открытостью open source и покажем, как выявляются и анализируются уязвимости в исходном коде. В роли первого подопытного выступает бесплатная система управления сообществами InstantCMS, работающая на PHP и MySQL. На базе данного конструктора создано немало социальных сетей, сайтов знакомств, онлайн-клубов, городских порталов и государственных ресурсов.
В настоящее время разработчик InstantCMS устранил все обнаруженные нами уязвимости. В этой статье мы рассмотрим ошибки той версии, которая была актуальна на момент тестирования — в ней было найдено несколько десятков багов разной степени риска. Ниже описаны самые интересные.
Краткий FAQ о проекте:
В: Как выбираются системы для проверки?
О: Встречаются экспертам в ходе консалтинговых работ по тестированию на проникновение и анализу защищенности.
В: Что такое PT Application Inspector?
О: Система анализа исходного кода: ptsecurity.ru/appsecurity/application-inspector
В: Почему вы не пишете про систему ХХХ?
О: Она либо ещё не проверялась, либо её уязвимости ещё устраняются разработчиками. Пишите нам в комментариях или на почту, поставим в очередь.
В: Что вы делаете с уязвимостями?
О: Отправляем информацию производителям ПО и помогаем устранить ошибки. Полный список обнаруженных уязвимостей: ptsecurity.ru/lab/advisory
О: Встречаются экспертам в ходе консалтинговых работ по тестированию на проникновение и анализу защищенности.
В: Что такое PT Application Inspector?
О: Система анализа исходного кода: ptsecurity.ru/appsecurity/application-inspector
В: Почему вы не пишете про систему ХХХ?
О: Она либо ещё не проверялась, либо её уязвимости ещё устраняются разработчиками. Пишите нам в комментариях или на почту, поставим в очередь.
В: Что вы делаете с уязвимостями?
О: Отправляем информацию производителям ПО и помогаем устранить ошибки. Полный список обнаруженных уязвимостей: ptsecurity.ru/lab/advisory
В любой CMS есть хотя бы одна XSS
Исследуя код InstantCMS, наш анализатор сообщил о возможности проведения атаки XSS (межсайтовое выполнение сценариев) вот в таком формате:
Рис. 1.1. Сообщение о наличии XSS-уязвимости
В сообщении приводится полное имя скрипта, номер строки и непосредственно сам код, содержащий уязвимость. Эта информация важна для разработчика: теперь он может найти ошибку, которая стала причиной этой уязвимости.
Теперь для проверки наличия уязвимости посмотрим на автоматически сгенерированный эксплойт, а также на условия, при которых эксплуатация ошибки будет успешной.
Рис 1.2. Подробная информация о найденной XSS
Очевидно, что условие истинно только тогда, когда в запросе будет передан конкретный параметр:
textinputs[]=''Проверим, как это работает на практике. Отправляем на сервер эксплойт и получаем ответ:
Рис 1.3. Запрос и ответ сервера
Как видим, ответ сервера в HTML-странице содержит именно тот JavaScript-код, который мы отправляли в эксплойте.
Итак, мы убедились, что уязвимость существует. Самое время покопаться в коде и найти ошибку программиста. Воспользуемся информацией из Application Inspector, а именно — полным именем скрипта, номером строки и самим кодом, содержащим уязвимость (см. рис. 1.2).
Проанализировав исходный код, получаем такую картину:
Файл spellchecker.php:
17 строка: $textinputs = $_POST['textinputs'];
…
function print_textinputs_var() {
global $textinputs;
foreach( $textinputs as $key=>$val ) {
27 строка: echo "textinputs[$key] = decodeURIComponent(\"" . $val . "\");\n";
}
}
…
161 строка: print_textinputs_var();
Функция print_textinputs_var () объявлена в верхней части этого же скрипта и как раз содержит известную нам строку номер 27, в которой происходит вызов опасной функции “echo”:
Анализ показал, что код в строке 17 содержит недостаток — нефильтрованный параметр $_POST['textinputs'] — который и стал причиной уязвимости в строке 27. А это, в свою очередь, сделало XSS-атаку возможной.
Чего можно добиться с помощью XSS? Как минимум инвайта на Хабре :) А если звезды сойдутся — получить в свое распоряжение cookies администратора сайта, а следовательно, и доступ в админскую панель.
Уязвимость HTTP Response Splitting
В ходе дальнейшего сканирования была обнаружена возможность провести атаку, основанную на расщеплении HTTP-ответа сервера (HTTP Response Splitting):
Рис 2.1. Отчет Application Inspector (справа — уязвимость в деталях)
Сгенерирован классический тестовый эксплойт, добавляющий дополнительный заголовок путем внедрения символов «перевод строки» и «возврат каретки». Эксплуатация возможна, если приложение работает на PHP версии ниже 5.1.2 (в более поздних версиях в интерпретатор встроена защита от таких атак).
Рис. 2.2. Граф потока выполнения демонстрирует наличие уязвимости
Результат анализа позволяет найти причину возникшей уязвимости и выработать рекомендации по ее устранению. Система PT AI указала, что вызов опасной функции произошел на 32-й строке файла set.php. Открыв исходный код, мы действительно видим, что в означенную строку попадает параметр, принимаемый без всякой фильтрации из POST-запроса в 15-й строке того же файла.
Рис 2.3. Программный код, содержащий уязвимость
Бывают случаи, когда разбор причин возникновения уязвимости является значительно более трудоемким, однако в данном случае и причины возникновения уязвимости, и пути ее устранения очевидны. Программисту необходимо добавить дополнительные проверки при присвоении значения переменной $back.
Уязвимость Open Redirect
В результате сканирования была обнаружена возможность провести атаку, классифицируемую как Open Redirect — открытое перенаправление:
Рис 3.1. Отчет о наличии Open Redirect, с подробной информацией
Воспользуемся автоматически сгенерированным запросом-эксплойтом: отправим его на сервер-стенд и проанализируем ответ.
Рис 3.2. Запрос-эксплойт для проверки уязвимости Open Redirect и ответ на него
Как мы видим, в исследуемой CMS действительно имеет место открытое перенаправление: ответом на запрос стала страница стороннего ресурса, переданная в векторе атаки. Попробуем разобраться в причинах. Отчет говорит о том, что точкой выхода атаки является строка 32 файла set.php. Откроем программный код:
Рис 3.3. Уязвимый участок программного кода
В 32-й строке формируется заголовок location со значением из переменной $back. В свою очередь, переменная $back принимает свое значение из массива $_POST в 15-й строке того же файла без всяких дополнительных проверок. Таким образом становится ясна причина уязвимости — передача нефильтрованного параметра в 15-й строке файла set.php. Для устранения ошибки необходимы дополнительные проверки для переменной $back.
Чем опасна эта уязвимость? Прежде всего — возможностью практически незаметно для пользователя перенаправить его на зараженную страницу, а затем, так же незаметно, вернуть обратно.
Сплитинг и редирект в свежей PHP и Internet Explorer
Сплитинг с использованием последовательности символов %0D%0A работает на версиях PHP ниже 5.1.2, однако в некоторых ситуациях он возможен, даже если на сервере используется современная версия PHP.
Подходящие условия возникают, если клиентом является браузер Internet Explorer: он понимает последовательности %0A%20 или %0D%0A%20 как разделитель, а другие браузеры считают новую строку, начинающуюся с пробела, продолжением предыдущего заголовка. Такое поведение IE и недостаточная фильтрация в функции header() в PHP делают сплитинг возможным. Баг в header() исправлен недавно (bugs.php.net/bug.php?id=68978) и скоро попадет в релизы.
Примеры внедрения заголовка и содержимого в IE — ниже, адрес для проверки: molnar.es/php-header/test.php.
Рис. 4.1
Рис. 4.2
Проверить внедрение заголовков и открытое перенаправление на уязвимом сценарии (InstantCMS set.php в IE) можно и с помощью AI. Возьмем информацию из двух эксплойтов, полученных AI (адрес, метод, нефильтруемый параметр) для демонстрации такого вектора атаки на примере ptsecurity.com. Сделаем форму, которая посылает нужный вектор на нужный адрес, и посмотрим, работает ли атака. Как видим, да: на рис. 4.4 видно и адрес скрипта (set.php), и редирект (302-й статус и потом загрузку ptsecurity.com) и сплитинг (заголовок custom header).
Теперь по шагам:
1. Создаем страницу с формой:
<form action="http://example.com/modules/mod_template/set.php" method="POST">
<textarea cols="100" rows="10" name="back">http://www.ptsecurity.com/
Custom-Header: Test</textarea><br/>
<input type="submit">
</form>
2. Заходим на страницу в IE и отправляем запрос.
Результат выполнения запроса:
Рис. 4.3
Рис. 4.4
На рис. 4.4 видно, что помимо перенаправления был установлен заголовок Custom-Header со значением Test.
SQL Injection
Рассмотрим еще один пример уязвимости, обнаруженной при помощи AI. Согласно результатам сканирования, в InstantCMS возможно внедрение SQL-кода (SQL Injection), да еще и в различных вариантах.
Рис. 5.1. Фрагмент отчета PT AI. Однотипные SQL-инъекции — и подробная информация об одной из них
Помимо определения уязвимого фрагмента кода и родительской уязвимости в приложении, PT AI выдает необходимые условия для проведения атаки.
На рис. 5.1 видно, что для эксплуатации SQL Injection требуются несколько условий, одно из которых — наличие в сессии вектора атаки. Это признак межмодульных уязвимостей (Second Order SQL Injection, хранимых XSS). У таких багов данные попадают в уязвимую функцию не сразу из переменных от точек входа, а из каких-то промежуточных хранилищ — базы, сессий и т. п., где они до этого каким-то образом оказались.
Эксплуатация межмодульных уязвимостей происходит в несколько этапов. Например, для хранимой XSS данные одним запросом заносятся в СУБД, а вторым запросом — извлекаются оттуда и чем-то выводятся на страницу.
Рис. 5.2. Схема эксплуатации хранимых XSS
Продемонстрируем эксплуатацию найденной уязвимости Second Order SQL Injection в условиях, которые позволяют злоумышленнику изменять значения переменных в сессии. Возьмем простейший пример — виртуальный хостинг с общим хранилищем сессий. У хостинга есть ошибка конфигурации — значение директивы PHP session.save_path, которое по умолчанию равно /tmp (подробности).
Если на сервере крутятся несколько сайтов, один из которых подконтролен злоумышленнику, мы можем атаковать соседний ресурс, функционирующий на базе InstantCMS, обладая минимальными правами.
Для этого необходимо:
1. Создать файл сессий с вектором для SQL Injection.
2. Сделать запрос с cookie, соответствующим файлу сессии из п. 1, к странице InstantCMS, при генерации которой вектор из сессии попадет в SQL-запрос.
Пример PHP-скрипта, генерирующего файл:
<?php
session_start();
$sessionSavePath = session_save_path();
$_SESSION['user']['id'] = "1' and sleep(5)='";
session_write_close();
$sessionFilePath = $sessionSavePath . '/sess_'. session_id();
$output =
'session id: ' . session_id() ."\n" .
'session file: '. $sessionFilePath . "\n" .
'chmod result: ' . var_export(chmod($sessionFilePath, 0755), TRUE) . "\n" .
"file: \n\n" . file_get_contents($sessionFilePath) . "\n";
echo '<pre>' . $output . '</pre>';
?>
Атака проходит в два этапа:
Сначала запускается скрипт, который создает файл с вектором и выводит значение для cookie сессии.
Рис. 5.3. Пример файла с вектором для SQL Injection в InstantCMS
Затем отправляется следующий запрос на сайт с InstantCMS:
GET /admin/index.php HTTP/1.1
Host: victim
Cookie: PHPSESSID=session
Connection: close
Ответ сервера будет получен примерно через 5 секунд для вектора с sleep(5), что подтвердит наличие SQL Injection.
Стоит подчеркнуть еще пару моментов:
- Описанный сценарий атаки не сработал бы в случае, если бы в коде InstantCMS разработчики устанавливали значение session.save_path, которое бы отличалось от значения для сайта атакующего, и права на директорию с сессиями не давали получать список файлов, читать, изменять их и создавать свои.
- Иногда встречаются баги с инъекцией в сессию (1, 2) — как в самом PHP, так и в коде приложений.
Уязвимость SQL Injection позволяет провернуть множество нехороших фокусов, от чтения содержимого таблиц БД до заливки на сервер веб-шелла, это наиболее опасный вид атаки среди рассмотренных в данной статье. Об ошибках управления сессиями можно почитать в презентации на ZeroNights, где показывали похожий случай ошибки управления сессиями применительно к CMS.
На этом с InstantCMS — все. Исследование уязвимостей в других системах с открытым кодом мы продолжим в следующих материалах.
