JWT安全漏洞以及常见攻击方式_jwt漏洞

前言

随着web应用的日渐复杂化，某些场景下，仅使用Cookie、Session等常见的身份鉴别方式无法满足业务的需要，JWT也就应运而生，JWT可以有效的解决分布式场景下的身份鉴别问题，并且会规避掉一些安全问题，如CORS跨域漏洞，CSRF漏洞等。

JWT简介

JWT即Json Web
Token的缩写，顾名思义，是Token的一种。它常被用来在向服务器发起请求时用作身份认证。使用JWT作为身份认证的优势在于：它不需要在服务端去保留用户的认证信息。仅需要对该Token正确性进行校验即可,这就意味着基于token认证机制的应用,不需要去考虑用户在哪一台服务器登录了，为应用的扩展提供了便利。

新技术带来便利的同时也会带来新的安全问题，如果JWT本身安全存在问题，那么整个身份认证机制就会得不到保障。

JWT由三部分组成，类似于xxx.yyy.zzz，前两部分是base64编码的内容，第三部分是加密的签名部分

1. 第一部分被称为header,会说明字符串的类型以及加密方式，当然还会包含其他一些字段，在介绍JWT安全问题时会涉及到部分。
   

2. 第二部分被称为payload,包含用户的身份id,是否是管理权限等字段，这部分中的相关字段可以根据实际情况自行定义。
   

3. 第三部分是加密部分，对前面的“xxx.yyy”用头部中声明的加密方法进行加密，保证JWT的完整性。

​
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

JWT常见安全问题

JWT相关CVE漏洞

下面是JWT相关的一些CVE漏洞

(CVE-2015-2951) alg=none签名绕过漏洞
(CVE-2016-10555) RS/HS256公钥不匹配漏洞
(CVE-2018-0114)密钥注入漏洞
(CVE-2019-20933/CVE-2020-28637)空白密码漏洞
(CVE-2020-28042)空签名漏洞

弱签名算法（无算法）

更改头部中声明的加密算法

例如将下面的HS256更改为none，可以只篡改前两部分，而不改变第三部分签名的情况下进行绕过，或者删除第三部分，但是记得保留“.”
这个符号，以保证符合JWT的格式

存在这种漏洞一般是第三方JWT库存在问题，或者是代码编写错误，生成JWT的代码中使用了none,如下所示

弱密码

如果JWT使用HS系列(对称加密)的加密方法，而且使用较为简单的Key进行加密，那么使用工具就极有可能能够得到key,之后就可以随意的篡改JWT了。

常用的工具

1.jwt_tool
2.hashcat

使用工具破解下面的JWT

​
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.dQknU80__AHPVDmZPFavWdML1XKrVYPLeOXNMo

利用kid标头

在JWT的头部中，除了存在typ 以及alg之外，还可以存在其他内容。KID
标头是一个密钥标识符。kid是RFC标准中用来表示密钥存储位置的地方，服务端可以根据这个提示来寻找解密密钥。
根据代码的编写情况，可能存在以下问题

1. SQL注入
2. 目录遍历
3. 命令执行

SQL注入

这种情况是密钥存储在数据库中，使用kid字段查询相关内容，代码如下所示

目录遍历

kid的值表示的是密钥存储的文件，通过构造payload,就可能会造成目录遍历漏洞

命令执行

kid的值会被带入到要执行的命令之后，代码如下所示

利用JKU标头

jku头是用来获取jwks（json web keys）文件的，这是一个json文件，用来指定获取密钥。我们可以简单地托管我们自己的 JWKS 文件并将他的
jku 指向我们的服务器。

出现此问题的主要原因是应用程序必须解码令牌并使用它来获取 jwks，以便它可以构建公钥并验证令牌。

因此，如果应用程序在没有任何验证的情况下简单地信任 jku，那么这可能会被滥用。

jwks 文件的格式

利用步骤如下

1. 创建公私密钥对

​
openssl genrsa -out private.pem 2048
openssl rsa -in private.pem -outform PEM -pubout -out public.pem

2. 创建我的jwk 文件，通过在线工具 https://russelldavies.github.io/jwk-creator/ ，

public Key Use 选择 sigining,
Algorithm 选择JWT头部中声明的算法
Key id与 头部中声明的一致
然后将生成的公钥的值粘贴框中

3. 修改并保存JWKS文件，根据原来JWKS文件中的kid的值，替换对应的部分，用生成jwk替换掉原来的部分，然后就可以篡改JKU头指向我们托管的服务器，以及payload中对应的值，然后进行利用公钥签名，向服务器发送我们构造的JWT即可，可以使用在线工具jwt.io，或者python以及java代码利用私钥生成篡改的JWT。

易受攻击代码示例

利用 X5C 标头

x5c 标头包含可用于验证JWT的 x509certificate/x509certificate
链。正常流程是提取证书中的公钥，然后验证JWT,如果信任x5c中的值，而不进行验证，那么我们可以生成自己的证书和然后用私钥签名篡改后的内容即可。

攻击流程

1. 创建证书并提取公私密钥

​
openssl req -x509 -nodes -days -newkey rsa:2048 -keyout attacker.key -out attacker.crt
openssl x509 -pubkey -noout -in attacker.crt > publicKey.pem

2.篡改令牌并用您的 x509 证书代替 x5c 声明。

3.修改token，用私钥签名。

易受攻击代码示例

利用X5U标头

x5u标头的问题与juk的问题一致，只不过是地址指向的是存储证书的位置，它用于从 Web 服务器获取 x5c 证书，该证书将用于从中创建公钥并验证令牌。

利用流程

1. 创建证书和公私 rsa 密钥对

​
openssl req -x509 -nodes -days -newkey rsa:2048 -keyout attacker.key -out attacker.crt
openssl x509 -pubkey -noout -in attacker.crt > publicKey.pem

2.托管证书

3.篡改token并用私钥签名

易受攻击代码示例

其他

exp标头

除了上面的问题，如果头部中没有exp标头声明JWT的过期时间，那也是存在风险的，一旦获得该令牌，那么就可以重复使用。

跨服务中继攻击

三个组件，下面两个可以会向用户发送JWT令牌，然后令牌服务在签发令牌时不进行必要的验证，那么可能两个应用在具有相同的用户名时，签发相同的令牌，那么就可以替代其他用户登录到另外一个应用中。

![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-
XIhLYyzc-1676723092959)(https://note.youdao.com/yws/res/25671/WEBRESOURCE2506b4ff96fa8638ce1e8d9c3c03745b)]](https://img-
blog.csdnimg.cn/6e400a9357e7419cbd6ccd1a16f6c2f3.png)

实验部分

https://portswigger.net/web-security/all-labs

未验证签名

成功登录后，可以看到获得的Cookie内容就是JWT格式的，

​
eyJraWQiOiJhZThiOTNhMC01ZWJjLTQzZWYtOWY3My04ODVmMzY1NzdjZWEiLCJhbGciOiJSUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJwb3J0c3dpZ2dlciIsInN1YiI6IndpZW5lciIsImV4cCI6MTY3NjU1NjMxOX0.LM-PYrwNfxoSYvh13Fx4iWP46dYNPhNrq_X1PbVH4JBdtAwolKEIu5ICe_XLUI668CKgwTrlcLzQq8g7gsVvyAttwJKpdfICI-Mncn1CRx6vkxBPxrYhOniRR9G3b_dSwWuuyrpHPV2Zncl8_6wrRO1lB5Yd0zO4TZhATv5hq60iO8F75kRSyD8WnllvNOJVUtTPatmdkq-G8R-bJ0PPlhsXzCXRuWKOlkKl5nyE_aF-tiCAryK6cN_u5pQlc4fYtPds6fnxrPtp7fKPFHCoUSUG7HaA48WqGF603uiKdtLbtia0eEwtSjfT_Wk15Blau4wcGwzCnHeF4Tp2SxWSpA

因为该问题是程序不会对签名部分进行任何验证，因此直接修改payload部分，然后任意输入私钥生成JWT即可

再次构造payload

访问成功，之后可以发现删除用的URL，成功删除用户。

无算法漏洞

1. 登录后获得Cookie中的JWT
2. 然后将头部中的alg更改 none,payload中的用户名替换为administrator,base64编码后替换原来的部分，然后删除签名部分，记得保留点号，保证格式正确，然后就按照第一个实验中的步骤删除用户即可。

使用弱密钥加密

1. 成功登录获得到JWT后进行解码查看，可以看到JWT使用的HS256，这个是对称加密算法，存在使用所密钥的该路，可以使用jwt_tool,等工具尝试对密钥进行猜解。
   

2. 破解的密钥结果为secret1，那我们就可以对JWT进行篡改了。

3. 使用jwt.io网站生成JWT,然后按照上面两个实验的步骤删除用户即可。

JWK标头注入

安装bp扩展 JWT Editor,然后使用JWT Editor Keys生成RSA密钥对，点击确认

在JSON Web Token选项卡 的底部，单击Attack，然后选择Embedded JWK。出现提示时，选择您新生成的 RSA
密钥并单击确定。![在这里插入图片描述](https://img-
blog.csdnimg.cn/910099bfa9e44e3da225eef78a08aadc.png)

jku标头注入

1. 使用扩展生成RSA密钥并保存，然后选择Copy Public Key as JWK，并按照JWKS文件的格式保存到攻击者的服务器。

2. 添加jku头，值为对应jwks文件对应的url

3. 将生成的kid替换原来的kid,用来标识用户的用户名,然后选择对应的密钥进行签名，之后不走与上面的实验一致。
   

利用kid标头绕过

上面的知识部分有讲过kid是用来帮助寻找密钥的，有一种情况就是保存在指定路径的某个文件中，文件名是kid的值。

攻击这个靶场时，我用windows上面的burp怎么样都没办法进行签名，怀疑时burp版本问题，换了个版本也不行，打开虚拟用kali里面的burpSuit，就成功了。

1. 首先修改kid的值，为…/…/…/…/…/…/dev/null,然后将sub修改为administrator。

2.生成密钥，然后保存，记得将k的值修改为AA==,其实也就是空，

混淆算法

这个漏洞应该是在程序中没有指明算法导致的问题。

1.首先访问jwks.json文件，将keys的值，也就是框起来的部分，粘贴出来

2.然后使用JWT Editor的插件，生成RSA密钥，选择生成JWT的，生成之后，将上面的值替换掉里面的内容，然后点击确定，保存
![[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-
ADaGHWJG-1676723092962)(https://note.youdao.com/yws/res/5/WEBRESOURCE05646bbbd8300f603fd7ab75987f5b55)]](https://img-
blog.csdnimg.cn/215d87d72ce3436295c108c230158b80.png)

3.然后对保存的密钥右键，copy as public pem,去进行base64的加密。然后选择生对称加密的密钥，将加密后的值替换到k中，然后保存

4.然后，将加密算法更改为HS256，用户名标识改为administrator,然后就有管理员权限了，之后的步骤就是删除用户，没什么好写的。

参考

https://www.freebuf.com/articles/web/303200.html
https://www.jianshu.com/p/576dbf44b2ae
https://zhuanlan.zhihu.com/p/86937325
https://medium.facilelogin.com/jwt-jws-and-jwe-for-not-so-dummies-b63310d201a3
https://systemweakness.com/hacking-jwt-d29f39e202d5
https://lazyhacker.medium.com/jwt-vulnerabilities-list-simple-
explanation-134c4dcc5e61

网络安全工程师(白帽子)企业级学习路线

第一阶段：安全基础（入门）

第二阶段：Web渗透（初级网安工程师）

第三阶段：进阶部分（中级网络安全工程师）

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