# Rennbedingung
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{% hint style="warning" %} Für ein tiefes Verständnis dieser Technik lesen Sie den Originalbericht unter [https://portswigger.net/research/smashing-the-state-machine](https://portswigger.net/research/smashing-the-state-machine) {% endhint %} ## Verbesserung von Rennbedingungsangriffen Das Hauptproblem bei der Ausnutzung von Rennbedingungen besteht darin, sicherzustellen, dass mehrere Anfragen gleichzeitig bearbeitet werden, mit **sehr geringen Unterschieden in ihren Verarbeitungszeiten - idealerweise weniger als 1 ms**. Hier finden Sie einige Techniken zur Synchronisierung von Anfragen: #### HTTP/2 Single-Paket-Angriff vs. HTTP/1.1 Last-Byte-Synchronisierung * **HTTP/2**: Unterstützt das Senden von zwei Anfragen über eine einzelne TCP-Verbindung und reduziert den Einfluss von Netzwerk-Jitter. Aufgrund von serverseitigen Variationen reichen jedoch zwei Anfragen möglicherweise nicht für einen konsistenten Rennbedingungsangriff aus. * **HTTP/1.1 'Last-Byte Sync'**: Ermöglicht das Vorsenden der meisten Teile von 20-30 Anfragen, wobei ein kleines Fragment zurückgehalten wird, das dann zusammen gesendet wird und gleichzeitig beim Server ankommt. Die **Vorbereitung auf Last-Byte Sync** umfasst: 1. Senden von Headern und Body-Daten abzüglich des letzten Bytes, ohne den Stream zu beenden. 2. Pause von 100 ms nach dem initialen Senden. 3. Deaktivierung von TCP\_NODELAY zur Nutzung des Nagle-Algorithmus für das Stapeln von finalen Frames. 4. Pingen zur Aufwärmung der Verbindung. Das nachfolgende Senden zurückgehaltener Frames sollte zu deren Ankunft in einem einzelnen Paket führen, was über Wireshark überprüfbar ist. Diese Methode gilt nicht für statische Dateien, die normalerweise nicht in RC-Angriffen involviert sind. ### Anpassung an die Serverarchitektur Das Verständnis der Architektur des Ziels ist entscheidend. Front-End-Server können Anfragen möglicherweise unterschiedlich routen, was die Zeitnahme beeinflusst. Eine vorbeugende serverseitige Verbindungsaufwärmung durch belanglose Anfragen könnte die Zeitnahme von Anfragen normalisieren. #### Umgang mit Sitzungsbasierter Sperrung Frameworks wie der PHP-Sitzungshandler serialisieren Anfragen nach Sitzung, was potenziell Schwachstellen verschleiern kann. Die Verwendung unterschiedlicher Sitzungstoken für jede Anfrage kann dieses Problem umgehen. #### Überwindung von Rate- oder Ressourcenbeschränkungen Wenn die Verbindungsaufwärmung nicht wirksam ist, kann das absichtliche Auslösen von Verzögerungen durch Webserver-Raten- oder Ressourcenbeschränkungen durch eine Flut von Dummy-Anfragen den Ein-Paket-Angriff erleichtern, indem eine serverseitige Verzögerung induziert wird, die für Rennbedingungen förderlich ist. ## Angriffsbeispiele * **Tubo Intruder - HTTP2 Single-Paket-Angriff (1 Endpunkt)**: Sie können die Anfrage an **Turbo Intruder** senden (`Erweiterungen` -> `Turbo Intruder` -> `An Turbo Intruder senden`), Sie können in der Anfrage den Wert, den Sie für **Brute Force** möchten, ändern für **`%s`** wie in `csrf=Bn9VQB8OyefIs3ShR2fPESR0FzzulI1d&username=carlos&password=%s` und dann das **`examples/race-single-packer-attack.py`** auswählen:
Wenn Sie **verschiedene Werte senden** möchten, könnten Sie den Code mit diesem ändern, der eine Wortliste aus der Zwischenablage verwendet: ```python passwords = wordlists.clipboard for password in passwords: engine.queue(target.req, password, gate='race1') ``` {% hint style="warning" %} Wenn die Website HTTP2 nicht unterstützt (nur HTTP1.1), verwenden Sie `Engine.THREADED` oder `Engine.BURP` anstelle von `Engine.BURP2`. {% endhint %} * **Tubo Intruder - HTTP2 single-packet attack (Mehrere Endpunkte)**: Wenn Sie eine Anfrage an 1 Endpunkt senden müssen und dann mehrere an andere Endpunkte, um die RCE auszulösen, können Sie das Skript `race-single-packet-attack.py` wie folgt ändern: ```python def queueRequests(target, wordlists): engine = RequestEngine(endpoint=target.endpoint, concurrentConnections=1, engine=Engine.BURP2 ) # Hardcode the second request for the RC confirmationReq = '''POST /confirm?token[]= HTTP/2 Host: 0a9c00370490e77e837419c4005900d0.web-security-academy.net Cookie: phpsessionid=MpDEOYRvaNT1OAm0OtAsmLZ91iDfISLU Content-Length: 0 ''' # For each attempt (20 in total) send 50 confirmation requests. for attempt in range(20): currentAttempt = str(attempt) username = 'aUser' + currentAttempt # queue a single registration request engine.queue(target.req, username, gate=currentAttempt) # queue 50 confirmation requests - note that this will probably sent in two separate packets for i in range(50): engine.queue(confirmationReq, gate=currentAttempt) # send all the queued requests for this attempt engine.openGate(currentAttempt) ``` * Es ist auch in **Repeater** über die neue Option '**Gruppe parallel senden**' in Burp Suite verfügbar. * Für **limit-overrun** könnten Sie einfach die **gleiche Anfrage 50 Mal** in der Gruppe hinzufügen. * Für **Verbindungsaufwärmung** könnten Sie **am Anfang der Gruppe** einige Anfragen an einen nicht statischen Teil des Webservers hinzufügen. * Um den Prozess **zwischen der Bearbeitung einer Anfrage und einer anderen** in 2 Unterzustandsschritten zu **verzögern**, könnten Sie **zusätzliche Anfragen zwischen** beiden Anfragen hinzufügen. * Für einen **Multi-Endpoint** RC könnten Sie beginnen, die **Anfrage zu senden, die zum versteckten Zustand führt**, und dann **50 Anfragen** direkt danach senden, die **den versteckten Zustand ausnutzen**.
### Roh BF Vor der vorherigen Forschung wurden einige Payloads verwendet, die versuchten, die Pakete so schnell wie möglich zu senden, um eine RC zu verursachen. * **Repeater:** Überprüfen Sie die Beispiele aus dem vorherigen Abschnitt. * **Intruder**: Senden Sie die **Anfrage** an **Intruder**, setzen Sie die **Anzahl der Threads** im **Optionsmenü auf 30** und wählen Sie als Payload **Null-Payloads** aus und generieren Sie **30**. * **Turbo Intruder** ```python def queueRequests(target, wordlists): engine = RequestEngine(endpoint=target.endpoint, concurrentConnections=5, requestsPerConnection=1, pipeline=False ) a = ['Session=','Session=','Session='] for i in range(len(a)): engine.queue(target.req,a[i], gate='race1') # open TCP connections and send partial requests engine.start(timeout=10) engine.openGate('race1') engine.complete(timeout=60) def handleResponse(req, interesting): table.add(req) ``` * **Python - asyncio** ```python import asyncio import httpx async def use_code(client): resp = await client.post(f'http://victim.com', cookies={"session": "asdasdasd"}, data={"code": "123123123"}) return resp.text async def main(): async with httpx.AsyncClient() as client: tasks = [] for _ in range(20): #20 times tasks.append(asyncio.ensure_future(use_code(client))) # Get responses results = await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True) # Print results for r in results: print(r) # Async2sync sleep await asyncio.sleep(0.5) print(results) asyncio.run(main()) ``` ## **RC Methodologie** ### Limit-Überlauf / TOCTOU Dies ist die grundlegendste Art von Race Condition, bei der **Schwachstellen auftreten**, die **die Anzahl der Male begrenzen, die Sie eine Aktion ausführen können**. Zum Beispiel das mehrfache Verwenden desselben Rabattcodes in einem Webshop. Ein sehr einfaches Beispiel finden Sie in [**diesem Bericht**](https://medium.com/@pravinponnusamy/race-condition-vulnerability-found-in-bug-bounty-program-573260454c43) oder in [**diesem Bug**](https://hackerone.com/reports/759247)**.** Es gibt viele Variationen dieses Angriffstyps, darunter: * Mehrfaches Einlösen einer Geschenkkarte * Mehrfaches Bewerten eines Produkts * Abheben oder Übertragen von Bargeld über Ihr Kontoguthaben hinaus * Wiederverwendung einer einzelnen CAPTCHA-Lösung * Umgehen einer Anti-Brute-Force-Ratenbegrenzung ### **Versteckte Unterzustände** Das Ausnutzen komplexer Race Conditions beinhaltet oft die Nutzung kurzer Gelegenheiten zur Interaktion mit versteckten oder **unerwünschten maschinellen Unterzuständen**. So gehen Sie vor: 1. **Potenzielle versteckte Unterzustände identifizieren** * Beginnen Sie damit, Endpunkte zu ermitteln, die kritische Daten wie Benutzerprofile oder Passwortzurücksetzungsprozesse ändern oder mit ihnen interagieren. Konzentrieren Sie sich auf: * **Speicherung**: Bevorzugen Sie Endpunkte, die serverseitige persistente Daten manipulieren, gegenüber denen, die Daten clientseitig verarbeiten. * **Aktion**: Suchen Sie nach Operationen, die vorhandene Daten ändern, da diese eher ausnutzbare Bedingungen schaffen als solche, die neue Daten hinzufügen. * **Schlüsselung**: Erfolgreiche Angriffe beinhalten in der Regel Operationen, die auf demselben Identifikator basieren, z. B. Benutzername oder Zurücksetzungstoken. 2. **Erste Sondierung durchführen** * Testen Sie die identifizierten Endpunkte mit Race-Condition-Angriffen und beobachten Sie Abweichungen von den erwarteten Ergebnissen. Unerwartete Antworten oder Änderungen im Anwendungsverhalten können auf eine Schwachstelle hinweisen. 3. **Schwachstelle demonstrieren** * Beschränken Sie den Angriff auf die minimale Anzahl von Anfragen, die benötigt werden, um die Schwachstelle auszunutzen, oft nur zwei. Dieser Schritt erfordert möglicherweise mehrere Versuche oder Automatisierung aufgrund des präzisen Timing. ### Zeitkritische Angriffe Präzision beim Timing von Anfragen kann Schwachstellen aufdecken, insbesondere wenn vorhersehbare Methoden wie Zeitstempel für Sicherheitstoken verwendet werden. Beispielsweise könnten durch die Generierung von Passwortzurücksetzungstoken basierend auf Zeitstempeln identische Tokens für gleichzeitige Anfragen ermöglicht werden. **Zum Ausnutzen:** * Verwenden Sie präzises Timing, wie bei einem Ein-Paket-Angriff, um gleichzeitige Passwortzurücksetzungsanfragen zu stellen. Identische Tokens deuten auf eine Schwachstelle hin. **Beispiel:** * Fordern Sie zwei Passwortzurücksetzungstoken gleichzeitig an und vergleichen Sie sie. Übereinstimmende Tokens deuten auf einen Fehler in der Token-Generierung hin. **Überprüfen Sie dieses** [**PortSwigger Lab**](https://portswigger.net/web-security/race-conditions/lab-race-conditions-exploiting-time-sensitive-vulnerabilities) **um dies auszuprobieren.** ## Fallstudien zu versteckten Unterzuständen ### Bezahlen & Artikel hinzufügen Überprüfen Sie dieses [**PortSwigger Lab**](https://portswigger.net/web-security/logic-flaws/examples/lab-logic-flaws-insufficient-workflow-validation), um zu sehen, wie Sie in einem Geschäft **bezahlen** und **einen zusätzlichen** Artikel hinzufügen können, für den Sie **nicht bezahlen müssen**. ### Andere E-Mails bestätigen Die Idee ist es, **eine E-Mail-Adresse zu überprüfen und gleichzeitig in eine andere zu ändern**, um herauszufinden, ob die Plattform die neue geänderte Adresse überprüft. ### E-Mail zu 2 E-Mail-Adressen Cookie-basiert ändern Laut [**dieser Forschung**](https://portswigger.net/research/smashing-the-state-machine) war Gitlab anfällig für eine Übernahme auf diese Weise, weil es möglicherweise das **E-Mail-Verifizierungstoken einer E-Mail an die andere E-Mail sendet**. **Überprüfen Sie dieses** [**PortSwigger Lab**](https://portswigger.net/web-security/race-conditions/lab-race-conditions-single-endpoint) **um dies auszuprobieren.** ### Versteckte Datenbankzustände / Bestätigungsumgehung Wenn **2 verschiedene Schreibvorgänge** verwendet werden, um **Informationen** in einer **Datenbank hinzuzufügen**, gibt es einen kurzen Zeitraum, in dem **nur die erste Daten** in die Datenbank geschrieben wurde. Beispielsweise könnten bei der Erstellung eines Benutzers der **Benutzername** und das **Passwort** geschrieben werden und dann das Token zur Bestätigung des neu erstellten Kontos. Dies bedeutet, dass für kurze Zeit das **Token zur Bestätigung eines Kontos null ist**. Daher könnte das **Registrieren eines Kontos und das Senden mehrerer Anfragen mit einem leeren Token** (`token=` oder `token[]=` oder einer anderen Variation) zur sofortigen Bestätigung des Kontos ermöglichen, ein Konto zu bestätigen, bei dem Sie die E-Mail nicht kontrollieren. **Überprüfen Sie dieses** [**PortSwigger Lab**](https://portswigger.net/web-security/race-conditions/lab-race-conditions-partial-construction) **um dies auszuprobieren.** ### 2FA umgehen Der folgende Pseudocode ist anfällig für Race Condition, weil in einem sehr kurzen Zeitraum die **2FA nicht durchgesetzt wird**, während die Sitzung erstellt wird: ```python session['userid'] = user.userid if user.mfa_enabled: session['enforce_mfa'] = True # generate and send MFA code to user # redirect browser to MFA code entry form ``` ### OAuth2 ewige Persistenz Es gibt mehrere [**OAuth-Anbieter**](https://en.wikipedia.org/wiki/List\_of\_OAuth\_providers). Diese Dienste ermöglichen es Ihnen, eine Anwendung zu erstellen und Benutzer zu authentifizieren, die der Anbieter registriert hat. Um dies zu tun, muss der **Client** Ihrer Anwendung erlauben, auf einige ihrer Daten innerhalb des **OAuth-Anbieters** zuzugreifen.\ Also, bis hierhin nur ein üblicher Login mit Google/LinkedIn/GitHub... wo Sie mit einer Seite aufgefordert werden, die besagt: "_Anwendung \ möchte auf Ihre Informationen zugreifen, möchten Sie dies zulassen?_" #### Race Condition in `authorization_code` Das **Problem** tritt auf, wenn Sie es **akzeptieren** und automatisch einen **`authorization_code`** an die bösartige Anwendung senden. Dann missbraucht diese **Anwendung eine Race Condition im OAuth-Dienstanbieter, um mehr als ein AT/RT** (_Authentifizierungstoken/Erneuerungstoken_) aus dem **`authorization_code`** für Ihr Konto zu generieren. Grundsätzlich wird sie den Umstand ausnutzen, dass Sie der Anwendung erlaubt haben, auf Ihre Daten zuzugreifen, um **mehrere Konten zu erstellen**. Dann, wenn Sie der Anwendung **die Erlaubnis entziehen, auf Ihre Daten zuzugreifen, wird ein Paar AT/RT gelöscht, aber die anderen werden weiterhin gültig sein**. #### Race Condition in `Refresh Token` Sobald Sie einen gültigen RT erhalten haben, könnten Sie versuchen, ihn zu missbrauchen, um mehrere AT/RT zu generieren, und **selbst wenn der Benutzer die Berechtigungen** für die bösartige Anwendung zum Zugriff auf seine Daten **widerruft, werden mehrere RTs weiterhin gültig sein**. ## **RC in WebSockets** In [**WS\_RaceCondition\_PoC**](https://github.com/redrays-io/WS\_RaceCondition\_PoC) finden Sie einen PoC in Java, um WebSocket-Nachrichten **parallel** zu senden und **Race Conditions auch in WebSockets** auszunutzen. ## Referenzen * [https://hackerone.com/reports/759247](https://hackerone.com/reports/759247) * [https://pandaonair.com/2020/06/11/race-conditions-exploring-the-possibilities.html](https://pandaonair.com/2020/06/11/race-conditions-exploring-the-possibilities.html) * [https://hackerone.com/reports/55140](https://hackerone.com/reports/55140) * [https://portswigger.net/research/smashing-the-state-machine](https://portswigger.net/research/smashing-the-state-machine) * [https://portswigger.net/web-security/race-conditions](https://portswigger.net/web-security/race-conditions)
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