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升级头部欺骗

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H2C 欺骗

明文 HTTP2 (H2C)

通常，普通的 HTTP 连接只持续一个请求的时间。然而，H2C 或者“明文 HTTP2”是指将普通的短暂的 HTTP 连接升级为使用 HTTP2 二进制协议进行持续通信的持久连接，而不是使用明文 HTTP 协议进行一次请求。

欺骗的第二部分发生在使用反向代理时。通常，当向反向代理发送 HTTP 请求时，代理会处理请求，处理一系列路由规则，然后将请求转发到后端，然后返回响应。当 HTTP 请求包含Connection: Upgrade头部时，例如用于 WebSocket 连接，反向代理将维持客户端和服务器之间的持久连接，允许这些协议所需的持续通信。对于 H2C 连接，RFC 要求存在 3 个头部：

Upgrade: h2c
HTTP2-Settings: AAMAAABkAARAAAAAAAIAAAAA
Connection: Upgrade, HTTP2-Settings

漏洞位置

当升级连接时，反向代理通常会停止处理单个请求，假设一旦建立连接，其路由工作就完成了。使用H2C Smuggling，我们可以绕过反向代理在处理请求时使用的规则，如基于路径的路由、身份验证或WAF处理，只要我们能首先建立H2C连接。

受影响的代理

从漏洞的解释中可以看出，代理服务器需要转发Upgrade标头，并且有时还需要成功转发Connection标头。

默认情况下，以下服务在代理传递期间会转发Upgrade和Connection标头，从而使h2c smuggling开箱即用：

  • HAProxy
  • Traefik
  • Nuster

默认情况下，这些服务在代理传递期间不会转发Upgrade和Connection标头，但可以以不安全的方式进行配置（通过传递未经过滤的Upgrade和Connection标头）：

  • AWS ALB/CLB
  • NGINX
  • Apache
  • Squid
  • Varnish
  • Kong
  • Envoy
  • Apache Traffic Server

攻击

原始博客文章指出，并非所有服务器都会转发符合H2C连接升级所需的标头。这意味着默认情况下，负载均衡器（如AWS ALB/CLB、NGINX和Apache Traffic Server等）将阻止H2C连接。然而，在博客文章的结尾处，他提到“并非所有后端都符合规范，我们可以使用不符合规范的Connection: Upgrade变体进行测试，其中Connection标头中省略了HTTP2-Settings值”。

{% hint style="danger" %} 请注意，即使proxy_pass URL（代理转发连接的终点）指向特定的路径，例如http://backend:9999/socket.io，连接也将与http://backend:9999建立，因此您可以滥用此技术来联系该内部终点中的任何其他路径。因此，在proxy_pass的URL中指定路径并不重要。 {% endhint %}

使用工具https://github.com/BishopFox/h2csmuggler和https://github.com/assetnote/h2csmuggler，您可以尝试绕过代理所施加的保护，建立H2C连接并访问受代理保护的资源。

点击此链接获取有关Nginx中此漏洞的更多信息。

WebSocket Smuggling

与之前的技术类似，这个技术不是创建到通过代理可访问的端点的HTTP2隧道，而是为相同目的创建一个WebSocket隧道，绕过潜在的代理限制并直接与端点通信：

场景1

我们有一个后端，公开暴露了WebSocket API，并且还有一个无法从外部访问的内部REST API。恶意客户端想要访问内部REST API。

在第一步中，客户端发送升级请求到反向代理，但在标头Sec-WebSocket-Version中使用了错误的协议版本。代理不验证Sec-WebSocket-Version标头，并认为升级请求是正确的。然后，它将请求转发到后端。

在第二步中，后端发送带有状态码426的响应，因为标头Sec-WebSocket-Version中的协议版本不正确。然而，反向代理不会检查来自后端的足够响应（包括状态码），并认为后端已准备好进行WebSocket通信。然后，它将请求转发到客户端。

最后，反向代理认为客户端和后端之间建立了WebSocket连接。实际上并没有WebSocket连接 - 后端拒绝了升级请求。同时，代理保持客户端和后端之间的TCP或TLS连接处于打开状态。客户端可以通过在连接上发送HTTP请求轻松访问私有REST API。

发现以下反向代理受到影响：

  • Varnish - 团队拒绝修复所描述的问题。
  • Envoy proxy 1.8.0（或更早版本）- 在更新的版本中，升级机制已更改。
  • 其他 - 待定。

场景2

大多数反向代理（例如NGINX）在握手部分期间检查来自后端的状态码。这使得攻击更加困难，但并非不可能。

让我们观察第二个场景。我们有一个后端，公开暴露了WebSocket API和用于健康检查的公共REST API，同时还有无法从外部访问的内部REST API。恶意客户端想要访问内部REST API。NGINX用作反向代理。WebSocket API在路径/api/socket.io/上可用，健康检查API在路径/api/health上可用。

通过发送POST请求来调用健康检查API，名为u的参数控制URL。后端访问由恶意用户控制的外部资源，并将状态码返回给客户端。

在第一步中，客户端发送POST请求来调用健康检查API，但附加了HTTP标头Upgrade: websocket。NGINX认为这是一个正常的升级请求，它只查找Upgrade标头，跳过请求的其他部分。然后代理将请求转发到后端。

在第二步中，后端调用健康检查API。它访问由恶意用户控制的外部资源，并返回带有状态码101的HTTP响应。后端将该响应转发给反向代理。由于NGINX仅验证状态码，它将认为后端已准备好进行WebSocket通信。然后，它将请求转发到客户端。

{% hint style="warning" %} 请注意，这个场景要更复杂一些，因为您需要能够联系某个返回状态码101的端点。 {% endhint %}

最后，NGINX认为客户端和后端之间建立了WebSocket连接。实际上并没有WebSocket连接 - 后端调用了健康检查REST API。同时，反向代理保持客户端和后端之间的TCP或TLS连接处于打开状态。客户端可以通过在连接上发送HTTP请求轻松访问私有REST API。

大多数反向代理应该受到该场景的影响。然而，利用需要存在外部SSRF漏洞（通常被认为是低严重性问题）。

实验室

检查实验室以测试两种情况：https://github.com/0ang3el/websocket-smuggle.git

参考资料

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