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Vulnerabilidades de JWT (Json Web Tokens)

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Parte de esta publicación se basa en el increíble post: https://github.com/ticarpi/jwt_tool/wiki/Attack-Methodology
Autor de la excelente herramienta para pentesting de JWTs https://github.com/ticarpi/jwt_tool

Victorias Rápidas

Ejecuta jwt_tool con el modo ¡Todos los Tests! y espera las líneas verdes

python3 jwt_tool.py -M at \
-t "https://api.example.com/api/v1/user/76bab5dd-9307-ab04-8123-fda81234245" \
-rh "Authorization: Bearer eyJhbG...<JWT Token>"

Si tienes suerte, la herramienta encontrará algún caso donde la aplicación web esté verificando incorrectamente el JWT:

Luego, puedes buscar la solicitud en tu proxy o volcar el JWT utilizado para esa solicitud usando la herramienta jwt_:

python3 jwt_tool.py -Q "jwttool_706649b802c9f5e41052062a3787b291"

Manipular datos sin modificar nada

Simplemente puedes manipular los datos dejando la firma tal como está y verificar si el servidor está revisando la firma. Intenta cambiar tu nombre de usuario a "admin", por ejemplo.

¿Se verifica el token?

Para verificar si la firma de un JWT está siendo verificada:

  • Un mensaje de error sugiere una verificación en curso; se deben revisar los detalles sensibles en los errores detallados.
  • Un cambio en la página devuelta también indica verificación.
  • La falta de cambio sugiere que no hay verificación; en este caso, es cuando se debe experimentar con la manipulación de las reclamaciones de carga útil.

Origen

Es importante determinar si el token fue generado en el lado del servidor o en el lado del cliente examinando el historial de solicitudes del proxy.

  • Los tokens vistos por primera vez desde el lado del cliente sugieren que la clave podría estar expuesta al código del lado del cliente, lo que requiere una investigación adicional.
  • Los tokens que se originan en el lado del servidor indican un proceso seguro.

Duración

Verifica si el token dura más de 24 horas... tal vez nunca expire. Si hay un campo "exp", verifica si el servidor lo está manejando correctamente.

Fuerza bruta del secreto HMAC

Ver esta página.

Modificar el algoritmo a None (CVE-2015-9235)

Establece el algoritmo utilizado como "None" y elimina la parte de la firma.

Utiliza la extensión Burp llamada "JSON Web Token" para probar esta vulnerabilidad y cambiar diferentes valores dentro del JWT (envía la solicitud a Repeater y en la pestaña "JSON Web Token" puedes modificar los valores del token. También puedes seleccionar poner el valor del campo "Alg" en "None").

Cambiar el algoritmo de RS256(asimétrico) a HS256(simétrico) (CVE-2016-5431/CVE-2016-10555)

El algoritmo HS256 utiliza la clave secreta para firmar y verificar cada mensaje.
El algoritmo RS256 utiliza la clave privada para firmar el mensaje y utiliza la clave pública para la autenticación.

Si cambias el algoritmo de RS256 a HS256, el código del backend utiliza la clave pública como la clave secreta y luego utiliza el algoritmo HS256 para verificar la firma.

Luego, utilizando la clave pública y cambiando RS256 a HS256 podríamos crear una firma válida. Puedes recuperar el certificado del servidor web ejecutando esto:

openssl s_client -connect example.com:443 2>&1 < /dev/null | sed -n '/-----BEGIN/,/-----END/p' > certificatechain.pem #For this attack you can use the JOSEPH Burp extension. In the Repeater, select the JWS tab and select the Key confusion attack. Load the PEM, Update the request and send it. (This extension allows you to send the "non" algorithm attack also). It is also recommended to use the tool jwt_tool with the option 2 as the previous Burp Extension does not always works well.
openssl x509 -pubkey -in certificatechain.pem -noout > pubkey.pem

Nueva clave pública dentro del encabezado

Un atacante incrusta una nueva clave en el encabezado del token y el servidor utiliza esta nueva clave para verificar la firma (CVE-2018-0114).

Esto se puede hacer con la extensión "JSON Web Tokens" de Burp.
(Envía la solicitud a Repeater, dentro de la pestaña JSON Web Token selecciona "CVE-2018-0114" y envía la solicitud).

Suplantación de JWKS

Las instrucciones detallan un método para evaluar la seguridad de los tokens JWT, especialmente aquellos que emplean una afirmación de encabezado "jku". Esta afirmación debe enlazar a un archivo JWKS (JSON Web Key Set) que contenga la clave pública necesaria para la verificación del token.

  • Evaluación de Tokens con Encabezado "jku":
  • Verificar la URL de la afirmación "jku" para asegurarse de que conduzca al archivo JWKS apropiado.
  • Modificar el valor "jku" del token para dirigirlo hacia un servicio web controlado, permitiendo la observación del tráfico.
  • Monitoreo de la Interacción HTTP:
  • Observar las solicitudes HTTP a la URL especificada indica los intentos del servidor de recuperar claves desde el enlace proporcionado.
  • Al emplear jwt_tool para este proceso, es crucial actualizar el archivo jwtconf.ini con la ubicación personal de su JWKS para facilitar las pruebas.
  • Comando para jwt_tool:
  • Ejecute el siguiente comando para simular el escenario con jwt_tool:
python3 jwt_tool.py JWT_AQUÍ -X s

Resumen de Problemas de Kid

Una afirmación de encabezado opcional conocida como kid se utiliza para identificar una clave específica, lo cual es especialmente vital en entornos donde existen múltiples claves para la verificación de la firma del token. Esta afirmación ayuda a seleccionar la clave apropiada para verificar la firma de un token.

Revelación de Clave a través de "kid"

Cuando la afirmación kid está presente en el encabezado, se recomienda buscar en el directorio web el archivo correspondiente o sus variaciones. Por ejemplo, si se especifica "kid":"key/12345", los archivos /key/12345 y /key/12345.pem deben buscarse en la raíz web.

Travesía de Ruta con "kid"

La afirmación kid también podría ser explotada para navegar a través del sistema de archivos, lo que potencialmente permitiría la selección de un archivo arbitrario. Es factible probar la conectividad o ejecutar ataques de Falsificación de Solicitudes del Lado del Servidor (SSRF) al alterar el valor kid para apuntar a archivos o servicios específicos. Manipular el JWT para cambiar el valor kid manteniendo la firma original se puede lograr utilizando la bandera -T en jwt_tool, como se muestra a continuación:

python3 jwt_tool.py <JWT> -I -hc kid -hv "../../dev/null" -S hs256 -p ""

Al apuntar a archivos con contenido predecible, es posible falsificar un JWT válido. Por ejemplo, el archivo /proc/sys/kernel/randomize_va_space en sistemas Linux, conocido por contener el valor 2, puede ser utilizado en el parámetro kid con 2 como la contraseña simétrica para la generación del JWT.

Inyección SQL a través de "kid"

Si el contenido de la afirmación kid se emplea para recuperar una contraseña de una base de datos, se podría facilitar una inyección SQL modificando la carga útil de kid. Un ejemplo de carga útil que utiliza inyección SQL para alterar el proceso de firma del JWT incluye:

non-existent-index' UNION SELECT 'ATTACKER';-- -

Esta alteración fuerza el uso de una clave secreta conocida, ATTACKER, para la firma del JWT.

Inyección de SO a través de "kid"

Un escenario donde el parámetro kid especifica una ruta de archivo utilizada dentro de un contexto de ejecución de comandos podría llevar a vulnerabilidades de Ejecución de Código Remoto (RCE). Al inyectar comandos en el parámetro kid, es posible exponer claves privadas. Un ejemplo de carga útil para lograr RCE y exposición de claves es:

/root/res/keys/secret7.key; cd /root/res/keys/ && python -m SimpleHTTPServer 1337&

x5u y jku

jku

jku significa URL de Conjunto de Claves JWK.
Si el token utiliza una afirmación de encabezado “jku”, verifique la URL proporcionada. Esta debería apuntar a una URL que contenga el archivo JWKS que contiene la Clave Pública para verificar el token. Manipule el token para que el valor de jku apunte a un servicio web del cual pueda monitorear el tráfico.

Primero, es necesario crear un nuevo certificado con nuevas claves privadas y públicas.

openssl genrsa -out keypair.pem 2048
openssl rsa -in keypair.pem -pubout -out publickey.crt
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in keypair.pem -out pkcs8.key

Entonces puedes usar, por ejemplo, jwt.io para crear el nuevo JWT con las claves pública y privada creadas y apuntando el parámetro jku al certificado creado. Para crear un certificado jku válido, puedes descargar el original y cambiar los parámetros necesarios.

Puedes obtener los parámetros "e" y "n" de un certificado público usando:

from Crypto.PublicKey import RSA
fp = open("publickey.crt", "r")
key = RSA.importKey(fp.read())
fp.close()
print("n:", hex(key.n))
print("e:", hex(key.e))

x5u

X.509 URL. Un URI que apunta a un conjunto de certificados públicos X.509 (un estándar de formato de certificado) codificados en forma PEM. El primer certificado en el conjunto debe ser el utilizado para firmar este JWT. Los certificados subsiguientes firman cada uno al anterior, completando así la cadena de certificados. X.509 está definido en RFC 52807. Se requiere seguridad de transporte para transferir los certificados.

Intenta cambiar este encabezado por una URL bajo tu control y verifica si se recibe alguna solicitud. En ese caso, podrías manipular el JWT.

Para falsificar un nuevo token utilizando un certificado controlado por ti, necesitas crear el certificado y extraer las claves pública y privada:

openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout attacker.key -out attacker.crt
openssl x509 -pubkey -noout -in attacker.crt > publicKey.pem

Entonces puedes usar, por ejemplo, jwt.io para crear el nuevo JWT con las claves pública y privada creadas y apuntando el parámetro x5u al certificado .crt creado.

También puedes abusar de ambas vulnerabilidades para SSRFs.

x5c

Este parámetro puede contener el certificado en base64:

Si el atacante genera un certificado autofirmado y crea un token falsificado usando la clave privada correspondiente y reemplaza el valor del parámetro "x5c" con el certificado recién generado y modifica los otros parámetros, es decir, n, e y x5t, entonces esencialmente el token falsificado sería aceptado por el servidor.

openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout attacker.key -outattacker.crt
openssl x509 -in attacker.crt -text

Clave Pública Incrustada (CVE-2018-0114)

Si el JWT tiene incrustada una clave pública como en el siguiente escenario:

Utilizando el siguiente script de nodejs es posible generar una clave pública a partir de esos datos:

const NodeRSA = require('node-rsa');
const fs = require('fs');
n ="​ANQ3hoFoDxGQMhYOAc6CHmzz6_Z20hiP1Nvl1IN6phLwBj5gLei3e4e-DDmdwQ1zOueacCun0DkX1gMtTTX36jR8CnoBRBUTmNsQ7zaL3jIU4iXeYGuy7WPZ_TQEuAO1ogVQudn2zTXEiQeh-58tuPeTVpKmqZdS3Mpum3l72GHBbqggo_1h3cyvW4j3QM49YbV35aHV3WbwZJXPzWcDoEnCM4EwnqJiKeSpxvaClxQ5nQo3h2WdnV03C5WuLWaBNhDfC_HItdcaZ3pjImAjo4jkkej6mW3eXqtmDX39uZUyvwBzreMWh6uOu9W0DMdGBbfNNWcaR5tSZEGGj2divE8"​;
e = "AQAB";
const key = new NodeRSA();
var importedKey = key.importKey({n: Buffer.from(n, 'base64'),e: Buffer.from(e, 'base64'),}, 'components-public');
console.log(importedKey.exportKey("public"));

Es posible generar un nuevo par de claves privada/pública, incrustar la nueva clave pública dentro del token y usarla para generar una nueva firma:

openssl genrsa -out keypair.pem 2048
openssl rsa -in keypair.pem -pubout -out publickey.crt
openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in keypair.pem -out pkcs8.key

Puedes obtener el "n" y "e" usando este script de nodejs:

const NodeRSA = require('node-rsa');
const fs = require('fs');
keyPair = fs.readFileSync("keypair.pem");
const key = new NodeRSA(keyPair);
const publicComponents = key.exportKey('components-public');
console.log('Parameter n: ', publicComponents.n.toString("hex"));
console.log('Parameter e: ', publicComponents.e.toString(16));

ES256: Revelando la clave privada con el mismo nonce

Si algunas aplicaciones utilizan ES256 y usan el mismo nonce para generar dos JWT, la clave privada puede ser restaurada.

Aquí tienes un ejemplo: ECDSA: Revelando la clave privada, si se usa el mismo nonce (con SECP256k1)

JTI (JWT ID)

La afirmación JTI (JWT ID) proporciona un identificador único para un Token JWT. Puede ser utilizado para prevenir que el token sea reutilizado.
Sin embargo, imagina una situación donde la longitud máxima del ID es 4 (0001-9999). La solicitud 0001 y 10001 van a utilizar el mismo ID. Entonces, si el backend está incrementando el ID en cada solicitud, podrías abusar de esto para repetir una solicitud (necesitando enviar 10000 solicitudes entre cada repetición exitosa).

Afirmaciones registradas en JWT

{% embed url="https://www.iana.org/assignments/jwt/jwt.xhtml#claims" %}

Otros ataques

Ataques de Relevo entre Servicios

Se ha observado que algunas aplicaciones web confían en un servicio JWT de confianza para la generación y gestión de sus tokens. Se han registrado casos donde un token, generado para un cliente por el servicio JWT, fue aceptado por otro cliente del mismo servicio JWT. Si se observa la emisión o renovación de un JWT a través de un servicio de terceros, se debe investigar la posibilidad de registrarse en una cuenta en otro cliente de ese servicio utilizando el mismo nombre de usuario/correo electrónico. Luego se debe intentar repetir el token obtenido en una solicitud al objetivo para ver si es aceptado.

  • La aceptación de tu token podría indicar un problema crítico, potencialmente permitiendo la suplantación de la cuenta de cualquier usuario. Sin embargo, se debe tener en cuenta que podría ser necesario obtener permiso para pruebas más amplias si se registra en una aplicación de terceros, ya que esto podría entrar en un área legal gris.

Verificación de Caducidad de Tokens

La caducidad del token se verifica utilizando la afirmación de carga útil "exp". Dado que los JWT a menudo se utilizan sin información de sesión, se requiere un manejo cuidadoso. En muchos casos, capturar y repetir el JWT de otro usuario podría permitir la suplantación de ese usuario. El RFC de JWT recomienda mitigar los ataques de repetición de JWT utilizando la afirmación "exp" para establecer un tiempo de caducidad para el token. Además, la implementación de verificaciones relevantes por parte de la aplicación para garantizar el procesamiento de este valor y el rechazo de tokens caducados es crucial. Si el token incluye una afirmación "exp" y los límites de tiempo de prueba lo permiten, se recomienda almacenar el token y repetirlo después de que haya pasado el tiempo de caducidad. El contenido del token, incluida la interpretación de la marca de tiempo y la verificación de caducidad (marca de tiempo en UTC), se puede leer utilizando la bandera -R de la herramienta jwt_tool.

  • Podría existir un riesgo de seguridad si la aplicación aún valida el token, ya que podría implicar que el token nunca caduque.

Herramientas

{% embed url="https://github.com/ticarpi/jwt_tool" %}

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