「典型安全漏洞系列」03.跨站请求伪造CSRF详解

引言：CSRF（Cross-Site Request Forgery，跨站请求伪造）是一种攻击技术，通过使用用户的身份进行不诚实地操作，恶意用户可以在受害者（目标）的机器上执行一些未授权的操作。这可能会危及用户的信息安全或进行恶意的财务交易等。下面我们来介绍一下 CSRF 的简介、原理和防御方法。

1. 简介

CSRF 攻击通过在用户不知情的情况下，冒充用户身份向服务器发送请求。由于攻击者可以利用用户在站点上已存在的 cookie 进行身份验证，所以这种攻击往往不易被察觉。它与常见的 XSS（跨站脚本攻击）攻击有相似之处，都是利用 Web 应用程序的安全漏洞进行攻击。
CSRF常年位于CWE Top10，可见其危害性及普遍性。排名源自CWE官网https://cwe.mitre.org/top25/archive/2023/2023_top25_list.html
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Note：如果想了解CWE，请参阅「网络安全常用术语解读」通用缺陷枚举CWE详解

2. 主要危害

在成功的CSRF攻击中，攻击者会导致受害者用户无意中执行操作。例如，这可能是更改他们帐户上的电子邮件地址、更改他们的密码或进行资金转账。根据操作的性质，攻击者可能能够完全控制用户的帐户。如果受危害的用户在应用程序中具有特权角色，则攻击者可能能够完全控制应用程序的所有数据和功能。
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3. 攻击原理

CSRF 攻击的工作原理可以分为以下几个步骤：

1、受害者首先会访问一个被攻击者控制的网站或者恶意网页，该网站包含了恶意脚本。
当受害者再次访问自己的网站或应用程序时，恶意脚本会使用受害者的 cookie 向服务器发送请求，冒充受害者的身份进行操作。
2、由于服务器端的应用程序通常会验证 cookie，所以攻击者可以成功冒充用户身份并执行一些未授权的操作。

CSRF 攻击的成功与否取决于两个因素：一是受害者对被攻击网站的信任，二是服务器端应用程序对 cookie 的依赖。由于大多数网站都会使用 cookie 进行身份验证，因此 CSRF 攻击是一种相对普遍的攻击方式。

3.1. 举例说明

假设应用程序允许用户更改其帐户上的电子邮件地址。当用户执行此操作时，他们会发出如下HTTP请求：

POST /email/change HTTP/1.1
Host: vulnerable-website.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 30
Cookie: session=yvthwsztyeQkAPzeQ5gHgTvlyxHfsAfEemail=wiener@normal-user.com

这满足CSRF所需的条件：

攻击者对更改用户帐户上的电子邮件地址的操作感兴趣。在此操作之后，攻击者通常能够触发密码重置并完全控制用户的帐户。
应用程序使用会话cookie来标识哪个用户发出了请求。没有其他令牌或机制来跟踪用户会话。
攻击者可以轻松确定执行操作所需的请求参数的值。

有了这些条件，攻击者可以构建包含以下HTML的网页：

<html><body><form action="https://vulnerable-website.com/email/change" method="POST"><input type="hidden" name="email" value="pwned@evil-user.net" /></form><script>document.forms[0].submit();</script></body>
</html>

如果受害者用户访问攻击者的网页，将发生以下情况：

攻击者的页面将触发对易受攻击网站的HTTP请求。
如果用户登录到易受攻击的网站，其浏览器将自动在请求中包含其会话cookie（假设未使用SameSite cookie）。
易受攻击的网站将以正常方式处理请求，将其视为受害者用户发出的请求，并更改其电子邮件地址。

4. 防御手段

如今，成功发现并利用 CSRF 漏洞通常需要绕过目标网站、受害者的浏览器或两者的反 CSRF 措施。最常见的防御措施如下：

CSRF token：CSRF 令牌是一种由服务器端应用程序生成的独特、秘密和不可预测的值，并与客户端共享。当尝试执行敏感操作，如提交表单时，客户端必须在请求中包含正确的 CSRF 令牌。这使得攻击者很难代表受害者构建有效请求。
SameSite Cookie：SameSite 是浏览器安全机制，用于确定何时将网站的cookie包含在其他网站发起的请求中。由于执行敏感操作的请求通常需要验证会话cookie，适当的 SameSite 限制可能阻止攻击者跨站触发这些操作。

自 2021 年以来Chrome 默认实施严格的 SameSite 限制。由于是提议标准，预计其他主要浏览器将在未来也采用这种策略。
基于 Referer 的验证：一些应用程序使用 HTTP Referer 标头试图防御 CSRF 攻击，通常是通过验证请求是否来自应用程序自身的域名。这种方法通常不如 CSRF 令牌验证有效。
强制进行验证码：通过在用户提交表单时强制显示验证码，可以增加 CSRF 攻击的难度。用户需要输入正确的验证码才能提交表单，这样可以减少恶意用户的操作
设置 session 限制：对 session 设置合理的限制，如限制 session 的存活时间、设置 session 的过期时间等，可以有效减少 CSRF 攻击的风险。当用户长时间不操作时，session 应自动过期，以防止恶意用户长时间占用 session 进行攻击。
禁止预提交字段：对于不需要提交的表单字段，如隐藏字段、checkbox 等，应禁止使用预提交方式。这样可以避免恶意用户利用这些字段绕过验证进行攻击。

5. 攻击者思路

1、检测网站采用的CSRF防御方法

验证token：请求体中包含token字段，修改后请求会被拒绝；
验证Referer请求头：请求头中包含Referer字段，修改后请求会被拒绝。

2、针对防御方法，识别绕过的方法

验证token
- 删除token：直接删除token或更改请求方法
- 窃取token：1、若站点同时存在XSS漏洞，可利用XSS注入完成token获取；2、使用悬挂标记注入技术窃取token。
  
  关于XSS技术请参阅「典型安全漏洞系列」01.跨站脚本攻击XSS详解，关于悬挂标记注入请参阅「网络安全术语解读」悬空标记注入详解。
验证Referer请求头
- 删除Referer头：直接删除Referer头
- 构建特殊URL：构建包含信任域的Referer或构建以信任域开头的Referer

3、构造POC
借助Burp Suite专业版中的CSRF POC生成器可以快速构建POC。具体操作步骤请参阅如何通过Burp Suite专业版构建CSRF PoC，喜欢博文文章的可以收藏关注哈，谢谢支持~。