امنیت JWT بخش سوم – ادامه حملات شناخته شده JWT

در بخش دوم دو نمونه از حملات شناخته شده JWT معرفی گردید. در این بخش سایر حملات مطرح در خصوص JWT بحث خواهد شد.

فرضیات نادرست در صحت‌سنجی رمزگذاری/امضای پشته‌ای

عملیات امضا از دستکاری غیرمجاز محافظت می‌کنند. به عبارت دیگر، علیرغم اینکه، داده‌ها همچنان قابل خواندن می‌باشند، با این وجود قابل تغییر نبوده و هرگونه تغییر در داده‌ها منجر به نامعتبر بودن امضا خواهد شد. در مقابل، عملیات رمزگذاری، داده‌ها را برای موجوریت‌هایی که کلید خصوصی را دارا نمی‌باشند، قابل خواندن نیست. برای بسیاری از برنامه‌ها، امضا به تنهایی کافی می‌باشد. با این حال، برای داده‌های حساس، ممکن است رمزگذاری مورد نیاز باشد. JWT‌ها از هر دو عملیات فوق پشتیبانی می‌نماید.

بسیاری به اشتباه تصور می‌نمایند که رمزگذاری در مقابل دستکاری و تغییر داده نیز محافظت می‌کند. منطق این فرض به این صورت می‌باشد که “اگر داده‌ها قابل خواندن نباشند، چگونه یک مهاجم می‌تواند آنها را به نفع خود تغییر دهد؟”. متأسفانه، این تصور غلط، مهاجمان و همچنین دانش آنها از الگوریتم‌های درگیر در این فرآیند را دست کم می‌گیرد.

برخی از الگوریتم‌های رمزگذاری/رمزگشایی صرف نظر از اعتبار داده‌های ورودی به آنها، خروجی را تولید می‌کنند. به عبارت دیگر، حتی اگر داده‌های رمزگذاری شده تغییر یابند، باز هم الگوریتم رمزگشایی یک رشته‌ای را به عنوان خروجی ایجاد خواهد نمود. تغییر کورکورانه داده‌ها معمولاً خروجی غیر قابل مصرف تولید می‌کند. اما برای یک فرد مهاجم، این امر ممکن است برای دسترسی به سیستم کافی باشد. به عنوان مثال، JWT زیر را در نظر بگیرید:

{
"sub": "joe",
"admin": false
}

همانطور که مشاهده می‌شود، “admin” یک مقدار boolean است. اگر مهاجمان بتوانند به گونه‌ای تغییر در داده‌های رمزگشایی شده ایجاد کنند که منجر به تغییر آن مقدار boolean شود، ممکن است منجر به انجام موفقیت آمیز حمله ارتقای دسترسی گردد. به طور دقیقتر، مهاجمی که دارای زمان کافی می‌باشند، می‌توانند به دفعات داده‌های رمزگذاری شده را دستکاری نمایند تا به نتیجه مطلوب برسند.

به همین دلیل، الگوریتم‌های JSON فقط الگوریتم‌های رمزگذاری را که شامل تأیید صحت  داده نیز می‌باشند، تعریف می‌کنند. به عبارت دیگر، تا زمانی که الگوریتم رمزگذاری یکی از الگوریتم‌های تایید شده توسط JWA  باشد، نیازی به قرار دادن یک JWT رمز شده بر روی JWT امضا شده (بصورت پشته‌ای) نمی‌باشد. اما در صورتیکه از یک الگوریتم غیر استاندارد برای رمزگذاری استفاده شود، باید اطمینان حاصل گردد که صحت داده‌ها توسط آن الگوریتم فراهم می‌شود، در غیر اینصورت باید به منظور تضمین صحت داده، از JWT امضا شده به عنوان درونی‌ترین JWT (پشته‌ای) استفاده شود. JWT‌های تو در تو[۱] همچنین ممکن است در زمان ارسال توکن‌ها به یک سیستم طرف ثالث[۲] نیز مورد استفاده قرار گیرد.

اشتباه رایج در این سناریوها مربوط به اعتبارسنجی JWT است. به منظور حصول اطمینان از حفظ صحت داده‌ها و رمزگشایی صحیح داده‌ها، بایستی به ازای تمام لایه‌های JWT، کلیه اعتبارسنجی‌های مربوط به الگوریتم‌های مربوطه انجام شود. به عبارت دیگر، حتی اگر خارجی‌ترین JWT، با موفقیت رمزگشایی و اعتبارسنجی گردد، همچنان لازم است که JWT‌های درونی نیز اعتبارسنجی (یا رمزگشایی) شوند. عدم انجام این کار، به ویژه در مورد JWT رمزگذاری شده خارجی که حاوی یک JWT داخلی امضا شده است، می‌تواند منجر به استفاده از داده‌های اعتبارسنجی نشده شود که می‌تواند منجر به بروز آسیب‌پذیری‌های متعددی گردد.

۱-۳  حمله جایگزینی[۳]

حملات جایگزینی یک کلاس از حملات است که در آن یک مهاجم موفق می‌شود حداقل دو توکن مختلف را دریافت نموده و سپس یک یا هر دو این توکن‌ها را برای اهدافی غیر از آنچه برای آنها در نظر گرفته شده، استفاده کند. حمله جایگزینی به دو نوع مختلف می‌باشد: ۱) گیرنده[۴] یکسان و ۲) گیرنده متفاوت.

۱-۳-۱  گیرنده متفاوت

حملات گیرنده‌های مختلف بدین صورت می‌باشد که توکن در نظر گرفته شده برای یک گیرنده به گیرنده دیگری ارسال می‌گردد. فرض کنید یک سرور Authorization وجود دارد که برای سرویس طرف ثالث، توکن صادر می‌کند. توکن مذکور، یک Jwt امضاء شده به شکل زیر است.

{
"sub": "joe",
"role": "admin"
}

این توکن می‌تواند در APIها برای انجام عملیاتی که نیاز به احراز هویت دارند مورد استفاده قرار گیرد. در این توکن، کاربر joe دارای سطح دسترسی admin می‌باشد. با این وجود، این توکن دارای مشکل می‌باشد. به عبارت دقیقتر، صادر کننده و گیرنده توکن مشخص نیست. در صورتیکه این توکن توسط گیرنده‌ دیگری (غیر از گیرنده اصلی) دریافت شده و تنها به اعتبارسنجی امضا اکتفا نماید، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ فرض کنید کاربر joe در پایگاه داده آن سرویس هم به عنوان نام کاربری مجاز وجود داشته باشد. در این شرایط، مهاجم می‌تواند همین توکن را به آن گیرنده (سرویس) دیگر ارسال نموده و دسترسی admin را بدست آورد!

همانطور که در تصویر فوق مشاهده می‌شود، یک توکن توسط سرور Authorization به منظور احراز هویت و مجازشماری در سرور Org.1، ایجاد و به کاربر ارسال شده است. اما به دلیل اینکه گیرنده یا فرستنده در این توکن تعیین نشده است، فرد مهاجم از آن برای سوء استفاده از سرور org.2 استفاده می‌نماید.

برای جلوگیری از این حملات، اعتبارسنجی توکن باید به کلیدها یا Claimهای منحصر به فرد و به ازای هر سرویس متکی باشد. به عنوان مثال، این توکن می‌تواند شامل یک Claim با عنوان aud باشد که مخاطب مورد نظر را مشخص می‌کند. به این ترتیب، حتی اگر امضا معتبر باشد، توکن مذکور را نمی‌توان در سایر سرویس‌ها مورد استفاده قرار داد.

۱-۳-۲  گیرنده یکسان

این حمله مشابه حمله قبلی است با این تفاوت که در این مورد، گیرنده‌ یکسان می‌باشد. آنچه در این حالت تغییر می‌کند این است که مهاجم توکن را به جای سرویس مورد نظر (در همان شرکت یا ارائه دهنده خدمات) به سرویس دیگری می‌فرستد. توکن زیر را در نظر بگیرید.

{
"sub": "joe",
"perms": "write",
"aud": "cool-company/user-database",
"iss": "cool-company"
}

این توکن نسبت به توکن قبلی بسیار امن‌تر به نظر می‌رسداین توکن حاوی Claimهای صادرکننده (iss)، مخاطبان (aud) و مجوز (perms) می‌باشد. APIی که این توکن برای آن صادر شده است، همه این موارد را به همراه امضای توکن بررسی می‌نماید. به این ترتیب، حتی اگر مهاجمان موفق شوند توکنی را که با همان کلید امضا شده به دست آورند، نمی‌توانند از آن برای کار با سرویسی که برای آن در نظر گرفته نشده است، استفاده کنند.

فرض کنید شرکت cool-company سرویس‌های عمومی دیگری نیز دارد. یکی از این سرویس‌ها، سرویس cool-company/item-database می‌باشد که اخیرا به گونه‌ای تنظیم شده است که امضای توکن و Claimها بررسی نماید. با این حال، تیم مسئول به‌روزرسانی اشتباهی مرتکب شده و aud را به درستی اعتبارسنجی نمی‌نمایند. به عبارت دیگر، به جای بررسی کامل و دقیق مقدار aud، تنها به وجود عبارت cool-company اکتفا شده است. در این شرایط، توکنی که برای سرویس دیگر شرکت (cool-company/user-database) ایجاد و منتشر شده است، می‌تواند در اعتبارسنجی سرویس cool-company/item-database نیز با موفقیت مورد استفاده قرار گیرد. به عبارت دیگر، مهاجمان می‌توانند از توکن در نظر گرفته شده برای سرویس user-database به منظور احراز هویت و مجازشماری برای سرویس item-database نیز استفاده کنند.

---

[۱] Nested

[۲] ۳rd Party

[۳] Substitution

[۴] Repicient

تدوین: امیر حسین بابایی