Automatische Erkennung von Cross-Site Scripting Schwachstellen zweiter Ordnung

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1 Automatische Erkennung von Cross-Site Scripting Schwachstellen zweiter Ordnung Christian Korscheck Betreuer: Prof. Thomas Walter (Uni Tübingen) Dr. Pavel Laskov (Uni Tübingen) Dirk Dombrowski (Daimler AG)

2 Cross-Site Scripting (XSS) #1 Schwachstelle Basiert auf mangelhafter Eingabe- Validierung Exploitability: + Datenklau (Login-Daten, Sessions, private Infos) + Drive-by Downloads Betroffen: User einer Webanwendung

3

4 Inhalt Einführung + XSS, Web Vulnerability Scanner Workflow-basierte Scanner Evaluierung + Testanwendung, Ergebnisse Bewertung Zusammenfassung

5 XSS Typen Reflected Stored DOM-basiert 5

6 Reflected Stored DOM-basiert XSS Typen 15% Erkennungsrate 6

7 Web Vulnerability Scanner (WVS) Vollautomatisiert Acunetix, WebInspect, AppScan Proxies Burp, Paros Funktionsprinzip 1. Crawlen 2. Angreifen 3. Analysieren 7

8 Web Vulnerability Scanner (WVS) Angriff = Request-Response basiert 8

9 Motivation Wie lässt sich XSS automatisiert erkennen? Warum ist die Erkennung von stored XSS so schlecht? Wie lässt sich die Erkennungsleistung verbessern? 9

10 Ziele Evaluierung 5 moderner Scanner Nur XSS Lösung: Workflow-basierte Scanner istar von Daimler Bessere Lösung: Verbesserte Angriffsstrategie 10

11 Woran scheitern Scanner? An welcher Stelle werden die Daten gespeichert? 11

12 Woran scheitern Scanner? hier 12

13 Woran scheitern Scanner? An welcher Stelle werden die Daten gespeichert? 13

14 Woran scheitern Scanner? hier?! 14

15 XSS zweiter Ordnung Angriffsvektor nicht im unmittelbaren Response, sondern irgendwann später Speichern: Sofort oder später Datenbank-Operation: UPDATE oder INSERT Was passiert, wenn als letztes Pattern eingegeben wird? 15

16 Angriffsvektoren wiederfinden Analyse der Responses Trivial: Regex, XPath + *.<script>alert.[0-9]+.</script>.* + //script[contains(text(),'alert(5)')] 16

17 Workflow-basierte WVS Bisher: 1. Crawlen 2. Angreifen 3. Analysieren Jetzt (istar): 1. Workflow definieren 2. Workflow abspielen 3. Angriff & Analyse on-the-fly 17

18 Workflow-basierte WVS 18

19 Evaluierungsanwendung 27 Testfälle für XSS, 50 Schwachstellen Ziel: Probleme der Scanner exakt lokalisieren Metrik: Anzahl der gefundenen Schwachstellen 19

20 Cases 1-12 XSS erster Ordnung Eingabevalidierungen None, Required, Filter, Escape CSRF-Schutzmaßnahme (Tokens) 20

21 Cases XSS zweiter Ordnung Eingabevalidierungen None, Required, Filter, Escape Sofortiges Speichern vs. späteres Speichern UPDATE vs. INSERT 21

22 Cases Tests für Crawler Einfache dynamische JS-Seiten jquery Animation + AJAX Login-Sequenz 22

23 Scanner im Test WebInspect 8 Paros 3.2 Burp Pro Suite 1.3 Acunetix istar 23

24 Testablauf Grundkonfiguration Einfluss verschiedener Parameter (z. B. depth-first vs. breadth-first Crawling) Manuelles Crawling 24

25 Workflow-basiertes Scanning 25

26 Angriffsdurchführung (inline) 26

27 Verbesserung: Complete Execution n

28 Testergebnisse 28

29 Ergebnisse: Initial 1. Ord 2. Ord CSRF JS jquery UPD INS WebInspect Paros Burp Acunetix 6 Acunetix 7 istar

30 Ergebnisse: Beste Sofort Später CSRF JS jquery UPD INS WebInspect Paros Burp Acunetix 6 Acunetix 7 istar

31 WebInspect Initial: 16/50 Manuell: 27/50 Probleme: kein späteres Speichern 31

32 Paros Nur ein Modus 4/50 Hauptproblem: Lässt alle anderen Felder leer 32

33 Burp Pro Ebenfalls nur ein Modus 7/50 Versagt bei <textarea> 33

34 Acunetix 6 Kein Unterschied zwischen Quick/ Heuristic/Extensive Initial: 20/50 (674 gemeldet!) mindestens 30 Patterns pro Parameter Manuell: 22/50 34

35 Acunetix 7 Ähnliche Optionen wie Acunetix 6 Initial: 8/50 (!) Lässt andere Felder plötzlich leer Möglicherweise wird versucht zunächst nicht-destruktiv zu analysieren Manuell: Nicht möglich (Lizenz) 35

36 istar Workflow mit Use Cases für jeden Testfall Inline-Modus: 23/50 Probleme: 2 Bugs Complete: 48/50 36

37 Ergebnisse im Vergleich 37

38 Ergebnisse im Vergleich Initial Beste WebInspect Paros Burp Acunetix 6 Acunetix 7 istar 38

39 Bewertung der Ergebnisse CSRF-Tokens = weitverbreitete Schutzmaßnahme Workflow-basierte Scanner: + Sequenzen von Operationen + Datenbank-Operation nicht relevant + Zeitpunkt der Speicherung nicht relevant + Kaum manueller Mehraufwand - Performance - Nicht bei allen Angriffen sinnvoll 39

40 Scanner allgemein Implementierungsdetails Keine neuen Angriffe Eher unterstützendes Tool Gut für Wiederholungsaufgaben 40

41 Zukunft Complete-Modus zur Erkennung serverseitiger Angriffe (SQL-Injection) Performance-Verbesserung durch parallele Ausführung (zwei Browser Instanzen) 41

42 Zusammenfassung Herkömmliche Scanner scheitern an XSS zweiter Ordnung Komplexere Angriffsstrategie nötig (durch Workflows definiert) Workflow-Ansatz erzielt sehr gute Ergebnisse (im Complete-Modus) Workflow-Scanner sind vielseitig einsetzbar, jedoch langsam 42

43 Vielen Dank Jason Bau, Elie Bursztein, Divij Gupta, and John Mitchell. State of the Art: Automated Black-Box Web Application Vulnerability Testing. In Proceedings of IEEE Symposium on Security and Privacy, Oakland, CA, USA, May Stanford University, Stanford, CA. Adam Doupè, Marco Cova, and Giovanni Vigna. Why Johnny Can t Pentest: An Analysis of Black-box Web Vulnerability Scanners. In Proceedings of Seventh Conference on Detection of Intrusions and Malware & Vulnerability Assessment, Bonn, Germany, July UCSB, University of California, Santa Barbara, CA. IBM Security Solutions. IBM X-Force 2010 Mid-Year Trend and Risk Report [Online].

44

45 istar Workflows istar simuliert Benutzerinteraktion Selenium IDE für Firefox + Defcon 18, 2010 Verantwortung des Aufzeichners über komplette Vermessung 45

46 Erkennung von SQL-Injection ' SELECT userid FROM user WHERE username = '$username' AND password = '$password' 46 '+'

47 Workflows: HTTP Replay Statt Simulation: HTTP Replay Schneller und einfacher zu implementieren CSRF Token muss identifiziert werden 47

48 Diplomarbeit Related Work: Abgrenzung zu Whitebox- Techniken Angriffsdurchführung traditioneller Scanner Angriffsplanung UseCase Aufzeichnung und Automatisierungsmöglichkeiten Diskussion der Ergebnisse (manueller Mehraufwand) Implementierung 48

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