Bài giảng An toàn an ninh mạng - Bài 9: An toàn dịch vụ Web quản lý phiên - Bùi Trọng Tùng

BÀI 8.
AN TOÀN DỊCH VỤ WEB
QUẢN LÝ PHIÊN
Bùi Trọng Tùng,
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông,
Đại học Bách khoa Hà Nội
 1
1. COOKIE
Bùi Trọng Tùng,
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông,
Đại học Bách khoa Hà Nội
 2
 1
 HTTP là giao thức stateless
 • Một phiên hoạt động của HTTP:
 Trình duyệt kết nối với Web server
 Trình duyệt gửi thông điệp yêu cầu HTTP Request
 Web server đáp ứng với một thông điệp HTTP Response
 lặp lại
 Trình duyệt ngắt kết nối
 • Các thông điệp HTTP Request được xử lý độc lập
 • Web server không ghi nhớ trạng thái của phiên HTTP 
 3
 HTTP Cookie
 HTTP Request
 HTTP Response
Cookie
 Trình duyệt Cookie Web server Cookie
 HTTP Request
 Cookie
 • Cookie: dữ liệu do Web server tạo ra, chứa thông tin trạng thái của phiên 
 làm việc
  Server có thể lưu lại cookie(một phần hoặc toàn bộ)
 • Sau khi xử lý yêu cầu, Web server trả lại thông điệp HTTP Response với 
 coookie đính kèm
  Set-Cookie: key = value; options;
 • Trình duyệt lưu cookie
 • Trình duyệt gửi HTTP Request tiếp theo với cookie được đính kèm
 4
 2
HTTP Cookie - Ví dụ
HTTP Response
 5
HTTP Cookie - Ví dụ
• HTTP Request
 6
 3
HTTP Cookie
 HTTP Request
 Trình duyệt HTTP Response Web server
 Set-cookie: NAME=VALUE ;
 Cookie domain = (where to send) ;
 scope path = (where to send)
 secure = (only send over SSL);
 expires = (when expires) ;
 HttpOnly
• Cookie scope: chỉ định các trang web sẽ gửi cookie tới
• HttpOnly: không gửi cookie kèm theo HTTP Requets sinh 
 ra bởi Javascript 
 7
Chính sách SOP cho cookie
• Địa chỉ URL: scheme://domain:port/path?params
• Nguồn(origin) của cookie được xác định bởi: domain, 
 path và scheme(không bắt buộc)
• Thiết lập cookie: một trang web có thể thiết lập cookie cho 
 các trang có cùng tên miền, hoặc mang tên miền cấp 
 trên(trừ tên miền cấp 1)
• Ví dụ: trang Web có domain là login.site.com:
 Thiết lập được cookie với domain = login.site.com, site.com
 Không thiết lập được với domain = othersite.com, other.site.com, 
 .com
 path: bất kỳ giá trị nào
 8
 4
Chính sách SOP cho cookie
• Đọc cookie: Server có thể đọc được tất cả cookie trong 
 scope của nó
 Trình duyệt gửi tất cả cookie trong scope(domain và 
path) tới server:
 Nếu giá trị secure được thiết lập thì cookie chỉ được gửi nếu giao 
 thức là HTTPS
• Ví dụ: cookie với domain = example.com và path = 
 /some/path/ sẽ được đính kèm vào thông điệp HTTP 
 Request tới địa chỉ
 9
SOP cho cookie – Ví dụ khác
• Hai cookie được thiết lập bởi login.site.com
 cookie 1 cookie 2
 userid = u1 userid = u2
 domain = login.site.com domain = .site.com
 path = / path = /
 secure non-secure
• Cookie được đặt trong HTTP Request như sau:
  cookie: userid=u2
  cookie: userid=u2
 https://login.site.com/ cookie: userid=u1; userid=u2
 10
 5
Cookie của bên thứ 3(third-party)
• Giả sử trình duyệt (1st party) truy cập vào site A (2nd
 party).
• Nếu trên site A có địa chỉ URL của một tài nguyên nằm 
 trên site B (3rd party), một thông điệp HTTP Request cho 
 địa chỉ URL sẽ được phát đi với cookie của site B (nếu 
 có)
 cơ sở để tấn công CSRF
• Phòng chống: sử dụng thuộc tính SameSite = lax | strict
 strict: không gửi kèm cookie cùng bất kỳ HTTP Request nào
 Lax: chỉ gửi kèm cookie với các thông điệp HTTP Requets có 
 phương thức GET và phát sinh do việc chuyển hướng truy 
 cập(thay đổi địa chỉ trên thanh địa chỉ của trình duyệt)
 Hỗ trợ trên Chrome 51 và Opera 39 trở đi
 11
SameSite cookie – Ví dụ
request type example code cookies sent
link normal, lax
prerender normal, lax
form get normal, lax
form post normal
iframe normal
ajax $.get('') normal
image normal
https://www.sjoerdlangkemper.nl/2016/04/14/preventing-csrf-with-samesite-
cookie-attribute/
 12
 6
Đọc ghi cookie tại trình duyệt
• Truy cập qua đối tượng DOM: document.cookie
• Thiết lập giá trị: 
 document.cookie = “name=value; expires=; ”
• Hiển trị cookie: alert(document.cookie)
 Hiển thị dưới dạng 1 chuỗi gồm giá trị trong các thuộc tính của tất 
 cả cookie đã lưu cho tài nguyên này 
• Xóa cookie:
 document.cookie = “name=; expires= [Ngày trong quá 
 khứ] ”
 13
 CÁC LỖ HỔNG CỦA COOKIE
 Bùi Trọng Tùng,
 Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông,
 Đại học Bách khoa Hà Nội
 14
 7
Các lỗ hổng khi sử dụng cookie
• Server
 Không đọc được một số thuộc tính của cookie
 Không “nhớ” cookie được thiết lập cho scope nào
 Không kiểm tra được tính toàn vẹn của cookie
• Client: có thể đọc, thiết lập tùy ý
 Firefox: cookies.sqlite
• Cookie có thể bị thay đổi khi truyền:
 Firefox add-on: TamperData
 Web proxy: Burp suite, ZAP
• Cookie có thể bị phát lại
 15
Ví dụ 1:
• Alice đăng nhập trên trang login.site.com
 Một cookie được thiết lập với session-id cho site.com
 Lưu ý: cookie này được sử dụng cho mọi trang có tên 
 miền đuôi site.com
• Alice truy cập vào một trang bị chèn mã độc 
 evil.site.com
 Ghi đè cookie trên với user là attacker
• Alice truy cập vào other.site.com
 Nguy cơ?
• Nguyên nhân?
 16
 8
Ví dụ 2: HTTPS cookie
• Alice đăng nhập tại https://www.google.com/accounts
• Alice truy cập 
 HTTP Response có thể bị chèn cookie như sau:
 Set-Cookie: LSID=attacker; secure
 HTTPS cookie vẫn có thể bị ghi đè
 17
Giải pháp
• Server sử dụng khóa bí mật K, không chia sẻ
 Sinh tag: T HMACsign (K, SID ll name ll value )
 Browser Set-Cookie: NAME = value T
 Server k
 Cookie: NAME = value T
 Verify tag: HMACverify (k, SID ll name ll value, T)
• Để chống tấn công phát lại: sử dụng session-id
• Chống tráo đổi với cookie của phiên làm việc khác: sử 
 dụng địa chỉ IP
 18
 9
Ví dụ: ASP .Net
• Thiết lập khóa bí mật:
System.Web.Configuration.MachineKey
• Tạo và mã hóa-xác thực cookie
HttpCookie cookie = new HttpCookie(name, val); 
HttpCookie encodedCookie =
 HttpSecureCookie.Encode (cookie);
• Giải mã và kiểm tra
HttpSecureCookie.Decode (cookie);
 19
 2. QUẢN LÝ PHIÊN
 Bùi Trọng Tùng,
 Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông,
 Đại học Bách khoa Hà Nội
 20
 10
Phiên(session) là gì?
• Một chuỗi các thông điệp HTTP Request và HTTP 
 Response được trao đổi giữa trình duyệt và Web server
• Thường kéo dài trong một khoảng thời gian nào đó
• Quản lý phiên:
 Người dùng chỉ đăng nhập một lần
 Các thông điệp HTTP Request được gửi tiếp theo gắn liền với định 
 danh của người dùng đã được xác thực
 trạng thái của phiên cần được lưu trữ tại client và server
 ứng dụng điển hình của cookie 
 21
Sử dụng HTTP auth
• Sử dụng cơ chế HTTP auth
• HTTP request: GET /index.html
• HTTP response chứa:
WWW-Authenticate: Basic realm=“Password Required”
• Các thông điệp HTTP Request sau đó chứa mã băm của 
 mật khẩu
Authorization: Basic ZGFddfibzsdfgkjheczI1NXRleHQ=
 22
 11
Hạn chế của HTTP auth
• Người dùng có nhiều tài khoản hoặc nhiều người dùng 
 sử dụng chung máy tính
• Hộp thoại đăng nhập không thể tùy biến
• Trên các trình duyệt cũ: có thể đánh cắp cookie, mã băm 
 của mật khẩu bằng cách lợi dụng HTTP TRACE Request
 Hãy đọc thêm về lỗi cross-site tracing
 23
Sử dụng thẻ bài (session token)
Browser Web Site
 GET /index.html
 Thẻ bài vô danh
 GET /books.html
 Thẻ bài vô danh
 POST /do-login Xác thực
 Username & password Username
 Thẻ bài logged-in và password
 POST /checkout
 Thẻ bài logged-in Kiểm tra
 token
 24
 12
Lưu thẻ bài ở đâu?
• Trong cookie:
Set-Cookie: SessionToken=fduhye63sfdb
• Nhúng vào URL
https://site.com/checkout?SessionToken=kh7y3b
• Đặt trong thuộc tính ẩn
• Đặt trong thuộc tính của DOM
• Hạn chế của mỗi phương pháp?
 25
Lưu thẻ bài ở đâu?
• Trong cookie:
Mọi thông điệp HTTP Request gửi đi đều có giá trị thẻ bài 
Dễ bị đánh cắp bởi tấn công CSRF
• Nhúng vào URL
Lộ giá trị thẻ bài qua trường HTTP Referer
• Đặt trong thuộc tính ẩn
Chỉ áp dụng cho các phiên ngắn
• Đặt trong thuộc tính của DOM:
Lộ giá trị, chỉ áp dụng cho các phiên ngắn, không có tác 
dụng trên cửa sổ mới được mở ra
 26
 13
HTTP Referer
• Trường Referer có thể làm lộ cookie cho bên thứ 3
• Che giấu cookie:
 HTML5: 
 27
Xử lý đăng xuất
• Ứng dụng phải cung cấp chức năng đăng xuất:
  Kết thúc phiên hiện tại
 Cho phép người dùng đăng nhập với tài khoản khác
 Ngăn cản người dùng khác sử dụng phiên trái phép
• Xử lý khi đăng xuất:
 1. Xóa Session Token tại client
 2. Xóa/đánh dấu Session Token đã hết hạn tại server
 Nhiều website không thực hiện (2)
 Nguy cơ?
 28
 14
Session Hijacking
• Kẻ tấn công đánh cắp Session Token của người dùng và 
 đánh cắp (hijack) phiên làm việc
 gửi yêu cầu mạo danh người dùng
• Ví dụ: FireSheep
 Add-on trên Firefox cho phép đánh cắp Session Token trên 
 Facebook qua mạng WiFi
 Giải pháp: sử dụng HTTPS
• Các kỹ thuật khác:
 XSS
 Lợi dụng giá trị thẻ bài không được sinh ngẫu nhiên
 29
Phòng chống
• Sinh thẻ bài ngẫu nhiên: sử dụng API được cung cấp bởi 
 framework
Rails: token = MD5( current time, random nonce )
• Sử dụng địa chỉ IP để sinh thẻ bài
• Sử dụng thông tin khác của client: trình duyệt, thiết bị
• Sử dụng SSL session ID
 30
 15
Tấn công Session fixation
1. Kẻ tấn công truy cập vào site.com và nhận được thẻ bài 
 vô danh (anonymous token)
2. Nhúng thẻ bài vào địa chỉ URL trên một trang của 
 evil.com
3. Người dùng đăng nhập vào site.com qua URL trên 
 evil.com sẽ nhận được thẻ bài logged-in
4. Kẻ tấn công ăn cắp thẻ bài logged-in (thường dùng tấn 
 công XSS) và thực thi các phiên giả mạo
 Có thể lợi dụng lỗ hổng web server không đánh dấu thẻ bài hết 
 hiệu lực khi người dùng đăng xuất 
• Phòng chống:
 Xác thực đa yếu tố
 Sử dụng session token mới cho mỗi yêu cầu
 31
Bài giảng sử dụng một số hình vẽ và ví dụ từ các bài 
giảng:
• Computer and Network Security, Stanford University
• Computer Security, Berkeley University
 32
 16