SSLStrip 终极版:Location 瞒天过海

前言

之前介绍了 HTTPS 前端劫持 的方案,虽然很有趣,然而现实却并不理想。其唯一、也是最大的缺陷,就是无法阻止脚本跳转。若是没有这个缺陷,那就非常完美了 —— 当然也就没有必要写这篇文章了。

说到底,还是因为无法重写 location 这个对象 —— 它是脚本跳转的唯一渠道。尽管也流传一些 Hack 能勉强实现,但终究是不靠谱的。

事实上,在最近封稿的 HTML5 标准里,已非常明确了 location 的地位 —— Unforgeable。

这是个不幸的消息。不过也是件好事,让我们彻底打消各种偏门邪道的念头,寻求一条全新的出路。

替换明文 URL

上回也提到,可以参考 SSLStrip 那样,把脚本里的 HTTPS URL 全都替换成 HTTP 版本,即可满足部分场合。

当然,缺陷也是显而易见的。只要 URL 不是以明文出现 —— 例如通过字符串拼接而成,那就完全无法识别了,最终还是无法避免跳转到 HTTPS 页面上。

这种情况并不少见,所以我们需要更先进的解决方案。

替换 location

尽管我们无法重写 location,但要山寨一个和 location 功能一样的玩意,还是非常容易的。我们只需定义几个 getter 和 setter,即可模拟出一个功能完全相同的 location2。但如何将原先的 location 映射过来呢?

这时,后端的作用就发挥出来了。类似替换 HTTPS URL,这次我们只关注脚本里的 location 字符,把它们都改成 location2 —— 于是所有和地址栏相关的读写,都将落到我们的代理上面。之后能做什么,不用说大家也都明白吧。

  • 代理所有的 setter:如果跳转到 HTTPS 就将其拦下,然后降级到 HTTP 版本上。
  • 代理所有的 getter:如果当前处于降级的页面,我们将返回的路径都还原 HTTPS 字符,即可骗过协议判断脚本,让那些自检功能彻底失效!

相比之前的 URL 替换,这个方案完美太多 —— URL 是动态创建的非常普遍,但 location 不是明文出现的,及其罕见

除非脚本是加密过的,否则即使用 Uglify 那样的压缩工具,也不会把全局变量给混淆。至于人为刻意去转义它,更是无稽之谈了。

 

到此,我们的目标已经明确了:

  • 前端:实现一个 location 代理。
  • 后端:将脚本里出现的 location 替换成代理变量名。

处理外链脚本

虽然替换页面脚本的内容并不困难,但对于外链脚本,那就不容乐观了。

现实中,不少页面外链了 HTTPS 绝对路径 的脚本。这时,我们的中间人就无能为力了。为了避免这种情况,我们仍需替换页面里的 HTTPS URL,让中间人能掌控更多的资源。

要替换 URL 倒也不难,一个简单的正则就能实现 —— 但既然使用正则,我们面对的只能是字符串了。

然而事实上,收到的都是最原始的二进制数据,甚至未必都是 UTF-8 的。在上一篇文章里,我们为了简单,直接使用二进制的方式注入。但在如今,这个方法显然不可行了。

使用二进制,不仅难以控制,而且很不严谨。我们很难得知匹配到的是独立的字符,还是一个宽字符的部分字节。因此,我们还是得用传统可靠的方式来处理字符串。

处理字集编码

我们得借助字集转换库,例如大名鼎鼎的 iconv,来协助完成这件事:

  • 首先将二进制数据转换成 UTF-8 字符串
  • 有了标准的字符串,我们的正则即可顺利执行了
  • 将处理完的字符串,重新换回先前的编码

尽管这一来一回得折腾两次,性能又得耗费不少,但这仍是必须的。

事实上,这个过程也不是想象的那么顺利。有相当多的服务器,并没有在返回的 Content-Type 里指定编码字集,于是我们只能尝试从页面的 <meta> 中获取。

但这个标签兼容诸多规范,例如过去的:

以及如今流行的:

尽管通过正则很容易获取,但用正则的前提还是得先有字符串,于是我们陷入了僵局。

不过好在标签、属性、字集名,基本都是纯 ASCII 字符,所以可先将二进制转成默认的 UTF-8 字符串,从中取出字集信息,然后再进行转码。

处理数据分块

得益于丰富的第三方扩展,上述问题都不难解决。

然而,之前提到过『前端劫持』的一个巨大优势 —— 无需处理所有数据,只需在第一个 chunk 里注入代码即可。但现在,这项优势面临着严峻的考验。

我们要替换页面里的 HTTPS 资源、location 变量等等,它们会出现在页面的各个位置。如果我们对每个 chunk 进行单独过滤、转发,这样会有问题吗?

现实中,未必都是这样理想的 —— 总会有那么一定的几率,替换的关键字正好跨越两个 chunk:

这时候,残缺的首尾都无法匹配到,于是就会出现遗漏。关键字越长,出现的几率也就越大。对于 URL 这样长的字符串来说,这是一个潜在的隐患。

要完美解决这个问题,是比较麻烦的。不过有个简单的办法:我们可以扣留下 chunk 末尾部分字符,拼接到下个 chunk 的之前,从而降低遗漏的可能。

当然,如果不考虑用户体验的话,还是收集完所有数据,最后一次性处理,最省事了。

事实上还有更好的方案:中间人开启一个缓冲区,将收到数据暂时缓存其中。当数据积累到一定量、或者超过多久没有数据时,才开始批量处理缓存队列。

这样就可以避免 频繁的 chunk 上下文处理,同时也 不会长时间阻塞用户的响应时间,自然是两全其美的。

这是不是有点类似 TCP nagle 的味道呢。

前端 location 代理

讲完了后端的相关细节,我们继续回到前端的话题上。

实现一个 location 的代理很简单,不过值得留意的细节倒是不少:

  • location 不仅存在于 window,其实 document 里也有个相同的。
  • location 对象本身也是可以被赋值的,效果等同于 location.href。([PutForwards=href, ...]已经很好的解释了)
  • 同理,location 的 toString 返回的也是 href 属性。
  • 如果带有 location2 的脚本被缓存住了,那么用户在没有劫持的页面里,也许就会报错。所以还得留一条兼容的后路。
  • ......

只要考虑充分,实现一个 location 的切面还算是比较容易的。

动态脚本劫持

前面谈到替换页面的 HTTPS URL,以确保外链脚本明文传输。

然而现实中,并非所有脚本都是静态的。如今这个脚本泛滥的时代,动态加载模块是很常见的事。如果引入的是一个 HTTPS 的脚本,那么我们的中间人又无从下手了。

不过值得庆幸的是,模块拦截不像 location 那样无法实现。现实中,有非常多的方法可以拦截动态模块。在之前写的《XSS 前端防火墙 —— 可疑模块拦截》 一文里,已经详细讨论过各种方法和细节,这里正好派上用场。

事实上,除了脚本外,框架页同样也存在这个问题。上一篇文章里,我们采用 CSP 来阻挡 HTTPS 的框架页。但那仅仅是屏蔽,并不是真正意义的拦截。只有加上如今这套钩子系统,才算一个完善的拦截系统。

演示

说了那么多,真正的核心无非就是改变脚本里的 location 变量而已,其他的一切都只是为了辅助它。

下面我们找几个之前无法成功的网站,试验下这个加强版的劫持工具。

上一篇文章里提到京东登录,就是通过脚本跳转的。我们首先就拿它测试:

当流量经过中间人代理,页面和脚本里的 location 都变成了我们的变量名。于是之后和地址栏相关的一切,尽在我们的掌控之中了:

注意地址栏里有一个 zh_cn 的标记,那正是 URL 向下转型后的识别暗号。

通过 location2 获取到的一切属性,看起来就像在 HTTPS 页面上一模一样。即使脚本里有自检功能,也会被我们的虚拟环境所欺骗。

点击登录,自然是成功的。

毕竟,HTTPS 和 HTTP 只是传输上的差异。在应用层上,页面是无法知晓的 —— 除了询问脚本的 location,但它已被我们劫持了。

除了京东的脚本跳转,财付通网站则是通过非主流的 <meta http-equiv="refresh"> 进行的。

好在我们对页面里的 HTTPS URL 都替换了,所以仍然能够跳转到降级后的页面:

值得注意的是,如果是从 QQ 图标里点进来的,那么页面就直接进入 HTTPS 版本,就不会被劫持了。但从第三方过来那就听天由命了。

由于一般开发人员的思维,是不可能转义 location 这个变量的。因此这套方案几乎可以通杀所有的安全站点。

当然,外国的网站也是一样的。只要之前没有被 HSTS 所缓存,劫持依旧轻松自如。

......

所以,只要发挥无尽的想象,实现一个工程化的通用劫持方案,依然是可行的。

防范措施

如果你是仔细看完本文的话,应该早就想到如何应对了。

事实上,由于 JS 具有超强的灵活性,几乎无法从静态源码推测运行时的行为。

因此,只要将涉及 location 相关操作,进行简单的转义混淆,就能躲过中间人的劫持了。毕竟,要在劫持流量的同时,还要对脚本进行语法分析,这个代价不免有点大了。