JWT 安全及案例实战

一、JWT (json web token)安全

1. Cookie（放在浏览器）

​ cookie由服务器生成，发送给浏览器，浏览器把cookie以kv形式保存到某个目录下的文本文件内，下一次请求同一网站时会把该cookie发送给服务器。由于cookie是存在客户端上的，所以浏览器加入了一些限制确保cookie不会被恶意使用，同时不会占据太多磁盘空间，所以每个域的cookie数量是有限的

2. Session（放在服务器）

​ session从字面上讲，就是会话。这个就类似于你和一个人交谈，你怎么知道当前和你交谈的是张三而不是李四呢？对方带定有某种特征（长相等）表明他就是张三。
session也是类似的道理，服务器要知道当前发请求给自己的是谁。为了做这种区分，服务器就要给每个客户端分配不同的身份标识”，然后客户端每次向服务器发请求的时候，都带上这个“身份标识”，服务器就知道这个请求来自于谁了。至于客户端怎么保存这个“身份标识”，可以有很多种方式，对于浏览器客户端，大家都默认采用cookie的方式。
服务器使用session把用户的信息临时保存在了服务器上，用户离开网站后session会被销毁。这种用户信息存储方式相对cookie来说更安全，可是session有一个缺陷：如果web服务器做了负载均衡，那么下一个操作请求到了另一台服务器的时候session会丢失。

3. Token

​ 在Web领域基于Token的身份验证随处可见.在大多数使用Web API的互联网公司中，tokens是多用户下处理认证的最佳方式。
​ 以下几点特性会让你在程序中使用基于Token的身份验证

1. 无状态、可扩展
2. 支持移动设备
3. 跨程序调用
4. 安全

4. JWT (json web token)

JWT(JSON Web Token)由三部分组成：头部(Header)、载荷(Payload)、签名(Signature）:头部(Header):头部通常由两部分组成，算法类型和令牌类型。算法类型：指定用于生成签名的算法，例如HMAC、RSA或者ECDSA。令牌类型：指定令牌的类型，常见的是JWT头部使用Base64Url编码表示，并作为整个JwT的第一部分。头部的一个示例：
{
"alg":"Hs256",none #默认alg是未加密的，加上none后不加密
"typ":"JwT"
}载荷(Payload):载荷存储了有关用户或实体的声明和其他有关信息。声明：如用户ID、角色、权限等信息注册声明：包含一些标准的声明（比如发行人、过期时何等）和一些自定义的声明。载荷也使用Base64Url编码表示，并作为整个JWT的第二部分。载荷的一个示例：
{"sub": "1234567890","name": "John Doe","iat": 1516239022
}签名（Signature）：签名是对头部和载荷进行签名的结果，用于验证 JWT 的完整性和真实性。签名生成方式：将头部和载荷进行 Base64Url 编码后拼接在一起，然后使用指定的加密算法（如 HMAC、RSA）进行签名，将生成的签名添加到 JWT 中。

4.1 头部

4.1.1 alg

是说明这个 JWT 的签名使用的算法的参数，常见值用 HS256（默认），HS512 等，也可以为

None。HS256 表示 HMAC SHA256。

4.1.2 typ

说明这个 token 的类型为 JWT

4.2 payload

payload载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品，这些有效信息包含三个部分

• 标准中注册的声明
• 公共的声明
• 私有的声明

标准中注册的声明（建议但不强制使用）：

• iss：jwt签发者
• sub：jwt所面向的用户
• aud：接收jwt的一方
• exp：jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间
• nbf：定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
• iat：jwt的签发时间
• jti：jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

4.3 签名

服务器有一个不会发送给客户端的密码（secret），用头部中指定的算法对头部和声明的内容用此密码进行加密，生成的字符串就是 JWT 的签名

4.4 通信流程

第一步：使用用户名和密码进行登录

第二步：服务器认证成功后创建一个加密的 JWT的cookie

第三步：服务器返一个 JWT给浏览器

第四步：浏览器发送 JWT给服务器

第五步：服务器检查 JWT，从JWT中获取用户信息

第六步：服务器向客户端发送响应

5. 防御措施

1. 使用强大的密钥和算法：选择足够强大的加密算法和密钥长度，如HMAC-SHA256或RSA-2048等。使用长而随机的密钥可以增加JWT的安全性，并提高防止暴力破解和字典攻击的能力。
2. 令牌有效期限制：设置合理的令牌过期时间。较短的过期时间可以减少令牌被滥用的风险。定期刷新和更新过期的令牌可以确保令牌的时效性和安全性。
3. 验证令牌签名和完整性：在接收到JWT后，验证令牌的签名和完整性以确保其真实性。检查签名时使用的密钥和算法必须与发放JWT的一方保持一致。
4. 避免在JWT中存储敏感信息：尽量避免在JWT的载荷中存储敏感信息，如密码、社会安全号码等。如果必须存储敏感信息，应使用加密技术对其进行加密。
5. 加密敏感信息：如果需要在JWT中传输敏感信息，应使用加密算法对其进行加密。在加密前，确保选择合适的加密算法，并采取适当的密钥管理措施，确保加密信息的安全性。
6. HTTPS传输：始终使用HTTPS来传输JWT，以保护令牌在传输过程中的安全性。HTTPS提供了端到端的加密传输，防止令牌被窃听或篡改。
7. 令牌刷新和撤销机制：实施令牌刷新和撤销机制，以应对丢失、泄露或被盗用的令牌。可以使用黑名单、短有效期令牌或存储令牌的数据库来实现这些机制。
8. 令牌审计和监控：建立令牌审计和监控系统，对令牌的使用进行监测和追踪。这有助于及时发现任何异常活动或未经授权的令牌使用。
9. 密钥安全管理：安全地管理和存储用于签名和验证JWT的密钥。密钥应该存放在受保护的环境中，访问权限应限制在必要的人员范围内。

二、漏洞实例（webgoat）

启动靶场

java -jar webgoat-server-8.1.0.jar --server.port=8888 --server.address=本机ip

注意大小写

访问

127.0.0.1:8888/WebGoat

1. 第四关

页面给出的要求是成为管理员，并重置投票结果

点击小人像选择一个用户，再点击删除键。然后使用bp抓包

获得 JWT：

eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJpYXQiOjE2OTU0NzI3OTYsImFkbWluIjoiZmFsc2UiLCJ1c2VyIjoiVG9tIn0.P0RGe6YEKWHBk22JJ3ug9kbWxcb97Ca8mLVV_EQza5AjvkVS6RsKRwitBqnx--WLRBdHbmwN_zPySBDK_MIKjw

使用jwt.io解密 JWT

使用JSON校验格式化工具将修改过的 JWT 数据（payload中admin 修改为 true，header中加密方式修改为 none）进行base64加密

修改payload内容并进行加密

修改过内容的payload经过base64加密的结果要在两点之间，两点不可删除

注意：不要删除或修改原有格式

修改header内容并进行加密

修改过内容的header经过base64加密的结果要在点之前，点不可删除

因为头部的加密方式改为了none，那么签名就没有意义了。舍弃签名将修改过的JWT复制到bp的数据包中。注意payload和签名之间的点不能丢弃

ewogICJhbGciOiAibm9uZSIKfQ.ewogICJpYXQiOiAxNjk1NDcyNzk2LAogICJhZG1pbiI6ICJ0cnVlIiwKICAidXNlciI6ICJUb20iCn0.

2. 第五关

题目要求在给出的令牌中找到密钥，改变用户为WebGoat并使用找到的密钥加密签名

在页面中点击F12，选中给出的令牌

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJXZWJHb2F0IFRva2VuIEJ1aWxkZXIiLCJhdWQiOiJ3ZWJnb2F0Lm9yZyIsImlhdCI6MTY5NDYxMzY3MSwiZXhwIjoxNjk0NjEzNzMxLCJzdWIiOiJ0b21Ad2ViZ29hdC5vcmciLCJ1c2VybmFtZSI6IlRvbSIsIkVtYWlsIjoidG9tQHdlYmdvYXQub3JnIiwiUm9sZSI6WyJNYW5hZ2VyIiwiUHJvamVjdCBBZG1pbmlzdHJhdG9yIl19.TMb4Of0VRzFWfyVtmpxCVpLIrrmKwnAPM-7juWw9_qA

将令牌复制到jwt.io中解密

在Unix时间戳中修改 exp 有效时间

1694697596

爆破密钥

将题目给出的令牌复制到桌面下的 jwt.txt 中，并子啊桌面下创建密码字典 1.txt 内容包含（victory）

使用命令爆破密钥

hashcat -m 16500 jwt.txt -a 3 -w 3 1.txt#-m 16500 ：这里的 16500 对应的就是 jwt 的 token 爆破；#-a 3 ：代表蛮力破解#-w 3 ：可以理解为高速破解，就是会让桌面进程无响应的那种高速#jwt.txt ：是我把题目要求破解的 token 保存到的文件#pass.txt ：密码字典

获得密钥：victory

使用爆破出的密钥加密签名

将得出的结果提交

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJXZWJHb2F0IFRva2VuIEJ1aWxkZXIiLCJhdWQiOiJ3ZWJnb2F0Lm9yZyIsImlhdCI6MTY5NDYwODEwNywiZXhwIjoxNjk0Njk3NTk2LCJzdWIiOiJ0b21Ad2ViZ29hdC5vcmciLCJ1c2VybmFtZSI6IldlYkdvYXQiLCJFbWFpbCI6InRvbUB3ZWJnb2F0Lm9yZyIsIlJvbGUiOlsiTWFuYWdlciIsIlByb2plY3QgQWRtaW5pc3RyYXRvciJdfQ.hsPDzQ945fDfLUcMzDUQViFTfohikcXicLFHovNdGNk

3. 第七关

题目要求让tom付款

点击付款使用bp抓包

点击here获取日志，从日志中获取jwt

eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJpYXQiOjE1MjYxMzE0MTEsImV4cCI6MTUyNjIxNzgxMSwiYWRtaW4iOiJmYWxzZSIsInVzZXIiOiJUb20ifQ.DCoaq9zQkyDH25EcVWKcdbyVfUL4c9D4jRvsqOqvi9iAd4QuqmKcchfbU8FNzeBNF9tLeFXHZLU4yRkq-bjm7Q

使用jwt.io解码

修改exp和加密方法

修改头中的加密方法

修改exp

因为加密方式为none那么签名就可以舍弃了

ewogICJhbGciOiAibm9uZSIKfQ.ewogICJpYXQiOiAxNTI2MTMxNDExLAogICJleHAiOiAxNjk0Njk3NTk2LAogICJhZG1pbiI6ICJmYWxzZSIsCiAgInVzZXIiOiAiVG9tIgp9.

因为抓到的数据包中没有jwt的位置那么就可以在数据包中找一个位置存放jwt，此数据包可放置在Authorization中

添加:

反序列化漏洞是因为链式调用

越权漏洞是因为凭证（Cookie，Session，Token，JWT）

现如今常见的都是越权和逻辑漏洞，学习JWT就是为了攻击凭证（越权）

web漏洞只有一个入口：http

authz：bp中验证越权的插件，页面有误cookie大小和响应都相同的话就是说cookie无用，存在越权