JWT认证绕过技术详解

1. JWT基础概念

1.1 JWT结构

JWT(JSON Web Token)由三部分组成，用点(.)分隔：

• Header：包含元数据，如算法类型
• Payload：包含实际数据(claims)
• Signature：用于验证令牌完整性

1.2 Header部分关键字段

• alg：指定加密算法(如HS256或RS256)
• typ：令牌类型，通常为"JWT"
• kid：公钥ID标记
• jwk：包含附带的RSA密钥信息
• jku：远程获取公钥信息的URL
• cty：内容类型(可能用于XXE和反序列化攻击)

1.3 Payload部分关键字段

• sub：认证的用户
• exp：过期时间(时间戳)
• iss：JWT签发者
• nbf：不早于时间(时间戳)
• domain：面向的用户
• jti：Token唯一标识符

1.4 常见签名算法

• RS256：采用SHA-256的RSA签名(非对称)
• HS256：带有SHA-256的HMAC(对称算法)
• none：无签名(不安全)

2. JWT绕过技术

2.1 直接修改Payload

适用场景：服务器不验证签名

1. 解码JWT
2. 修改sub字段为特权用户(如administrator)
3. 重新编码发送

2.2 算法设置为none

步骤：

1. 修改header中的alg为"none"
2. 删除Signature部分(保留最后的点)
3. 发送修改后的Token

2.3 弱密钥爆破

步骤：

1. 使用hashcat爆破弱密钥：

   hashcat -a 0 -m 16500 JWT_Token ./jwt.secrets.list
   

2. 获取密钥后(如"secret1")，在Burp中：
   • 添加新对称密钥(New symmetric Key)
   • 将k替换为密钥的base64编码
3. 修改payload后使用该密钥重新签名

2.4 JWK标头注入

适用场景：服务器使用嵌入的公钥验证签名

1. 生成RSA密钥对
2. 在Request中选择"Embedded JWK"攻击
3. 系统会自动嵌入公钥并签名
4. 发送修改后的Token

2.5 利用JKU获取公钥

适用场景：服务器使用JKU远程获取公钥

1. 生成RSA密钥对
2. 复制JWK格式的公钥，添加keys头：

   {
     "keys": [
       {公钥内容}
     ]
   }
   

3. 将公钥映射到可访问的URL
4. 修改JWT：
   • 设置kid为公钥的kid
   • 设置jku为公钥URL
   • 修改sub为特权用户
5. 使用私钥签名后发送

2.6 Header路径遍历

利用Linux的/dev/null文件：

1. 生成对称密钥，设置k为空字节(base64为"AA==")
2. 修改：
   • sub为特权用户
   • kid为目录遍历到null文件(如"../../../../dev/null")
3. 使用生成的密钥签名

2.7 算法混淆攻击

适用场景：服务器本应使用RSA但实现有缺陷

1. 获取服务器公钥(如/jwks.json)
2. 取出RSA公钥内容，新建RSA密钥
3. 使用PEM格式公钥的base64作为k生成对称密钥
4. 修改：
   • alg为HS256
   • sub为特权用户
5. 使用对称密钥签名

2.8 kid参数注入

潜在风险：

• 命令注入(如Ruby的open函数)
• 目录遍历
• SQL注入

3. 防御建议

1. 使用最新的JWT库：虽然稳定性可能受影响，但安全性更高
2. 严格白名单控制：
   • 对jku标头设置严格白名单
   • 限制可接受的算法类型(禁用"none")
3. kid参数防护：
   • 防止目录遍历
   • 防止命令/SQL注入
4. 令牌管理：
   • 设置合理的过期时间(exp)
   • 实现令牌撤销机制
5. 其他安全措施：
   • 避免通过URL参数发送令牌
   • 使用aud声明指定预期接收者
   • 使用强密钥并定期更换
   • 验证所有签名

4. 工具使用

4.1 Burp Suite插件

• JWT Editor Keys：识别和编辑JWT
• 功能：
  • 自动标记含JWT的请求
  • 提供可视化编辑界面
  • 支持密钥管理和签名

4.2 在线工具

• jwt.io：用于解码、验证和生成JWT

4.3 Hashcat

用于爆破弱密钥：

hashcat -a 0 -m 16500 JWT_Token ./jwt.secrets.list

通过掌握这些技术，安全测试人员可以全面评估JWT实现的安全性，而开发人员则可以使用这些知识来加固自己的系统。