不安全的SSL:过于广泛的信任证书 - 代码审计教学文档

1. 缺陷概述

CWE ID: 297 (Improper Validation of Certificate with HostMismatch)

缺陷本质: 当程序默认接受由证书颁发机构(CA)颁发的所有证书而屏蔽了安全校验逻辑时，可能导致中间人攻击风险。

危害:

• 基于恶意证书提供的信任可能允许欺骗或重定向攻击
• 攻击者可以拦截CA的SSL/TLS信息流进行中间人攻击
• 2018-2019年间CVE中有3个相关漏洞记录

2. 技术背景

2.1 SSL/TLS证书验证机制

• 证书颁发机构(CA)为每个公开密钥发放数字证书
• 证书是通用网络通信工具的必要组件
• 近年来CA盗用事件增加，导致即使CA签名的证书也可能是恶意的

2.2 常见错误实现

• 使用默认的URLConnection建立SSL/TLS连接
• 未对SSLSocketFactory进行适当处理
• 默认信任Android密钥库中所有CA签名的证书

3. 缺陷代码示例与分析

3.1 缺陷代码(Java)

// 建立URL连接并读取输入流数据
URL url = new URL("https://example.com");  // 22行
URLConnection urlConnection = url.openConnection();  // 23行缺陷位置
InputStream in = urlConnection.getInputStream();  // 24行

// 读取输入流内容
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
    System.out.println(line);
}

3.2 缺陷分析

• 第23行使用默认的URLConnection建立SSL/TLS连接
• 未对证书进行任何验证处理
• 自动信任所有CA签名的证书，存在中间人攻击风险

4. 修复方案

4.1 修复代码(Java)

// 创建SSL上下文
SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");  // 29行
sslContext.init(null, null, null);  // 30行初始化

// 建立HTTPS连接
HttpsURLConnection httpsConnection = (HttpsURLConnection)url.openConnection();
httpsConnection.setSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());  // 33行设置安全套接字工厂

// 读取输入流
InputStream in = httpsConnection.getInputStream();

4.2 修复要点

1. 使用SSLContext创建安全套接字上下文
2. 指定TLS协议版本
3. 使用HttpsURLConnection替代普通URLConnection
4. 显式设置安全套接字工厂

5. 最佳实践建议

1. 避免使用默认连接:

   • 不要直接使用默认的URLConnection
   • 优先使用HttpsURLConnection

2. 证书验证处理:

   • 实现自定义的证书验证逻辑
   • 对证书进行严格的主机名匹配检查

3. 安全协议选择:

   • 明确指定安全协议版本(如TLS 1.2+)
   • 禁用不安全的协议(如SSLv3)

4. 密钥库管理:

   • 限制信任的CA证书范围
   • 定期更新和维护信任的证书列表

6. 相关CVE案例

1. CVE-2019-13050:

   • 影响: sks-keyserver与GnuPG 2.2.16之间的交互
   • 风险: 证书垃圾邮件攻击可能导致持续拒绝服务

2. CVE-2018-10936:

   • 影响: PostgreSQL JDBC驱动(<42.2.5)
   • 问题: 未提供主机名验证器时，攻击者可伪装成可信服务器

7. 检测与验证

7.1 静态检测要点

• 查找直接使用URL.openConnection()的代码
• 检查是否使用了HttpsURLConnection
• 验证是否设置了自定义的SSLSocketFactory
• 检查证书验证逻辑是否完整

7.2 动态测试方法

• 使用中间人代理工具(如Burp Suite)测试证书验证
• 尝试使用自签名证书进行连接测试
• 验证异常证书是否被正确拒绝

8. 扩展阅读

1. OWASP相关指南:

   • OWASP Transport Layer Protection Cheat Sheet
   • OWASP Certificate and Public Key Pinning Guide

2. Java安全文档:

   • JSSE (Java Secure Socket Extension)参考指南
   • Java Cryptography Architecture文档

3. 相关标准:

   • RFC 5280: Internet X.509 Public Key Infrastructure
   • RFC 6125: Representation and Verification of Domain-Based Application Service Identity within Internet Public Key Infrastructure Using X.509 Certificates