WebSocket与Socket.io渗透测试技术详解

1. WebSocket技术概述

WebSocket是一种允许浏览器和服务器建立单个TCP连接进行全双工异步通信的技术，具有以下特点：

• 允许实时更新，无需浏览器发送数百个新的HTTP轮询请求
• 基于单个TCP连接的有状态协议
• 客户端和服务器可随时发送消息，无需等待对方响应
• 相比HTTP，WebSocket工具支持较少，测试更复杂

2. WebSocket测试工具

常用WebSocket测试工具：

1. BurpSuite：支持WebSocket拦截和修改，但缺少Repeater、Scanner和Intruder功能
2. Zed Attack Proxy (ZAP)
3. Pappy Proxy
4. Man-in-the-Middle Proxy (mitmproxy)
5. WebSocket/Socket.io (WSSiP)

3. Socket.io简介

Socket.io是一个流行的JavaScript WebSockets库：

• GitHub上有超过41.4k star
• 在NPM的WebSocket类别中排名第二和第三
• 被OWASP Juice-Shop等项目使用

4. WebSocket降级技术

方法一：利用Socket.io的HTTP回退机制

1. 原理：Socket.io默认支持"polling"和"websocket"两种传输方式
2. 实现步骤：
   • 在BurpSuite中设置匹配替换规则
   • 修改默认传输方式为仅"polling"
   • 使用正则表达式替换：

     原始字符串：this\.transports=.*?\.transports\|\|\["polling","websocket"]
     替换为：this.transports=["polling"]
     

方法二：中止WebSocket升级

1. WebSocket握手过程：

   • 客户端发送包含WebSocket特定header的升级请求
   • 服务器响应101 Switching Protocols状态码和WebSocket header
   • 通信转换为WebSocket协议

2. 中断策略：

   • 修改服务器响应为非101状态码
   • 移除或修改Upgrade header
   • 移除或修改Connection header
   • 移除或修改Sec-WebSocket-Accept header
   • 添加未请求的Sec-WebSocket-Extensions header

5. 将Burp Repeater作为Socket.io客户端

技术挑战

1. 会话管理：

   • 每个请求需要有效的会话ID(sid)
   • 无效请求会导致服务器终止会话

2. 消息格式：

   • 请求主体包含消息长度前缀(如"5:hello")
   • 长度计算错误会导致服务器拒绝消息

解决方案：使用Burp宏和会话处理规则

1. 创建宏：

   • 用于自动建立新会话并获取有效sid
   • 配置从服务器响应中提取sid的正则表达式："sid"

2. 配置会话处理规则：

   • 设置"Check session is valid"规则动作
   • 当服务器拒绝消息时自动触发宏
   • 应用于Repeater等工具

6. 实际渗透测试应用

1. 拦截和修改WebSocket消息：

   • 在BurpSuite中启用WebSocket拦截
   • 通过Proxy → WebSockets历史记录查看消息
   • 在拦截窗口中编辑消息

2. 测试技巧：

   • 观察应用程序执行有趣操作时的较大负载消息
   • 利用HTTP历史记录中的WebSocket类消息进行分析
   • 强制使用HTTP传输以利用BurpSuite的完整功能集

7. 防御建议

1. 服务器端：

   • 禁用不必要的传输方式
   • 实施严格的会话验证
   • 验证消息格式和长度
   • 限制重试次数

2. 客户端：

   • 验证服务器响应符合WebSocket协议
   • 实现适当的错误处理
   • 考虑使用WebSocket安全扩展

通过掌握这些技术，安全测试人员可以有效地评估WebSocket和Socket.io实现的安全性，发现潜在漏洞。