nginx解析漏洞允许缓存投毒攻击
2016-08-31 00:57
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许多nginx用户会使用Google 公共 DNS,OpenDNS 或ISP 的解析器解析器等解析程序指令来配置 nginx,但是这当中存在很大的风险,唯一安全的选择是在本地主机上运行一个解析器。
我发现,不仅 nginx 的存根 (stub) 解析器会生成非随机的或可预见的 DNS txids,连每个 nginx 的工作进程都会在每个 DNS 查询中使用相同的 UDP 源端口。
只要使用一个简短的脚本就可以在Linux (GNU C 库) 中预测Nginx 的 txids。
这些缺陷允许恶意攻击者发送欺骗性的 DNS 回复去感染解析程序缓存,导致 nginx 代理 HTTP 会向任何攻击者指定的上游服务器发送请求,从而访问到浏览器的恶意内容。
奇怪的是 nginx 开发人员并不认为这存在任何安全问题。在我向 security-@nginx.org 报告之后,他们只修补一部分问题并且拒绝修补其他问题,也没有发布安全咨询。所以我觉得必须要公开我的调查结果,告知nginx 用户他们所面临的潜在风险 。
细节
Nginx 生成 DNS txids所使用的是用于在 Linux/Unix 上random() 和在 Windows 上 rand () 的宏ngx_random() 。
问题 1:
在 Windows 上,nginx 从来没有通过 srand()发送种子 PRNG ,所以 C盘会默认为 1,导致 txids 总是遵循同样的次序,而不是随机种子︰ 41,18467,6334、 26500,19169,15724......
问题 2:
在 Linux 上,对于random() 的依靠使得 txids 变得可预测,因为特定配置下的 nginx 会将random() 值泄漏给远程用户:当ngx_mail_core_module 启用时通过 SMTP/POP3/IMAP CRAM-MD5盐功能,或有时会通过标头暴露客户的$request_id 变量。
问题 3;
在所有平台上,nginx的每个工作进程都允许 OS 选择随机的 UDP 源端口发送 DNS 查询。工作进程会重用遍又一遍的在同一端口发送所有查询,直到 nginx 重新启动。既然猜测 txid是可行的,攻击者只需要蛮力进入源端口就可以感染 nginx 的解析程序缓存。OS TCP/IP 堆栈通常会从Linux中的一系列的 28232 个端口和Windows 上的16384个 端口中选择。攻击者可以一次性确认正确端口。随后,他就可以使用一个假DNS
答复进行攻击,因为端口已知,txid也是可预测的。
攻击场景
首先,成功感染 nginx 的 DNS 缓存的要求是,攻击者需要︰
•知道nginx 尝试解析的主机名 ;
•知道配置nginx 所使用的解析器 。
场景 1
此方案演示如何利用问题 1。
使用下面的nginx.conf 在 Windows 上运行Nginx︰
1.攻击者可以看到后端的主机名,并且能看见1 小时之内的TTL 。
2.现在他可以确定,当启动 nginx 代理第一次请求 t = 0时,它会用txid = 41发出一个 DNS 查询等。这是因为,正如我刚才所解释的那样,在 Windows 中nginx 未能种子 PRNG,因此始终会生成相同的序列。
3.攻击者确定 nginx 什么时候会启动,也知道它会用哪个txid来发送下一个 DNS 查询。
4.攻击者等待后端的 IP 地址在nginx 的缓存中过期。例如这可能在 t = 100 h发生,那么攻击者就会知道 nginx 将使用随机值序列中第 101随机值由 rand () 返回。当它再缓存中过期时,nginx可能需要几百毫秒查询 8.8.8.8才能作出答复。在同一时间攻击者可以随机地将多个诈骗 DNS 回复与预测 txid 发送到不同的 UDP 端口,在这段时间里他能够发送 1000次诈骗答复。
5.第一次的中毒尝试将可能失败,因为 Windows 从一系列的 16384 端口 (49152 – 65535)中只选择一个源端口。所以如果他失败了,攻击者下次尝试会再从 nginx 的缓存过期后端的 IP 地址进行无限量的尝试。
6.Nginx 将然后代理攻击者服务器的所有请求,直到 TTL 过期。下一次感染尝试就会简单得多,因为此时攻击者已经知道哪一组端口是无效的。
截至 2016 年 8 月 24 日,这种攻击在发布到目前为止的所有 nginx 版本上都有效。我的报告公布后,开发人员在 2016 年 8 月 4 日进行了修补,因此即将发布的1.11.4版本应该会包括此修复程序。然而 nginx 开发人员认为这不是一个安全漏洞,尽管一切都那么显而易见。
场景2
此方案演示如何利用问题 2。
它需要使用CRAM-MD5验证启用 (不是默认)将nginx 配置为 SMTP、 POP3 或 IMAP 这样它才能将$request_id 报告给客户端。
我选择在这里展示使用 SMTP 的终结点在 Linux/Unix 上运行Nginx的过程︰
1.攻击者会运行runs cram-md5-predict-random.py来预测下一个 txid 值 (其中有 75%的机会是正确的)。
2.然后他要么采用强力方法开始不断发送欺骗的 DNS 回复到nginx 的不同的 UDP 端口;最终等到 nginx 的缓存后端 IP 地址过期,nginx 尝试重新解析它并将接受欺骗答复发送到正确的端口。或者攻击者可能只有当 nginx 试图重新解析后端主机名时才发送欺骗的 DNS 回复以节省网络带宽。
3.当 nginx 重新解析主机名时,它可能需要几百毫秒来接收合法的答复。在这段时间,攻击者就可以发送欺骗性的 DNS 回复。
4.第一次的感染尝试可能会失败,因为默认情况下的 Linux 会从一系列28232个端口中选择端口 (net.ipv4.ip_local_port_range = 32768 60999)。如果失败了,攻击者下次会尝试再从 nginx 的缓存过期后端的 IP 地址进行无限量的尝试。
5.Nginx 然后就会代理攻击者服务器的所有请求,直到 TTL 过期。
修复方案︰
1.放弃使用random()/rand() 作为 PRNG 生成 txids。改为使用getrandom(2的系统调用、/ dev/urandom 或者 CryptGenRandom() 的熵。
2.随机化 UDP 源端口的每个 DNS 查询。
但开发商拒绝考虑这些问题中的任何一个安全问题,也没有发表安全咨询,所以漏洞还是没有得到解决︰他们还在继续使用 random()/rand(),并且他们仍然没有随机化每个查询的源端口。
受影响 nginx 版本
截至 2016 年 8 月 24 日,所有曾经附带解析器的 nginx 版本都会受到影响:
•0.6.18版本以上,包括0.6.39版本
•0.7版本以上,包括0.7.69版本
•0.8版本以上,包括0.8.55版本
•1.0 版本以上,包括1.0.15版本
•1.2 版本以上,包括1.2.9版本
•1.4 版本以上,包括1.4.7版本
•1.6 版本以上,包括1.6.3版本
•1.8 版本以上,包括1.8.1版本
•1.10 版本以上,包括1.10.1版本
•1.11版本以上,包括1.11.3版本
即将发布的如 1.11.4 版本应该会包含部分问题的修复程序,但是绝不是全部。
原文地址:
http://blog.zorinaq.com/nginx-resolver-vulns/
本文转载自 zorinaq
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