Web应用存储型XSS漏洞检测方法及实现

关键词 存储 型 ＸＳＳ 动态检测 漏洞扫描 攻击 向量
中 图分 类号 ＴＰ３０９
文 献 标 识 码 Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３８６ｘ．２０１６．０１．００７
ＤＥＴＥＣＴＩｏＮ Ｍ ＥＴＨｏＤ ＦｏＲ ＳＴｏＲＥＤ．ＸＳＳ ＶＵＬＮＥＲＡＢＩＬＩＴＹ ＩＮ Ｗ ＥＢ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏ ＮＳ ＡＮＤ ＩＴＳ Ⅱ ＰＬＥＭ ＥＮＴＡＴＩｏＮ
第 ３３卷 第 １期 ２０１６年 １月
计算机 应 用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｖ０１．３３ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１６
Ｗｅｂ应 用 存 储 型 ＸＳＳ漏 洞检 测方 法及 实现
李 威 李晓红
（天津大学计算机科学与技术学 院 天津 ３０００７２）
摘 要 跨站脚本 ＸＳＳ（Ｃｒｏｓｓ Ｓｉｔｅ Ｓｃｒｉｐｔｉｎｇ）漏洞 ，已对大 多数 网站产 生严 重威胁。其 中存储 型 ＸＳＳ漏 洞对用 户及 网站的损害 尤 为 巨大。事先使用漏洞扫描工具对该 漏洞进行检测 并修 补，可 以有效预 防和减 轻该漏洞被利用 后导致 的一系列危害。分析存储 型 ＸＳＳ漏洞 的攻击原理 ，提 出用 巴科斯 范式（ＢＮＦ）自动生成初 始攻击 向量，对初始攻击 向量进行 变异处理 。使用辅助标 记 自动检 测存 储 型 ＸＳＳ漏 洞的动态检测方法 ，设计并 实现存储 型 ＸＳＳ漏 洞检测 系统。在现实 Ｗｅｂ应用 中测试评估 了该 系统 ，实验证 明它能有效 检 测 出应用 中存在 的存储 型 ＸＳＳ漏 洞。
ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ａ ｇｒｅａｔ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｕｓｅｒｓ ａｎｄ ｗｅｂｓｉｔｅｓ． Ｕｓｉｎｇ ａ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔ ｏｏｌ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｂｅｆｏｒｅｈａ ｎ ｄ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｍｉｆｉｇ￣ｅ ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ ｄａｍａｇｅｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａ ｂ ｉｌｉｔｉｅｓ ａｒｅ ｍａｄｅ ｕｓｅ ｏｆ．Ｗ ｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｔ ｏｒｅｄ—ＸＳＳ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ Ｂａｃｋｕｓ—Ｎａｕｒ Ｆｏｒｍ （ＢＮＦ）ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｉｎｉｔｉａｌ ａｔｔａｃｋ ｖｅｃｔｏｒｓ ｆｏｒ
ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏｕｔ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅｍ ，ａｎｄ ｕｓｅｓ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｍａｒｋｅｒ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｓｔｏｒｅｄ—ＸＳＳ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ． Ｆｕｒｔｈｅｒ ｍ ｏｒｅ，ｗｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ｓｔｏｒｅｄ—ＸＳＳ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｉｔ ｉｎ ｒｅａ ｌ Ｗ ｅｂ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ０ｆ ｓｔｏｒｅｄ—ＸＳＳ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．
ＸＳＳ漏洞严 重 危 害 网站 安 全及 用 户 利 益 ，相关 研 究 者 在 ＸＳＳ漏 洞检测 问题上进 行研究 ，也 取得 了相应 的成果 。与 ＸＳＳ
漏洞相关的检测方 法有 静态代码 分析 、静态分 析与动 态测试相 结合及运行 时监 测等 。但 是 ，大多 方 法 主要 针对 一 阶 ＸＳＳ漏 洞 ，针对存储 型 ＸＳＳ漏洞检测 的方法并不 多见。
Ｌｉ Ｗ ｅｉ Ｌｉ Ｘｉａｏｈｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，死８ ｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｒｏｓｓ ｓｉｔｅ ｓｃｒｉｐｔｉｎｇ （ＸＳＳ） ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｔｈｅ ｓｅｒ ｉｏｕｓ ｔｈｒｅａｔ ｔｏ ｍｏｓｔ ｗｅｂｓｉｔｅｓ，ａｍｏｎｇｓｔ ｔｈｅｍ ｔｈｅ ｓｔｏｒｅｄ—ＸＳＳ
静态分析方法从外部数 据源识别 污点输 入 ，跟踪 污点数 据 流 ，并 检 测 是 否 有 污 点 数 据 到 达 污 点 槽 （如 ＨＴＭＬ输 出 语 句 ） 。Ｙｉｃｈｅｎ Ｘｉｅ和 Ａｌｅｘ Ａｉｋｅｎ提 出一种通 过象 征执 行程 序 取得块和 函数总结 信息 的静态 分析技 术 。Ｂｅｎｊａｍ ｉｎ Ｌｉｖ—ｓｈｉｔｓ 和 Ｍｏｎｉｃａ Ｌａｍ使用二元决策 图来对服务器端 脚本进行分 析 ，但 该方 法 需要 用 户使 用 程 序 查 询 语 言 指 明缺 陷模 型 。Ｇａｒｙ Ｗａｓｓｅｒｍａｎｎ和 Ｓｕ Ｚｈｅｎｄｏｎｇ用字符 串分析加 强了基于污 点分析 的方法 ，他们使用上下文无关语法 （ＣＦＧｓ）来 展现在特 定程序 点一个字符 串变量 的取值 ，这样 可 以帮 助检查敏 感程序语 句是 否有黑名单字符 串值 。静 态分 析 可 以快速 检测 出潜在 的 ＸＳＳ 漏洞 ，但不能验证输入净化 函数 的正确性 。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｔｏｒｅｄ—ＸＳＳ Ｄｙｎａｍｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ Ａｔｔａｃｋ ｖｅｃｔｏｒ
０ 引 言
随着 Ｗｅｂ应用 的普及 ，存 储数据信 息的 Ｗｅｂ应用 ，如 电子 商务 、社 交 网络 、博 客 、论坛社 区等 ，被 大量开 发来提 供各 种服 务 ，使得人们生 活更 加便 利。与此 同时 ，Ｗｅｂ应用 中存 在 的漏 洞使得人们在享受软件提供便捷 的网上服 务的 同时 ，也遭 受到 机密信息泄漏 、财产损失 、账户被盗等严 重的安全 问题 。开放式 ｗｅｂ应用程序安 全项 目 ＯＷＡＳＰ（Ｏｐｅｎ Ｗｅｂ Ａｐｐｌｉａｔｉｏｎ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ）在 ２０１３年公布 的 Ｗｅｂ应 用十大安 全漏洞显 示 ，跨 站点 脚本 ＸＳＳ排在 了第 三位 ，是 十分 突 出 的安 全漏 洞 …。与 一 阶 ＸＳＳ不 同，存储 型 ＸＳＳ攻击 过程更 加巧 妙 ，恶意代 码 被注 入 到 Ｗｅｂ应用中没有立即执行 。而是存储 到后端数 据库 ，在处理 另 一 次不 同请求时 ，应用检 索到数 据库 中的恶意输入将 其显示 为 网站的一部分并在 Ｗｅｂ应用程序 授权 下在用户浏览 器 中运行 ， 导致攻击发生 。存储型 ＸＳＳ的危 害相 比一 阶更 大 ，检 测也更 加 困难 。