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手机银行https证书有效性验证引发的安全问题

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前言:

在实际项目代码审计中发现,目前很多手机银行虽然使用了https通信方式,但是只是简单的调用而已,并未对SSL证书有效性做验证。在攻击者看来,这种漏洞让https形同虚设,可以轻易获取手机用户的明文通信信息。

手机银行开发人员在开发过程中为了解决ssl证书报错的问题(使用了自己生成了证书后,客户端发现证书无法与系统可信根CA形成信任链,出现了 CertificateException等异常。),会在客户端代码中信任客户端中所有证书的方式:

public static HttpClient getWapHttpClient() {
    try {
           KeyStore trustStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
           trustStore.load(null, null);
           SSLSocketFactory sf = new MySSLSocketFactory(trustStore);
           sf.setHostnameVerifier(SSLSocketFactory.ALLOW_ALL_HOSTNAME_VERIFIER);
           //此处信任手机中的所有证书,包括用户安装的第三方证书
           HttpParams params = new BasicHttpParams();
           HttpProtocolParams.setVersion(params, HttpVersion.HTTP_1_1);
           HttpProtocolParams.setContentCharset(params, HTTP.UTF_8);
           SchemeRegistry registry = new SchemeRegistry();
           registry.register(new Scheme("http", PlainSocketFactory.getSocketFactory(), 80));
           registry.register(new Scheme("https", sf, 443));
           ClientConnectionManager ccm = new ThreadSafeClientConnManager(params, registry);
           return new DefaultHttpClient(ccm, params);
    } catch (Exception e) {
           return new DefaultHttpClient();
    }
}

而在客户端中覆盖google默认的证书检查机制(X509TrustManager),并且在代码中无任何校验SSL证书有效性相关代码:

public class MySSLSocketFactory extends SSLSocketFactory {
    SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");

    public MySSLSocketFactory(KeyStore truststore)
        throws NoSuchAlgorithmException, KeyManagementException,
            KeyStoreException, UnrecoverableKeyException {
        super(truststore);

        TrustManager tm = new X509TrustManager() {
                public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain,
                    String authType) throws CertificateException {
                }

                 //客户端并未对SSL证书的有效性进行校验,并且使用了自定义方法的方式覆盖android自带的校验方法
                public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain,
                    String authType) throws CertificateException {
                }

                public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {
                    return null;
                }
            };

        sslContext.init(null, new TrustManager[] { tm }, null);
    }
}

问题出来了:

如果用户手机中安装了一个恶意证书,那么就可以通过中间人攻击的方式进行窃听用户通信以及修改request或者response中的数据。

手机银行中间人攻击过程:

1 客户端在启动时,传输数据之前需要客户端与服务端之间进行一次握手,在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。

2 中间人在此过程中将客户端请求服务器的握手信息拦截后,模拟客户端请求给服务器(将自己支持的一套加密规则发送给服务器),服务器会从中选出一组加密算法与HASH算法,并将自己的身份信息以证书的形式发回给客户端。证书里面包含了网站地址,加密公钥,以及证书的颁发机构等信息。

3 而此时中间人会拦截下服务端返回给客户端的证书信息,并替换成自己的证书信息。

4 客户端得到中间人的response后,会选择以中间人的证书进行加密数据传输。

5 中间人在得到客户端的请求数据后,以自己的证书进行解密。

6 在经过窃听或者是修改请求数据后,再模拟客户端加密请求数据传给服务端。就此完成整个中间人攻击的过程。

以fiddler工具模拟中间人攻击为例:

1 首先在手机中装入fiddler根证书:

导出fiddler的根证书:

fiddler-cert

将fiddler根证书放入手机的SD卡中,然后在手机设置-安全中选择从SD卡中安装证书:

certinstall

成功安装fiddler根证书到手机上:

certinsok

2 在PC端打开fiddler,将手机通信代理到PC端fiddler所监听的端口上(可以在wifi中的高级设置中设置代理),这样手机银行的所有通信均会被fiddler监听到。

3 启动手机银行客户端,会在fiddler中查看到所有请求的明文数据,并且可以进行修改后转发,成功将https加密绕过。

fiddler-cap

防护办法:

使用CA机构颁发证书的方式可行,但是如果与实际情况相结合来看的话,时间和成本太高,所以目前很少有用此办法来做。由于手机银行服务器其实是固定的,所以证书也是固定的,可以使用“证书或公钥锁定”的办法来防护证书有效性未作验证的问题。

具体实现:

1 公钥锁定

将证书公钥写入客户端apk中,https通信时检查服务端传输时证书公钥与apk中是否一致。

public final class PubKeyManager implements X509TrustManager {
    private static String PUB_KEY = "30820122300d06092a864886f70d0101" +
        "0105000382010f003082010a0282010100b35ea8adaf4cb6db86068a836f3c85" +
        "5a545b1f0cc8afb19e38213bac4d55c3f2f19df6dee82ead67f70a990131b6bc" +
        "ac1a9116acc883862f00593199df19ce027c8eaaae8e3121f7f329219464e657" +
        "2cbf66e8e229eac2992dd795c4f23df0fe72b6ceef457eba0b9029619e0395b8" +
        "609851849dd6214589a2ceba4f7a7dcceb7ab2a6b60c27c69317bd7ab2135f50" +
        "c6317e5dbfb9d1e55936e4109b7b911450c746fe0d5d07165b6b23ada7700b00" +
        "33238c858ad179a82459c4718019c111b4ef7be53e5972e06ca68a112406da38" +
        "cf60d2f4fda4d1cd52f1da9fd6104d91a34455cd7b328b02525320a35253147b" +
        "e0b7a5bc860966dc84f10d723ce7eed5430203010001";

     //锁定证书公钥在apk中
    public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)
        throws CertificateException {
        if (chain == null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "checkServerTrusted: X509Certificate array is null");
        }

        if (!(chain.length > 0)) {
            throw new IllegalArgumentException(
                "checkServerTrusted: X509Certificate is empty");
        }

        if (!((null != authType) && authType.equalsIgnoreCase("RSA"))) {
            throw new CertificateException(
                "checkServerTrusted: AuthType is not RSA");
        }

        // Perform customary SSL/TLS checks
        try {
            TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("X509");
            tmf.init((KeyStore) null);

            for (TrustManager trustManager : tmf.getTrustManagers()) {
                ((X509TrustManager) trustManager).checkServerTrusted(chain,
                    authType);
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new CertificateException(e);
        }

        // Hack ahead: BigInteger and toString(). We know a DER encoded Public Key begins
        // with 0?30 (ASN.1 SEQUENCE and CONSTRUCTED), so there is no leading 0?00 to drop.
        RSAPublicKey pubkey = (RSAPublicKey) chain[0].getPublicKey();
        String encoded = new BigInteger(1 /* positive */, pubkey.getEncoded()).toString(16);

        // Pin it!
        final boolean expected = PUB_KEY.equalsIgnoreCase(encoded);

        if (!expected) {
            throw new CertificateException(
                "checkServerTrusted: Expected public key: " + PUB_KEY +
                ", got public key:" + encoded);
        }
    }
}

2 证书锁定:

即为客户端颁发公钥证书存放在手机客户端中,在https通信时,在客户端代码中固定去取证书信息,不是从服务端中获取。

关于证书或公钥锁定技术可参考下面链接:

https://www.owasp.org/index.php/Certificate_and_Public_Key_Pinning

原文地址:http://phpsec.sinaapp.com/?p=316

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