Aunque ya ha pasado algo de tiempo desde la DerbyCon 2014, merece la pena repasar esta charla donde Joshua Pitts nos habla de su framework Backdoor Factory (BDF) para troyanizar binarios ELF (Linux), exe (Windows) y Mach-O (OS X), incluso «on the fly» vía proxy web. Una herramienta de gran potencia y efectividad.
Como vimos en el artículo anterior http://securityinside.info/hsts-una-defensa-mitm-sslstrip/ , HSTS fue creado para que los navegadores rechazasen conexiones HTTP a ciertos lugares y, de este modo evitar ataques de interceptación tipo mitm o sslstrip. Para ello, se introduce la nueva cabecera Strict-Transport-Security en el protocolo HTTP, que establece unos parámetros para indicar al navegador una política de como manejar las conexiones SSL para un sitio web en concreto. Los navegadores que implementan HSTS mantienen además una lista «precargada» de dominios con lo cual se evitaría el posible ataque al visitar por primera vez que se visita un sitio y no conocer que implementa HSTS. El ataque en esas circunstancias de primera visita, de no existir las listas precargadas podría ser efectivo. Es lo que se denomina ataque bootstrap.
Más información sobre las listas precargadas puede encontrarse en el sitio web del proyecto Chromium, uno de los precursores principales de las listas precargadas HSTS.
A pesar de las listas precargadas, aún existen algunas oportunidades para esquivar este mecanismo de protección, entre ellos:
Como hemos dicho, si conseguimos de algún modo hacer caducar los registros HSTS que mantiene el navegador, éste ignorará la política correspondiente y no forzará la conexión HTTPS hasta haber actualizado la política. Como podemos ver en las listas precargadas antes referidas, son multitud de sitios los que ya se encuentran enumerados. Observando las cabeceras en una solicitud HTTP podemos encontrar en la respuesta del servidor si éste incorpora HSTS:
Cabeceras HSTS
En la siguiente imagen observamos como por ejemplo el sitio www.icloud.com no muestra el parámetro «preload» , cosa que sí aparece en facebook.com. De esta sencilla consulta podemos inferir que, presumiblemente www.icloud.com no se encuentra entre los registros precargados del navegador, y por tanto sería vulnerable en una primera visita a un ataque bootsrap.
Efectivamente, comprobamos en el navegador (chrome) que no existe el registro:
No existe el registro HSTS de www.icloud.com precargado
Sin embargo tras visitar https://www.icloud.com:
Registro HSTS de www.icloud.com tras visitar el sitio
Con estos ejemplos comprobamos que cualquier sitio que incorpore HSTS y que no esté precargado se registrará al visitar por primera vez el sitio HTTPS correspondiente, y quedará dinámicamente almacenado en las políticas del navegador hasta que expire (max-age) o sea eliminado. Las entradas precargadas no se pueden eliminar manualmente
NOTA: El modo en que se administran los registros HSTS depende en última instancia de la implementación propia del navegador en sí, con lo que este comportamiento puede variar entre los distintos navegadores existentes y debe ser comprobado en cada caso.
Hasta ahora mucha teoría, pero… ¿como podemos burlar hsts?
Como se menciona al comienzo del artículo, uno de los posibles métodos para evitar la protección HSTS pasa por hacer creer al navegador que la política ha caducado y de ese modo la ignore. Para ello, y dado que el navegador comprueba el tiempo basándose en la máquina donde corre, si conseguimos modificar el reloj de la máquina víctima a través de un ataque de red, estaremos en condiciones de burlar al navegador (o al menos, intentarlo) y evitar que fuerce una conexión HTTPS. A partir de ese momento, un ataque mitm con sslstrip sería efectivo.
En la pasada BlackHat, el conocido investigador José Selvi (http://www.pentester.es) presentó una herramienta escrita en python como prueba de concepto para sortear HSTS. La herramienta se llama Delorean y hace las veces de servidor NTP el cual podemos configurar para mantenerse a la escucha de solicitudes ntp y responder con los parámetros deseados, en este caso llevar hacia adelante el reloj de la víctima.
Utilizando Delorean, iptables, sslstrip y mitm es posible llevar a cabo un ataque man in the middle y conseguir interceptar el tráfico HTTPS a pesar de HSTS.
En el siguiente vídeo realizamos una demostración:
A pesar de que en los últimos años se ha avanzado mucho en la seguridad de las comunicaciones, son tan numerosas las variables que intervienen en las mismas, que hacen muy difícil definir un protocolo de comunicación que sea estándar e integrable y que a su vez proporcione una seguridad inquebrantable. HSTS en sí mismo es una muy buena protección pero como hemos visto, factores externos (en este caso un ataque NTP) abren una brecha en su diseño. De la misma forma, este mismo ataque que hemos demostrado aquí, con Ubuntu y Firefox puede no resultar efectivo en otro entorno, dependiendo del sistema operativo, del mecanismo de sincronización, del sitio a atacar, del navegador, etc. Sin embargo, la posiblidad ahí está.
Siempre escuchamos que debemos, al menos, asegurarnos que nuestra navegación viaja sobre HTTPs cuando debemos introducir contraseñas y/o acceder a sitos de información confidencial. Pero…¿Es HTTPs una garantía absoluta de que nuestras comunicaciones son realmente seguras?. En las tecnologías de la información nunca podremos hablar de un 100% de seguridad, y siempre debemos estar atentos a multiples circunstancias que pudieran ser aprovechadas para vulnerar nuestras comunicaciones. En este artículo introducimos un ataque clásico y eficaz contra conexiones seguras (sslstrip) y un mecanismo relativamente reciente que lo mitiga (hsts). ¿Puede considerarse HSTS el final de SSLStrip? Veamos.
El ataque de hombre en el medio o MITM (del inglés Man in the Middle) es una de las técnicas mas frecuentemente utilizadas por su implementación, relativamente sencilla, y por la eficacia de sus resultados. No obstante el uso de SSL/TLS y el uso de criptografía en las comunicaciones ha puesto siempre en jaque este tipo de interceptación de tráfico. Ante esta dificultad los ataques han tratado de sacar partido de debilidades en las suites de cifrado negociadas en una conexión segura, como BEAST, CRIME o BREACH o en vulnerabilidades SSL como Heartbleed. Actualizaciones, parches y otros condicionantes hacen que estas circunstancias no sean, en general, sencillas de explotar.
Otra técnica muy conocida y utilizada ampliamente durante un buen periodo de tiempo es SSLStrip. SSLstrip fue presentado por Moxie Marlinspike en la Black Hat 2009, y demostraba una genial idea para interceptar conexiones HTTPS donde, en lugar de atacar el cifrado entre el cliente y el servidor se engaña al cliente, interponiéndose en mitad de la conexión. De este modo, SSLStrip hace de pasarela, intercepta el tráfico HTTP, evita que llegue un mensaje de redirección a HTTPS por parte del servidor y a continuación establece y mantiene dos conexiones: una HTTP sin cifrar con el cliente (víctima) y otra con el servidor HTTPS, manejando las cookies y la sesión para hacer creer a la víctima que está bajo una conexión segura cuando en realidad todo el tráfico va sin cifrar.
Durante un buen periodo de tiempo esta técnica dio excelentes frutos puesto que, para el servidor todo era correcto (conexion segura) y para también para el cliente, el cual no es consciente de que la conexión no es cifrada. Algunas contramedidas contra este ataque pasaban por utilizar plugins de navegador para forzar HTTPS hasta que apareció una mejora en el protocolo denominada HSTS.
HSTS, acrónimo para HTTP Strict Transport Security, nace con el objetivo de evitar ataques de interceptación en conexiones HTTPS. La idea principal es introducir una nueva cabecera HTTP denominada Strict-Transport-Security, la cual puede ser enviada por un servidor al navegador cliente para fijar una política que obligue a usar únicamente conexiones seguras SSL/TLS y de como manejar las mismas con el servidor. En una política HSTS hay dos parámetros principales:
Un ejemplo de la cabecera de respuesta HSTS de conexión con un servidor web puede ser el siguiente:
Strict-Transport-Security: max-age=31556926; includeSubDomains
Este campo de la cabecera establece que ,durante un año (max-age=31556926) tanto el dominio solicitado como todos sus subdominios (includeSubDomains) han de ser accedidos únicamente utilizando HTTPs.
Adicionalmente, una política HSTS también previene que un usuario pueda aceptar un certificado autofirmado o cualquier irregularidad al registrarse y recordarse la CA que firma un dominio ya visitado.
Un aspecto importante a tener en cuenta es, que cuando se visita por primera vez un servidor con HSTS se recibirán la cabecera Strict-Transport-Security y los parámetros fijados, momento desde el cual el navegador reconocerá el sitio y aplicará la política HSTS hasta su expiración. Esta primera visita es un punto vulnerable puesto que aún el navegador no tiene información sobre el sitio en concreto. Lo mismo ocurre cuando la política caduca.
De este modo al igual que hace SSLStrip con el manejo de una sesión HTTPs, en un ataque man in the middle se podrían eliminar las cabeceras HSTS en la primera visita (vulnerabilidad Bootstrap man in the middle) y así de este modo evitar que el navegador reciba esta notificación y aplique una política estricta. Sin embargo del mismo modo que en la parte servidora, también es posible establecer en el navegador (parte cliente) «listas precargadas» de dominios, a los que se aplicará una política estricta independientemente de que sea la primera vez que se visita el sitio HTTPS. Este mecanismo evitaría el Bootstrap man in the middle. En algunos navegadores se pueden consultar y/o añadir elementos de estas listas, por ejemplo en Chrome accediendo a la URI: chrome://net-internals/#hsts
Entonces…. ¿podemos considerar HTTP Strict Transport Security el mecanismo que acaba definitivamente con los ataques SSLStrip y similares?. No, y tal y como se describe en el propio RFC de HSTS existen diversos vectores de ataque entre ellos ataques basados en NTP o DNS poisoning y que convenientemente explotados pueden servir para evitar la protección ofrecida por HSTS.
En un próximo artículo echaremos un vistazo a algunas aproximaciones que hacen uso de esos vectores como por ejemplo, SSLStrip+ o Delorean.