JWT attacks 실습(1) - JWT authentication bypass via weak signing key (PortSwigger Academy)

Lab: JWT authentication bypass via weak signing key

Lab Link: JWT authentication bypass via weak signing key

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핵심 포인트

이 lab의 취약점은 다음과 같다.

• JWT가 HS256 (symmetric key) 알고리즘 사용
• secret key가 매우 약함
• JWT 하나만 확보하면 offline brute-force 가능

secret key를 알아내면 공격자는 다음이 가능하다.

• 원하는 payload 작성
• 정상적인 signature 생성
• 관리자 권한 위조

이번 실습은 BurpSuite를 사용하는 방법과 사용하지 않는 방법 두 가지 모두 알아볼 예정이다.

실습에 앞서, 준비가 필요하다

1. Wordlist 준비

이번 실습에서는 아래 wordlist를 사용한다: https://github.com/wallarm/jwt-secrets/blob/master/jwt.secrets.list

2. JWT Editor Extension 설치 (BurpSuite 사용할 경우)

Burp BApp - JWT Editor를 설치한다.

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Solution

1. JWT 확보

먼저 wiener:peter 계정으로 로그인해서 session cookie를 확인한다.

Option1: 개발자 도구로 확인

개발자 도구 → Cookie → Session value

Option2: BurpSuite 요청 확인

Proxy → HTTP History → Request

각 요청에는 다음과 같은 JWT session cookie가 포함되어 있다.

Cookie: session=eyJraWQiOiI1ODE3YjIzYi1jNTVmLTRlMDUtOThjNC00MDMxOWMzNmFkM2QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJwb3J0c3dpZ2dlciIsImV4cCI6MTc3MzAwMDc1Mywic3ViIjoid2llbmVyIn0.Ht3NwrnsdxLD7Q2Pua6klgpsJAS3f_cz0SzaLsfUxH8

이 JWT를 복사한다.

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2. Secret key brute-force

JWT secret key는 hashcat을 이용해 brute-force 할 수 있다.

Hashcat은 GPU 기반 password cracking/hash craking 도구다.
여기서는 JWP signature를 생성한 secret key를 찾기 위해 사용한다.

포맷: hashcat [공격 방식] [해시 타입] [타겟] [wordlist]

예시: hashcat -a 0 -m 16500 <JWT> jwt.secrets.list

-a 옵션은 attack mode, 0은 directory attack (wordlist attack),
-m 옵션은 hash type,
16500은JWT 전용 모드다.

hashcat은 wordlist의 값을 secret key로 사용해 JWT를 다시 서명한 뒤
기존 signature와 비교한다.

따라서, 우리가 복사했던 JWT와 wordlist를 이용해 다음 명령어를 입력해준다: hashcat -a 0 -m 16500 eyJraWQiOiI1ODE3YjIzYi1jNTVmLTRlMDUtOThjNC00MDMxOWMzNmFkM2QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJwb3J0c3dpZ2dlciIsImV4cCI6MTc3MzAwMDc1Mywic3ViIjoid2llbmVyIn0.Ht3NwrnsdxLD7Q2Pua6klgpsJAS3f_cz0SzaLsfUxH8 ~/Desktop/portswigger/jwt_bruteforce/jwt.secrets.list

결과: eyJraWQiOiI1ODE3YjIzYi1jNTVmLTRlMDUtOThjNC00MDMxOWMzNmFkM2QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJwb3J0c3dpZ2dlciIsImV4cCI6MTc3MzAwMDc1Mywic3ViIjoid2llbmVyIn0.Ht3NwrnsdxLD7Q2Pua6klgpsJAS3f_cz0SzaLsfUxH8:secret1

secret1으로 서명한것을 발견할 수 있다.

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3. signing key 생성 (BurpSuite 사용시)

Burp BApp 에서 설치해둔 JWT Editor를 사용해 signing key를 생성해보자.

우선 Burp Decoder 에서 발견된 secret1 키를 Base64 기반 encoding 진행해준다. secret1 → c2VjcmV0MQ==

Burp에서 JWT Editor extension을 사용해 새로운 key를 생성한다. JWT Editor → Keys → New Symmetric Key

위와 같이 생성된 key에서 k의 value를 c2VjcmV0MQ==로 수정한다.

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4-1. JWT payload 수정 (Manual)

jwt.io 에서 JWT Encoder 사용하기

Link: https://www.jwt.io/

jwt.io → JWT Decoder

우리가 복사했던 JWT를 JSON WEB TOKEN에 복사해주고
발견했던 secret1 키를 SECRET KEY에 입력해준다.

이후에 JWT Encoder 탭에서

{
  "sub": "wiener"
}

데이터 값을

{
  "sub": "administrator"
}

로 바꿔준다.

생성된 JSON WEB TOKEN 값을 복사해서 /admin 에 접속,
개발자 도구에 있는 session cookie 값을 해당 JSOB WEB TOKEN으로 바꿔주면 공격에 성공한다.

4-2. JWT Payload 수정 (BurpSuite 사용시)

Burp Repeater에서 /admin 요청을 열고 wiener를 administrator로 JWT payload를 수정,
JSON Web Token 탭에서 Sign → 생성한 key 선택.

이렇게 하면 수정된 payload에 대한 정상적인 signature가 생성된다.
요청을 전송하면 관리자 패널에 접근할 수 있다.

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5. Carlos 계정 삭제

URL에서 수동으로, 혹은 BurpSuite 응답에서 /admin/delete?username=carlos를 전송해 계정을 삭제 한다.

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정리

이 취약점의 핵심은 weak JWT signing key이다.

JWT는 payload가 클라이언트에 저장되기 때문에 signature 검증이 보안의 핵심 요소가 된다.
하지만 secret key가 약한 경우에 공격자는 이를 brute-force 하여 임의의 JWT를 생성하고 인증을 우회할 수 있다.