HTML5: взгляд через призму безопасности

HTML5 — будущий стандарт языка разметки Интернет. Пока он находится в стадии черновика, но все больше и больше его возможностей реализуются в популярных веб-браузерах. Но как это обычно бывает, новые технологии несут в себе и новые опасности, которые могут быть успешно проэксплоитованы.

HTML5: краткое резюме

Многие, вероятно, уже наслышаны про противостояние кодеков для технологии встраивания видеороликов на страницах. С помощью тега <video> предполагается если не заменить, то как минимум составить серьезную конкуренцию Adobe Flash. Заводя разговор о HTML5, часто вспоминают именно это нововведение. Еще бы: такие гиганты видеохостинга как Youtube и Vimeo уже реализовали поддержку новой технологии. А мобильные продукты от Apple, в которых официальной поддержки Flash'а не было и, скорее всего, не будет, уже активно ее используют. Так что потоковое видео, вставленное в страницу с помощью тега <video>, — это то, что можно пощупать уже сейчас.

Среди других "вкусностей", которые предлагает HTML5 стоит выделить:

• "Оффлайн" хранение данных в браузере – веб-хранилище, локальные БД;
• Canvas 2D API;
• Междоменное взаимодействие (Cross Domain Messaging);
• "Drag-and-drop"-функционал;
• Работа с сетью с помощью веб-сокетов;
• Определение местоположения (Geolocation).

Веб-хранилище — мощная альтернатива кукам

Нет ничего удивительного в том, что с приходом эры веб-приложений (как например Gmail) появилась необходимость в хранении массивов данных на стороне веб-браузера. Яркий пример тому — это попытки сделать возможной работу с такими веб-приложениями офлайн. В этом больших успехов добился Google со своей технологией Google Gears. Куки со своими лимитами (особенно по размеру в 4КБ) и методами работы с ними — явно неподходящее и устаревшее решение для подобных задач. По этой причине было решено разработать новый механизм, подобный кукам, но лишенный их недостатков. Им и стала технология WebStorage. В 2 словах, благодаря HTML5 мы теперь имеем хранилище (вернее два хранилища) вида "ключ-значение" на стороне веб-браузера с доступом из JavaScript:

• localStorage — для долговременного хранения данных;
• sessionStorage — для сессионного применения.

Механизм поддерживается практически всеми веб-браузерами: Firefox 3.5, Safari 4.0, IE8, Google Chrome, Opera 10.50. Ниже приведён типовой пример использования локального веб-хранилища для учёта посетителей веб-страницы.

<p>Вы просматривали эту страницу <span id="count">сколько-то </span> раз.</p>
<script>
if (!localStorage.pageLoadCount)
    localStorage.pageLoadCount = 0;
localStorage.pageLoadCount += 1;
document.getElementById('count').textContent = localStorage.pageLoadCount;
</script>

Давай посмотрим на сторону безопасности данной технологии. Как и многое в JS API в HTML5 подчиняется механизму HTML5 Origin, то есть данные доступны для всех страниц на одном домене с учетом протокола и номера порта (например, example.com:80). Как уже отмечалось выше, веб-хранилище избавлено от лимита в 4КБ и спецификация рекомендует использовать 5 МБ на домен. На деле же у Firefox, Safari, Opera, Google Chrome лимит равен 5МБ, у IE — 10МБ. Но самое интересное не в самой квоте, а в том, как браузер используют их.

К примеру, в Firefox действует лимит на домен третьего уровня .example.com. Таким образом, (и тут внимание!) один поддомен может полностью занять место, отведенное для домена:

// Firefox 3.6.8
for (var i = 0; i < 100; i++)
    {
    try {
        localStorage.setItem(rand(1, 10000).toString() + 'foo'+i.toString(), 'AA…AA'+i.toString());
        }
    catch (e)
        {
        alert(i.toString()+'|'+e);break;
        }
}

Не обошлось и без вездесущего null-байта. В данном веб-браузере вставка null-байта в ключ localStorage приводят к "забывчивости" Firefox. Иными словами место, хоть и всего в 1Б занято, но веб-браузер его не учитывает. "Мелочь, а приятно" (с).

Идём дальше. Google Chrome пытается быть более строгим к ограничениям на домен и в расчете лимита учитывается полностью домен. Но в тоже самое время в Google Chrome можно занять вообще *всё* твое дисковое пространство, создав кучу айфреймов на wildcard-домен, в котором и забрать по 5МБ!

for(var i=0; i<10; i++)
{
    var iframe = document.createElement('iframe');
    iframe.src = 'http://'+randomString()+'.example.com/ddos.html';
    document.body.appendChild(iframe);
}

Этот баг до сих пор не исправлен. Помимо прочего от кук к новому виду хранилища перекочевали и старые проблемы, в том числе:

• отслеживание пользователей;
• DNS-спуфинг атаки.

Из-за особенностей ограничения доступа (протокол+домен+порт) мы также имеем проблемы на хостингах, использующих систему example.com/~user/, чего к слову сказать с куками не было. Да, давно уже мы не встречали подобный хостинг в жизни, но вдруг!

Стоит также отметить ещё одну важную особенность веб-хранилища — в отличие от кук на сервер ничего не передается в рамках привычных HTTP-запросов. Данные доступны только со стороны веб-браузера через JS API. Так же как и другие технологии, которые переносят большую часть работы веб-приложения на сторону веб-браузера, это повышает риски от традиционных уязвимостей вида XSS. И если раньше угоняли куки, то сейчас велик шанс угнать более "вкусные" данные, а в 5 МБ их уместить можно немало! Для сессионных кук, впрочем, появилась возможность сильно урезать их доступность с JavaScript с помощью атрибута HTTPOnly, и это хорошо. Но для WebStorage подобных механизмов не предусмотрено, и доступ будет полным.

SQL-инъекция в веб-браузере

Раз уж зашла речь про хранение данных вспомним и про ещё более продвинутое средство — веб-SQL база данных прямо в браузере! Пускай это и SQLite, но и это уже неплохо! Не будем подробно рассматривать достаточно специфичный синтаксис выполнения запросов к БД, а лучше сразу рассмотрим следующий код, который должен просто выводить информацию о книге по ее ID:

function showById()
{
    var pos = document.URL.indexOf("book=")+5;
    var bookId = document.URL.substring(pos,document.URL.length);
    var author = '';
    var title = '';
    db.transaction(function(tx)
    {
        tx.executeSql("SELECT * FROM books WHERE id = " + bookId, [], function(tx, result)
        {
            if ( result.rows.length > 0)
            {
                document.getElementById('bookAuthor').textContent =result.rows.item(0)['author'];
                document.getElementById('bookTitle').textContent = result.rows.item(0)['title'];
            }
        }, function(tx, error){});
    });
}

А что будет, если перейти по адресу вроде следующего? target.com/html5/websql.html?book=1/**/AND/**/1=2

Получаем DOMXSS+SQL-инъекцию! Жаль, что возможности по использованию данной уязвимости достаточно малы (кстати, Oxod написал хорошую статью про инъекции в SQLite, ссылку ищи внизу). Особенно с учётом того, что и Опера, и Хром хранят в отдельных файлах sqlite-базы для сайтов. Само собой авторы предусмотрели возможность и рекомендуют выполнять "безопасные" параметризированные SQL-запросы. Но посмотрим, как разработчики будут следовать их совету. Помимо прочего для веб-SQL баз характерны такие же проблемы, как у localStorage и sessionStorage.

Новые теги и атрибуты — обновляем базы сигнатур IDS и WAF

В HTML5 добавились новые теги и атрибуты — это значит, что пора обновлять правила/сигнатуры твоих WAF (мы подробно писали о файрволах для веб-приложений них в статье "Горящие стены защиты" в #10/2009 номере ][ ). Одним из новых элементов разметки является атрибут autofocus. Это достаточно долгожданный атрибут, потому как ранее, практически все время приходилось делать JavaScript-обработку автофокуса. И в вот в HTML5, наконец, добавили атрибут для автофокусировки на определённом текстовом поле. Но давай представим себе использование этого атрибута как способа автоматического исполнения кода:

<input onfocus=alert(1) autofocus>
<input onblur=write(1) autofocus><input autofocus>

Этот приём может пригодиться, например, когда фильтруются угловые скобки. Тег <video>, который мы уже сегодня вспоминали, несет в себе помимо собственно мультимедийных функций ещё и возможности выполнения JavaScript-кода (кто бы мог подумать 🙂 через атрибут poster:

<video poster=javascript:alert(1)//
<video><source onerror="javascript:alert(1)">

К "заслугам" <video> можно отнести еще и возможность точной идентификации веб-браузера. Будет еще одним приемом в копилке Metasploit Decloak. Примеры c новысми элементами можно продолжать. Как тебе, например, самовыполнение JavaScript с помощью обработчика onscroll тега и всё того же атрибута autofocus?

<body onscroll=alert(1)><br><br><br>…<br><input autofocus>

Или вот еще финт, правда он работает пока только в последних версиях Оперы:

<form id="test" /><button form="test" formaction="javascript:alert(1)">

Новые типы полей форм

Помимо новых тегов и атрибутов, в HTML5 большое внимание уделено взаимодействию веб-приложений с пользователем и добавлено большое количество типов текстовых полей ввода: datetime, datetime-local, date, month, time, week, number, range, email, url, search, tel, color. Они призваны добавить больше смысловой нагрузки обычным текстовым полям. Так для поля date будет возможно удобно выбрать дату, не прибегая к использованию готовых календарей на JavaScript. Не придется больше заморачиваться с текстом-заглушкой. В общем, наконец, появятся более удобные и подходящие по контексту средства ввода информации.

<style>
[required]
{
    background-color: green;
}
:invalid
{
    background-color: red;
}
</style>
…
<input name="email" type="email"/>

Что важно с точки зрения безопасности, так это то, что поля будут сами себя валидировать!

Валидация данных в формах

С одной стороны, ура — больше не надо писать регулярки по RFC (хотя и у тебя этого права никто не отнимает, благо теперь добавлен специальный атрибут pattern) и заморачиваться опять же проверками на JavaScript перед отправкой данных формы на сервер. С другой стороны не следует забывать про валидацию на стороне серверной части веб-приложения! Как ни странно, но практика показывает, что и сейчас часто встречаются случаи, когда про серверные проверки забывают или реализуют их недостаточно строго. Проверке на стороне веб-браузера, как понимаешь, доверять уж точно не стоит. Особенно "замылиться глаз" может при разработке AJAX-части современных веб-приложений. И вот чего я опасаюсь: если эта валидация ещё больше упроститься, то как бы разработчики и вовсе про нее не забыли!

Cross-document messaging

Веб-браузеры по причинам безопасности ограничивают взаимодействие (доступ и обмен данными) клиентских частей веб-приложений, размещенных на разных доменах. Несмотря на то, что ограничение вроде как действительно нужное с точки зрения безопасности, междокументное взаимодействие в некоторых случаях часто оказывается необходимым. Например, это может быть актуально для виджетных технологий. Система междокументных сообщений позволяет (в идеале) безопасным способом обмениваться данными документам, размещенным на разных доменах, и поддерживается уже как минимум Firefox, Google Chrome. 
Рассмотрим, как работает данный механизм. Пусть сайт (вернее его клиентская часть) example.com/index.html хочет взаимодействовать с foo.com/iframe.html, который загружен в айфрейме. В таком случае на foo.com инициализируется "получатель" сообщений. Код получателя сообщений на foo.com:

<div id="msg">…</div>
<script>
    window.addEventListener('message', receiver, false);
    function receiver(e)
    {
        if (e.origin != 'http://example.com')
        {
            return;
        }
        document.getElementById('msg').innerHTML =
        'Origin: ' + e.origin + ' From: ' + e.source + ' Data: ' + e.data;
    }
</script>

Обрати внимание на явную проверку отправителя (e.origin). Но даже с такой проверкой надо не забывать валидировать пришедшие данные на тот случай, если на доверенном отправителе вдруг обнаружится, скажем, XSS. А в документе (клиентской части) a.example.com мы отправляем сообщение получателю:

function postMsg()
{
    var o = document.getElementById('ifra');
    o.contentWindow.postMessage(document.getElementById('msg').value, 'http://foo.com/');
    return false;
}

Здесь важно явным образом указывать адресата сообщения targetOrigin. Даже не смотря на то, что стандартом предусмотрена возможность указать "*" и тем самым разрешить отправлять сообщения любому адресату. Имхо, основной риск в этом механизме в изначальной сложности безопасной реализации обмена сообщениями. Разработчику нужно чётко понимать, что он делает. ТВелик риск элементарно забыть про проверку отправителя. Может оказаться опасным "слепое" использование пришедших данных, что приведет к перерождению DOM-based XSS.

Определение местоположения

Текущие местоположение — достаточно важный аспект частной жизни ("приватности"), поэтому реализовывать механизмы его определения надо с большой осторожностью. Этот аспект описан в секции "Security and privacy considerations" спецификации от W3С. Если в двух словах, то в спецификации заявлено о том, что месторасположение должно быть явным образом разрешено посетителем сайта. Технически это реализуется вызовом специального метода объекта navigator.geolocation:

if (navigator.geolocation)
{
    navigator.geolocation.getCurrentPosition(
        function(position)
        {
            var lat = position.coords.latitude;
            var lng = position.coords.longitude;
            var options = {position: new google.maps.LatLng(lat, lng)}
   
            var marker = new google.maps.Marker(options);
            marker.setMap(map);
        });
}

Во всех популярных браузерах (за исключением MS Internet Explorer, в котором Geolocation API попросту не реализован) при заходе страницу, использующую гелокацию, отображается предупреждение о сборе сведений и спрашивается разрешение у пользователя. При этом есть возможность запомнить свой выбор и/или поместить сайт в белый либо чёрный список. Важно, что при этом учитывается домен сайта, не включая полный путь до скрипта…

В ходе определения местоположения веб-браузер собирает данные о твоем IP-адресе, ближайших точках беспроводного доступа и возможно другую подобную информацию (например, случайный идентификатор клиента назначаемого Google, который истекает через 2 недели) и пересылает это всё сервису определения местоположения. А теперь, братья-параноики, угадайте, кто будет являться этим самым сервисом в большом количестве случаев (Google Chrome, Firefox, Opera)?! Правильно, Google Location Services! Нам, конечно обещают, что:

"Ни Mozilla ни Google никогда не будут использовать собранную Google Location Services информацию для вашей идентификации и никогда не будут за ваши шпионить."

Но мы то знаем, что никому нельзя верить! 🙂 Так же следует обратить внимание на печальные последствия, которые принесёт XSS на разрешенном для сбора координат сайте.

В заключение

Хочется надеяться, что наученные горьким опытом разработчики веб-приложений не только кинутся реализовывать все действительно интересные и нужные фишки HTML5, но и проштудируют разделы "Security" соответствующих спецификаций. Радаует, что не отстают от прогресса и различные инструменты для пентестеров, в том числе W3AF, являющийся мощным и свободный фреймворком для проведения аудита безопасности веб-приложений. Ваш покорный слуга является одним из участников этого проекта и мы уже добавили модули для поиска мест использования WebStorage и другие рискованные участки кода. Так что при очередном аудите сайта на безопасность ты можешь определить, используются ли там фишки HTML5 :).