XSS와 CSRF

XSS(Cross-Site Scripting)

  • 스크립트 언어와 취약한 코드를 공격 대상으로 하여, 공격자가 상대방의 브라우저에 악성 스크립트를 삽입해 의도하지 않은 명령을 실행시키거나 세션 등을 탈취할 수 있는 취약점

  • 웹 서버 사용자에 대한 입력값 검증이 미흡할 때 발생할 수 있고, 주로 여러 사용자가 보는 게시판이나 메일 등을 통해 악성 스크립트를 삽입하는 공격 기법

  • XSS의 공격 유형으로는 Stored XSS, Reflected XSS, DOM-based XSS가 있음

XSS의 위험성

  • 쿠키 정보 및 세션 ID 획득

    • 공격자는 XSS에 취약한 페이지 및 게시판에 XSS 공격을 수행함으로써 해당 페이지를 이용하는 사용자의 쿠키 정보나 세션 ID를 획득할 수 있음

  • 시스템 관리자 권한 획득

    • XSS 취약점이 있는 웹 서버에 다양한 악성 데이터를 포함시킨 후, 사용자의 브라우저가 악성 데이터를 실행하게 할 수 있음

    • 공격자는 아직 패치되지 않은 취약점에 대한 공격 코드가 실행되도록 해 사용자의 시스템을 통제할 수 있음

  • 악성 코드 다운로드

    • 악성 스크립트 자체로 악성 프로그램을 다운로드 할 수는 없음

    • 하지만 사용자가 악성 스크립트가 있는 URL을 클릭하도록 유도 해 악성 프로그램을 다운받는 사이트로 리다이렉트(Redirect) 하거나 트로이 목마 프로그램을 다운로드 하도록 유도할 수 있음

  • 거짓 페이지 노출

    • XSS 공격에 취약한 페이지일 경우, <script> 태그 뿐만 아니라 <img>와 같은 그림을 표시하는 태그를 사용 해 원래 페이지와는 전혀 관련이 없는 페이지를 표시할 수 있음

Stored XSS (저장형 크로스사이트 스크립팅)

  • 개념

    • 공격자의 악성스크립트가 데이터베이스에 저장되고, 이 값을 출력하는 페이지에서 피해가 발생하는 취약점

      • 악성 스크립트를 서버에 저장시킨 다음 클라이언트의 요청/응답 과정을 통해 공격하는 방식

    • 공격자의 악성스크립트가 서버에 저장되어 불특정 다수를 대상으로 공격에 이용될 수 있어 Reflected XSS보다 공격 대상의 범위가 훨씬 큼

  • 공격 과정

    1. 공격자가 게시판에 악성스크립트가 포함된 게시물을 작성하여 게시판 등 사용자가 접근할 수 있는 페이지에 업로드

      • <script>alert('악성스크립트');</script>

    2. 이때 사용자가 악성스크립트가 포함된 게시물을 요청하면, 공격자가 삽입한 악성스크립트가 사용자 측에서 동작함

Reflected XSS (반사형 크로스사이트 스크립팅)

  • 개념

    • 사용자가 요청한 악성스크립트가 사용자측에서 반사되어 동작하는 취약점으로, 공격자의 악성스크립트가 데이터베이스와 같은 저장소에 별도로 저장되지 않고 사용자의 화면에 즉시 출력되면서 피해가 발생함

      • 공격자가 악성 스크립트를 클라이언트에게 직접 전달하여 공격하는 방식

    • 공격자는 악성스크립트가 포함된 URL을 이메일, 메신저 등을 통해 사용자가 클릭할 수 있도록 유도함

      • 사용자가 악성스크립트가 삽입된 URL을 클릭하거나 공격자에 의해 악의적으로 조작된 게시물을 클릭했을 때 사용자의 브라우저에서 악성스크립트가 실행됨

  • 공격 과정

    1. 공격자는 검색 결과를 응답하는 파라미터를 확인

      • http://www.example.com/search?query=도서

    2. 공격자는 검색 결과를 응답하는 파라미터에 악성스크립트를 삽입

      • http://www.example.com/search?query="><script>alert('악성스크립트');</script>

    3. 서버는 공격자가 삽입한 악성스크립트 응답

DOM-based XSS (DOM 기반 크로스사이트 스크립팅)

  • 개념

    • 공격자의 악성스크립트가 DOM 영역에서 실행됨으로써 서버와의 상호작용 없이 브라우저 자체에서 악성스크립트가 실행되는 취약점

      • 피해자의 브라우저가 html 페이지를 분석하여 DOM을 생성할 때 악성 스크립트가 DOM의 일부로 구성되어 생성되는 공격 방식

  • 특징

    • DOM 영역에 변화가 생기면 브라우저는 서버로 패킷을 보내지 않고 DOM 영역에서 페이지를 변환시키기 때문에 DOM의 일부로 실행되어 브라우저 자체에서 악성스크립트가 실행됨

    • DOM Based Xss는 서버와 상호작용 없이 브라우저에서 바로 악성스크립트가 실행되고 공격이 이루어지기 때문에 취약점을 쉽게 발견할 수 없음

      • Stored XSS와 Reflected XSS는 서버에서 악성스크립트가 실행되고 공격이 이루어지기 때문에 위험 징후를 발견할 수 있음

DOM(Document Object Model)이란?

  • HTML, XML 문서의 프로그래밍 interface

  • DOM은 문서의 구조화된 표현을 제공하며, 프로그래밍 언어가 DOM 구조에 접근할 수 있는 방법을 제공하여 그들이 문서 구조, 스타일, 내용 등을 변경할 수 있게 도움

XSS의 보안 대책

script 문자 필터링(특수 문자 치환)

특수문자

<

>

'

"

(

)

HTML Entity

& lt;

& gt;

& apos;

& quot;

& lpar;

& rpar;

  • XSS 취약점은 공격자가 삽입한 악성스크립트로 인해 발생하기 때문에 입력값 검증을 통해 악성스크립트가 삽입되는 것을 방지해야함

    • 또한, 악성스크립트가 입력되어도 동작하지 않도록 출력값을 무효화해야 함

  • 입력값 필터링의 경우 데이터베이스에 악성스크립트가 저장되는 것을 원천적으로 차단해야 함

    • 악성스크립트를 검증하여 스크립트에 사용되는 특수문자를 HTML Entity로 치환하여 응답하도록 함

      String searchWord = request.getParameter("searchWord");
if (searchWord != null) {
    searchWord = searchWord.replaceAll("<","&lt;");
    searchWord = searchWord.replaceAll(">","&gt;");
    searchWord = searchWord.replaceAll("(","&lpar;");
    searchWord = searchWord.replaceAll(")","&rpar;");
}

CSRF(Cross-Site Request Forgery, 사이트 간 요청 위조)

  • 웹 보안 취약점의 일종이며, 사용자가 자신의 의지와는 무관하게 공격자가 의도한 행위(데이터 수정, 삭제, 등록 등)을 특정 웹사이트에 요청하게 하는 공격

    • XSS를 이용한 공격이 사용자가 특정 웹사이트를 신용하는 점을 노린 것이라면, CSRF는 특정 웹사이트가 사용자의 웹 브라우저를 신용하는 상태를 노린 것

  • 사용자가 웹사이트에 로그인한 상태에서 CSRF 공격 코드가 삽입된 페이지를 열면, 공격 대상이 되는 웹사이트는 위조된 공격 명령이 믿을 수 있는 사용자로부터 발송된 것으로 판단하게 되어 공격에 노출됨

CSRF 공격을 위한 조건

CSRF 공격을 시도하기 위해선 아래와 같은 몇 가지 조건이 필요함

  • 사용자가 보안이 취약한 서버로부터 이미 인증을 받은 상태(로그인 등)여야 함

  • 쿠키 기반으로 서버 세션 정보를 획득할 수 있어야 함

  • 공격자는 서버를 공격하기 위한 요청 방법에 대해 미리 파악하고 있어야 함

CSRF 동작 원리

위와 같은 조건이 만족되면 다음과 같은 과정을 통해 CSRF 공격이 수행됨

  1. 사용자는 보안이 취약한 서버에 로그인한다.

  2. 로그인 이후 서버에 저장된 세션 정보를 사용할 수 있는 session ID가 사용자 브라우저 쿠키에 저장된다.

  3. 공격자는 서버에 인증된 브라우저의 사용자가 악성 스크립트 페이지를 누르도록 유도한다.

    • 게시판에 악성 스크립트를 게시글로 작성하여 관리자 혹은 다른 사용자들이 게시글을 클릭하도록 유도

    • 메일 등으로 악성 스크립트를 직접 전달하거나, 악성 스크립트가 적힌 페이지 링크를 전달

  4. 사용자가 악성 스크립트가 작성된 페이지 접속한다.

    • 악성 페이지에는 서버를 공격하기 위한 HTTP 요청 스크립트가 존재하기 때문에 쿠키에 저장된 session ID는 브라우저에 의해 자동으로 요청 헤더에 담겨서 서버로 요청된다.

  5. 서버는 쿠키에 담긴 session ID를 통해 해당 요청이 인증된 사용자로부터 온 것으로 판단하고 처리한다.

CSRF 공격 예시

  1. 공격자는 피해자가 접속할 수 있는 게시판에 악성스크립트가 포함된 게시물을 작성한다.

    • 예를 들어, 패스워드 변경 페이지에서 패스워드 변경 요청을 보내면 다음과 같은 파라미터를 전송하여 패스워드가 변경된다고 하자.

      • http://www.example.com/changepassword/modAction.jsp?new_pw1="변경할패스워드"&new_pw2="패스워드확인"&action=change

    • 공격자는 자신이 원하는 패스워드로 변경을 유도하는 CSRF 스크립트를 작성하여 게시글을 등록한다.

  2. 피해자는 공격자가 등록한 CSRF 스크립트가 삽입된 게시글에 접근하면, 피해자 측에서 패스워드 변경 스크립트가 동작하여 피해자의 패스워드가 변경된다.

  3. 이후 공격자는 피해자의 패스워드를 알고 있으므로 피해자의 계정을 탈취할 수 있다.

CSRF의 보안 대책

일반적으로 CSRF 공격/방어는 HTTP GET 요청 방식에는 방어 대상에 두지 않고, 쓰기/변경이 가능한 POST, PATCH, DELETE 방식에만 적용하면 됨

Referrer 검증

  • 백엔드에서 request의 referrer를 확인하여 domain(ex. www.naver.com)이 일치하는 지 검증하는 방법

    • HTTP 요청 헤더(request header) 정보에서 Referrer 정보를 확인할 수 있고, 보통이라면 호스트(host)와 Referrer 값이 일치하므로 둘을 비교함

  • 일반적으로 Referrer 검증만으로 대부분의 CSRF 공격을 방어할 수 있음

    • 하지만, 같은 도메인 내의 페이지에 XSS 취약점이 있는 경우 CSRF 공격에 취약해질 수 있음

    • domain 단위 검증에서 좀 더 세밀하게 페이지 단위까지 일치하는지 검증을 하면, 도메인 내의 타 페이지에서의 XSS 취약점에 의한 CSFR 공격을 방어 할 수 있음

Security Token 사용

  • 사용자의 세션에 임의의 난수 값을 저장하고 사용자의 요청 마다 해당 난수 값을 포함 시켜 전송시킨 이후, 백엔드에서 요청이 들어올 때마다 세션에 저장된 토큰 값과 요청 파라미터에 전달되는 토큰 값이 일치하는 지 검증하는 방법

  • 이 방법도 같은 도메인 내에 XSS 취약점이 있다면 CSRF 공격에 취약해짐

// 로그인시, 또는 작업화면 요청시 CSRF 토큰을 생성하여 세션에 저장한다.
session.setAttribute("CSRF_TOKEN",UUID.randomUUID().toString());

// 요청 페이지에 CSRF 토큰을 셋팅하여 전송한다
<input type="hidden" name="_csrf" value="${CSRF_TOKEN}" />

// 파라미터로 전달된 csrf 토큰 값
String param = request.getParameter("_csrf");

// 세션에 저장된 토큰 값과 일치 여부 검증
if (request.getSession().getAttribute("CSRF_TOKEN").equals(param)) {
    return true;
} else {
    response.sendRedirect("/");
    return false;
}

기타

  • 입력화면 폼 작성 시 (GET) 방식보다는 (POST) 방식을 사용

  • 중요 기능에 대해서는 사용자 세션 검증과 더불어 2차, 3차의 추가 인증을 필수적으로 수행하도록 구현함

XSS와 CSRF의 차이점

구분XSSCSRF

발생 원인

클라이언트가 웹 서버를 신용하여 발생

웹 서버가 클라이언트를 신용하여 발생

공격 대상

클라이언트

서버

공격 목적

쿠키/ 세션 탈취, 악성 사이트로의 이동 등

권한 도용, 권한 상승 등 공격자가 원하는 행위 수행

공격 행위

악의적인 스크립트 작성하여 페이지에 포함시킨 후 실행 유도

서버에서 제공하는 기능을 페이지에 포함시킨 후 실행 유도

  • XSS의 경우 불특정 다수의 클라이언트를 대상으로 공격하지만, CSRF는 서버를 대상으로 공격을 진행함

    • 즉 공격자에 의해 삽입된 스크립트가 서버에서 실행되는지, 클라이언트 측에서 실행되는지에 따라 구별할 수 있음

  • XSS는 클라이언트 측에서 동작하여 클라이언트의 정보 탈취에 목적이 있지만, CSRF는 공격 대상의 권한을 통해 공격자가 원하는 요청을 보내는 공격이므로 공격자의 의도대로 서버가 동작하게끔 유도함

Ref

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