WebSocket 渗透测试指南

Websocket 是一种在现代 Web 应用程序中使用的通信协议，它提供了双向实时数据传输的能力。然而由于其复杂性和特殊性，Websocket 也可能存在安全漏洞。本指南将介绍如何进行 Websocket 渗透测试，以发现和利用潜在的漏洞，并提供相应的修复建议。

理解 Websocket 协议

在进行 Websocket 渗透测试之前，必须对 Websocket 协议有基本的了解。了解协议的工作原理、消息格式、握手过程等，可以帮助渗透测试人员更好地理解和分析目标应用程序的安全风险。

Websocket 提供了双向实时数据传输的能力，相较于传统的 HTTP 请求-响应模型，Websocket 允许服务器主动推送数据给客户端，同时也可以接收来自客户端的实时更新。

Websocket 协议的特点包括：

• • 持久连接：Websocket 通过单个 TCP 连接维持持久性连接，避免了 HTTP 协议每次请求都需要建立和关闭连接的开销。

• • 双向通信：与 HTTP 的单向请求-响应不同，Websocket 支持客户端和服务器之间的双向通信，允许实时交换信息。

• • 低延迟：由于持久连接的特性，Websocket 可以在需要时立即传输数据，提供实时性和低延迟的通信。

• • 二进制和文本传输支持：Websocket 协议既支持传输纯文本数据，也支持传输二进制数据。

Websocket 协议使用的是一个类似于 HTTP 的握手过程来建立连接。在握手阶段，客户端和服务器协商并交换一些必要的信息，包括版本号、协议扩展和密钥等。一旦握手成功，连接建立后，双方就可以通过发送特定格式的消息来进行实时通信。

Websocket 协议使用的消息格式包括：

• • 文本消息：以 UTF-8 编码的字符串形式传输。

• • 二进制消息：用于传输二进制数据，如图像、音频或视频等。

Websocket 渗透测试涉及对 Websocket 通信流的分析和理解。测试人员需要了解 Websocket 消息的格式、握手过程和通信机制，以便发现潜在的安全漏洞和风险。这包括检查是否存在未经验证的握手方式、未加密的通信、缺乏输入验证、注入攻击等问题。

理解和熟悉 Websocket 协议是进行 Websocket 渗透测试的基础。通过对协议的深入了解，渗透测试人员可以更好地评估目标应用程序的安全性，并提供相关的修复建议。

识别和扫描目标

识别和扫描目标应用程序是渗透测试中的关键步骤。使用工具如 nmap、masscan 或 Burp Suite 等，探测目标系统上是否启用了 Websocket 服务，并收集相关信息，如端口号、协议版本等。

检查目标应用程序的 Websocket 通信安全设置。查看是否实施了适当的安全机制，如使用 SSL/TLS 加密保护数据传输、验证客户端和服务器证书、实施访问控制和权限限制等。任何未实施的安全机制都可能导致数据泄露、中间人攻击或未经授权的访问。

要识别和扫描 Websocket 目标，可以采取以下步骤：

• • 端口扫描：使用端口扫描工具（如 nmap 或 masscan）探测目标系统上是否开放了与 Websocket 相关的端口。Websocket 通常使用的默认端口是 80（非加密连接）和 443（加密连接），但也可能使用其他自定义端口。

• • HTTP 协议分析：在识别目标应用程序时，观察 HTTP 流量以查找与 Websocket 相关的特征。检查 HTTP 响应头中是否包含"Upgrade: websocket"字段，这表明该服务可能支持 Websocket。还可以通过查看 HTTP 请求中的 WebSocket 关键字来确定是否存在 Websocket 通信。

• • 代理工具配置：如果您使用代理工具（如 Burp Suite）来进行渗透测试，确保正确配置代理以拦截和分析 Websocket 通信。在代理工具中启用相应的选项，以便能够捕获和分析 Websocket 握手和消息。

• • Web 应用程序源代码分析：通过审查 Web 应用程序的源代码或文档，查找与 Websocket 相关的功能和实现细节。这可能包括 JavaScript 文件、HTML 页面或服务器端处理代码。注意寻找与 Websocket 连接、消息发送和接收相关的代码片段。

• • 网络抓包分析：使用网络抓包工具（如 Wireshark）监视目标应用程序的网络流量，以检测是否存在 Websocket 通信。通过过滤和分析捕获的数据包，可以查找与 Websocket 相关的握手请求、响应和消息。

• • Websocket 握手识别：在 HTTP 握手阶段，Websocket 使用特定的 HTTP 头字段进行握手。观察 HTTP 握手请求和响应中的特征字段，如"Upgrade"和"Connection"，它们应该包含相应的值："websocket"和"Upgrade"。

• • 专项工具支持：使用专门设计用于 Websocket 渗透测试的工具，例如"wsmap"、"wscat"或"websocat"等。这些工具可以自动扫描和识别 Websocket 目标，并提供其他有用的功能，如消息注入和拦截。

握手过程分析

分析 Websocket 握手过程，了解其中的请求和响应。检查是否存在可能的握手漏洞，如不正确的握手实现、弱密码算法或可预测的密钥生成等。同时，还要检查是否存在不需要验证的握手方式，这可能导致未经授权的连接。

要分析 Websocket 握手过程，可以按照以下步骤进行：

• • 捕获握手请求和响应：使用抓包工具（如 Wireshark）或代理工具（如 Burp Suite）来捕获 Websocket 握手的 HTTP 请求和响应。确保配置正确的过滤器，以便只捕获与 Websocket 握手相关的流量。

• • 观察请求头：查看握手请求的 HTTP 头部，其中包含了重要的字段信息。关注以下几个关键字段：

• • Upgrade：值应为"websocket"，指示客户端希望升级到 Websocket 协议。

• • Connection：值应为"Upgrade"，指示客户端希望使用 Websocket 连接。

• • Sec-WebSocket-Key：此字段包含一个随机生成的 Base64 编码的密钥，用于后续计算握手响应中的- Sec-WebSocket-Accept 字段。

• • Sec-WebSocket-Version：指定所使用的 Websocket 协议版本号。

• • 分析响应头：查看握手响应的 HTTP 头部，其中包含服务器对握手请求的响应信息。关注以下几个关键字段：

• • Upgrade：值应为"websocket"，表明服务器同意升级到 Websocket 协议。

• • Connection：值应为"Upgrade"，表明服务器同意使用 Websocket 连接。

• • Sec-WebSocket-Accept：此字段包含服务器根据握手请求中的 Sec-WebSocket-Key 计算得出的值，用于验证握手过程的合法性。

• • Sec-WebSocket-Extensions：如果存在扩展，则在该字段中指定。

• • 注意协议版本：检查握手请求和响应中的 Sec-WebSocket-Version 字段，确保客户端和服务器使用相同的 Websocket 协议版本。不同版本之间可能存在兼容性问题。

• • 验证握手合法性：根据 Websocket 握手过程的规范（RFC 6455），使用特定的算法验证握手请求和响应的合法性。这可以通过将握手请求中的 Sec-WebSocket-Key 与固定的"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"进行拼接，并进行 SHA1 哈希运算，然后将结果与握手响应中的 Sec-WebSocket-Accept 进行比较来实现。

• • 观察握手成功与否：根据握手响应中的状态码（HTTP 状态码），判断握手是否成功。正常情况下，状态码应为 101（Switching Protocols）。

了解目标应用程序的 Websocket 消息格式和数据处理逻辑。检查是否存在可能的输入验证或数据处理漏洞，如缺乏输入验证、注入攻击、拒绝服务等。尝试发送各种测试向量和恶意负载，以验证目标应用程序的安全性。

检测和利用潜在的漏洞

使用工具和自定义脚本进行渗透测试，以发现和利用潜在的Websocket漏洞。例如，尝试发送特殊字符、长数据包、二进制负载等，以测试目标应用程序的鲁棒性和安全性。同时，还要利用常见的Web漏洞（如XSS、CSRF等）结合Websocket协议，深入挖掘潜在的安全风险。

以下是一些常用的工具和方法：

• • Burp Suite：作为一款强大的渗透测试工具套件，Burp Suite可以用于拦截和修改Websocket通信流量。通过配置Burp Proxy来拦截Websocket请求和响应，并使用Burp Intruder或Repeater等工具来注入恶意数据或触发漏洞。

• • wscat：wscat是一个基于命令行的Websocket客户端，可以用于与目标应用程序建立Websocket连接并发送和接收消息。利用wscat，您可以手动测试和验证Websocket功能，并尝试发送各种有效和无效的消息，并观察目标应用程序的响应。

• • wsmap：wsmap是一个专门用于Websocket渗透测试的工具。它可以探测目标系统上的Websocket终端节点，并提供一些有用的功能，如消息注入、扫描子协议和识别安全风险。使用wsmap可以帮助自动化部分渗透测试过程，并发现潜在的Websocket漏洞。

• • 自定义脚本：根据目标应用程序的特定需求，编写自定义脚本来进行渗透测试。使用编程语言（如Python或JavaScript）和Websocket库，可以实现与目标应用程序进行交互的自动化脚本。这些脚本可以发送各种测试消息、模拟攻击行为，并检查目标应用程序的响应以发现潜在漏洞。

编写渗透测试报告

对发现的漏洞进行详细记录，并编写完整的渗透测试报告。报告应包括每个漏洞的描述、影响评估、复现步骤和修复建议。确保与开发团队合作，解决所有发现的漏洞并验证修复措施的有效性。

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原文始发于微信公众号（IT职场课）：WebSocket 渗透测试指南