基于SSLStrip的HTTPS会话劫持

基于SSLStrip 的HTTPS 会话劫持张恒伽，施 勇，薛 质（上海交通大学信息安全工程学院，上海　２００２４０）【摘 要】文中在研究了目前广泛应用的HTTPS 协议的基础上，分析了HTTPS

基于SSLStrip 的HTTPS 会话劫持

张恒伽，施 勇，薛 质

（上海交通大学信息安全工程学院，上海　２００２４０）

【摘 要】文中在研究了目前广泛应用的HTTPS 协议的基础上，分析了HTTPS 会话劫持的手段和方法，并重点分析和揭示了一种基于中间人攻击(MITM)的HTTPS 会话劫持方法—SSLStrip 。进而提出了关于HTTPS 协议本身以及所有通过HTTPS 进行涉密交互的客户端的安全性问题，并提供了针对SSLStrip 可行的防范措施。【关键词】SSLStrip ；HTTPS ；信息安全；中间人攻击

【中图分类号】TP309. 2 【文献标识码】A 【文章编号】1009-8054(2009) 10-0080-03

HTTPS Session Hijacking Based on SSLStrip

ZHANG Heng-jia, SHI Yong, XUE Zhi

(School of Information Security Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

【Abstract 】This article analyzes the extensively-employed HTTPS protocol and discusses the common HTTPS hijackingmethods and techniques. A specific practical way—SSLStrip, which is based on man-in-the-middle technique(MITM), isproposed and analyzed in detail. The article exposes the obscure security problems concerned with https-based communication,which is generally believed to be quite safe, and provides some defending measures against SSLStrip attack.【Keywords 】SSLStrip; HTTPS; information security; MITM

0 引言

HTTPS 作为一种安全的HTTP 数据传输协议，被广泛应用于万维网上敏感信息的通信，例如交易支付等方面。然而，HTTPS 也存在自身的缺陷，不能绝对保证服务端自身的安全。在网络攻防中，威胁服务器安全的行为时有发生，最常见的例子就是使用模仿银行域名的钓鱼攻击(Ph i s h i n g) 。随着H T TP S 的广泛使用，一些新的针对HTTPS 会话的劫持也开始出现，如基于中间人攻击的Surf Jacking 、SSLSniff 等。文中结合HTTPS 实现过程中出现的一些问题，分析了一种新的H T T P S 会话劫持方法SSLStrip ，同时提出了针对HTTPS 会话劫持的防范措施。

cure Socket Layer) ，是以安全为目标的HTTP 通道。它是由Netscape 公司开发，其目的是通过应用Netscape 的安全套接字层(SSL)作为HTTP 应用层的子层，实现对数据的加密以及身份的验证。当客户端向服务器提出连接要求时，首先要协商建立SSL 连接，然后在SSL 应用数据通道上传输HTTP 数据。HTTPS 使用端口443进行通信，而不同于HTTP 使用端口80与TCP/IP进行通信[1]。

当HTTPS 服务器与客户端进行交互时，其连接过程可以分为3个阶段：客户端与服务器之间建立TCP 连接；客户端与服务器进行SSL 握手；在客户端与服务器成功SSL 握手后，传送已加密的HTTPS 数据。其中，完整的SSL 握手过程又可分成以下4个步骤[2]：

① 建立安全能力：确定客户端浏览器与HTTPS 服务器之间通信所使用的SSL 版本和密码编码方式；

② 服务器鉴别和密钥交换：HTTPS 服务器向客户端发送数字证书，以证明自己的身份，此证书中包含服务器

1 HTTPS协议分析

HTT PS(H ype r Te x t Tr a ns f e r Pr ot oc ol o ve r Se -

公钥及其他信息，并使用CA 密钥加密；

③ 客户端验证和密钥交换：客户端验证HTTPS 服务器身份，并生成会话密钥，使用服务器公钥加密。如服务器需验证客户端，则向服务器发送客户端证书，并使用客户端自己的私钥加密；

④ 握手完成：服务器与客户端确认会话密钥，并发送单独加密报文，表示握手完成。

在HTTPS 的使用中，一些服务器也会采用SSL 简单握手协议，在SSL 握手过程中，服务器不需要客户端提供证书，其结果可导致欺骗的发生。

向服务器发送一个HTTPS 连接请求。因此，用户通常接触到HTTPS 的方式有两种：一种是 Web上的连接，比如当用户在gmail 上输入用户名和密码后，点击的登录键，将用户的用户名和密码以HTTPS 的形式POST 到服务器。另一种是通过HTTP 的302状态。

当客户端向gmail 提出HTTP 连接请求时，gmail 服务器会返回一个R E D I R E C T 网址，h t t p s ：//w w w. google.com/accounts/ServiceLogin?service=mail...，用户端在接收到这个URL 后，将页面重定位到该网页，并请求HTTPS 连接。

从另外一个角度讲，用户通常是通过HTTP 向服务器发起HTTPS 连接的。而HTTP 本身是以明文的形式对外传送，并不能保证数据的安全。因此，可以考虑通过对HT TP 进行劫持，来实现对H T TP S 劫持的目的。整个SSLStrip 过程包括如下几个步骤(见图1) ：

2 HTTPS会话劫持

2.1 HTTPS中间人攻击

HTTPS 中间人攻击(Ma n-i n-t he -Mi ddle At t ac k) [3]

是一种“间接”的入侵攻击，这种攻击模式是通过各种技术手段将受入侵者控制的一台计算机MITM 虚拟放置在网络连接中的客户端Client 与服务器Server 之间，在客户端与服务器进行HTTPS 通信时，由MITM 对HTTPS 数据进行转发，Client 和Server 都不会意识到会话已被劫持。MITM 不仅可窃听HTTPS 通信还可以对信息进行篡改，达到HTTPS 攻击的目的。

基于Web 的HTTPS 会话使用SSL 协议，而SSL 协议在握手协商阶段发送公钥证书。比较普遍的HTTPS 中间人攻击，例如SSLSniff 等，在网关截获SSL 会话，替换服务器公钥证书，将公钥PKey 换成自己的公钥PKey`，欺骗客户端。客户端使用PKey`加密信息并发送会话，中间人用私钥Skey`解密客户端返回会话，从而劫持会话。同时，中间人用PKey 加密明文会话并返回服务器[4]。

使用SSLSniff 进行HTTPS 会话劫持时，在客户端收到未认证的证书时，浏览器会弹框示警，从而有可能造成客户端对MITM 存在的警觉。

2.2 HTTPS会话劫持的新方法 SSLStrip

(1) SSLStrip简介

在分析完HTTPS 协议流程以及一种HTTPS 中间人方法SSLSniff 后，文中介绍一种新的HTTPS 中间人会话劫持方法SSLStrip [5]。SSLStrip 所能达成的目标是在客户端与服务器建立连接时，在MITM 与Server 之间形成HTTPS 连接，而在Client 与MITM 之间形成HTTP 连接，即将SSL 层从原HTTPS 连接中“剥离”。这样，既避免了在客户端验证证书时难以避免的弹框问题，又能够劫持HTTP 明文数据，并同时保证客户端HTTP 数据的传输，达到欺骗服务器与客户端的效果。

(2) SSLStrip的原理和实现

现实生活中，在浏览器地址栏中输入网址时，多数用户会采用直接输入网址的方式，而忽略了传输所采用的协议。例如，在登录gmail 过程中，大多数用户会直接在地址栏中输入www.gmail.com ，向Google 服务器发送一个HTTP 连接请求，而不是输入https ：//www.gmail.com，

图１　　ＳＳＬＳｔｒｉｐ劫持ＨＴＴＰＳ过程

① 客户端Cli e nt 向服务器Se rve r 发起HTTP 连接请求；

② 中间人MITM 监听客户端与服务器的HTTP 数据；③ 服务器返回给客户端的HTTP 数据包被在客户端与服务器之间的中间人截获。中间人解析原HTTP 数据包，将其中替换成，将 Location ： https ：//... 替换成Location ：http://..，同时记录下所修改的URL ，并保存；

④ 中间人将修改后的HTTP 数据发送给客户端；⑤ 客户端Client 向服务器Server 发起HTTP 连接请求；⑥ 中间人计算机解析客户端的HTTP 连接请求，并与保存文件相比较。当发现存在有已修改过的HTTP URL 时，将其替换成原HTTPS URL ，并发送给服务器；

⑦ 与服务器保持HTTPS 连接，回到步骤③；⑧ 与客户端保持HTTP 连接，回到步骤④。SSLStrip 原理流程如图2所示。(3) SSLStrip劫持HTTPS 的效果

对于服务器端而言，服务器Server 从HTTPS 连接开始，就与中间人MITM 建立SSL 连接。服务器并不能区分客户端Client 和中间人MITM 的区别，因而，服务器认为HTTPS 是安全的。对于客户端而言，由于中间人MITM 与客户端Client 之间是HTTP 连接，因此并不会产生证书认

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