Directory Traversal Angriff

Directory Traversal Angriff

Ein Directory Traversal Angriff, auch als Path Traversal oder “Punkt-Punkt-Schrägstrich” (“dot-dot-slash“) bekannt, ermöglicht es Angreifern, auf Verzeichnisse und Dateien zuzugreifen, die außerhalb des Webroot-Verzeichnisses liegen. Dies geschieht oft durch die Ausnutzung von Sicherheitslücken in Webanwendungen oder unzureichend konfigurierten Webservern.

Gefahren von Directory Traversal Angriffen

Directory Traversal Angriffe bergen signifikante Risiken und können schwerwiegende Konsequenzen für Webanwendungen und die dahinterstehenden Systeme mit sich bringen. Im Folgenden werden die verschiedenen Gefahren detailliert erläutert:

Zugriff auf sensible Daten

Durch einen erfolgreichen Directory Traversal Angriff können Angreifer Zugang zu vertraulichen Daten erlangen. Dazu zählen Konfigurationsdateien, die kritische Informationen wie Datenbankzugangsdaten, API-Schlüssel oder Verschlüsselungsschlüssel enthalten können. Zudem könnten persönliche Benutzerdaten wie Nutzernamen und Passwörter kompromittiert werden, was zu Datenschutzverletzungen und Identitätsdiebstahl führen kann.

Erkundung der Verzeichnisstruktur

Angreifer können durch einen Directory Traversal Angriff die Struktur des Serverdateisystems erkunden und Schwachstellen oder ungeschützte Bereiche aufdecken. Diese Informationen können sie nutzen, um weitere Angriffe zu planen oder um zusätzliche vertrauliche Informationen zu sammeln, die in anderen Verzeichnissen gespeichert sind.

Ausführung von Befehlen

In manchen Fällen ermöglichen Directory Traversal Angriffe Angreifern, Befehle auf dem Server auszuführen. Dies kann von der Manipulation von Webinhalten bis hin zur vollständigen Übernahme des Servers reichen. Solche Angriffe könnten auch zur Verbreitung von Malware, zum Aufbau von Botnetzen oder zur Durchführung von DDoS-Angriffen genutzt werden.

Systemkompromittierung

Ein erfolgreicher Directory Traversal Angriff, der es Angreifern ermöglicht, höhere Systemprivilegien zu erlangen, kann zu einem vollständigen Systemkompromiss führen. In diesem Fall erlangt der Angreifer die Kontrolle über das gesamte System und kann beliebige Aktionen ausführen, einschließlich dem Löschen kritischer Daten, dem Ändern von Systemkonfigurationen oder dem Stehlen weiterer Daten.

Wie funktioniert der Directory Traversal Angriff?

Der Angriff nutzt die HTTP-Protokollstruktur, um durch speziell manipulierte URL-Anfragen auf Systemverzeichnisse zuzugreifen. Angreifer verwenden typischerweise die Sequenz “../” (Punkt-Punkt-Schrägstrich), um schrittweise aus dem Webroot-Verzeichnis heraus zu navigieren.

Beispiele für Directory Traversal Angriffe

Zugriff auf Systemdateien

http://www.beispielwebsite.com/../../../../etc/passwd

Erhalten vertraulicher Dokumente

http://www.beispielunternehmen.com/documents/../../confidential/report.pdf

Umgehung von Authentifizierungsmechanismen

http://www.beispielseite.com/login/../../../admin/dashboard.html

Sicherheitsrisiken und Auswirkungen

Die Konsequenzen eines Directory Traversal Angriffs können tatsächlich verheerend, weitreichend und schwer im Vorfeld kalkulierbar sein. (Zur Quantifizierung von Risiken: hier klicken). Sie erstrecken sich von gravierenden Datenlecks bis hin zum unberechtigten Zugriff auf hochsensible Informationen. Darüber hinaus besteht die ernsthafte Möglichkeit, dass Angreifer serverseitigen Code ausführen können, was letztendlich zu einem vollständigen Kompromiss des gesamten Systems führen kann. Die Auswirkungen solcher Angriffe unterstreichen die dringende Notwendigkeit, robuste Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren, um solche gravierenden Sicherheitsverletzungen zu vermeiden.

Schadensbeispiele und Fallstudien zu Directory Traversal Angriffen

Directory Traversal Angriffe können eine Reihe schwerwiegender Konsequenzen haben, darunter Datenexfiltration, Systemübernahme und Reputationsschaden. Folgende Fälle zeigen die Schwere dieser Vulnerability:

CVE-2019-11246 – Wiederkehrende Path Traversal Schwachstelle in kubectl

Eine neue Schwachstelle, CVE-2019-11246, wurde in `kubectl`, der Kommandozeilen-Schnittstelle für Kubernetes-Cluster, aufgedeckt. Diese ermöglichte einen Path Traversal-Angriff durch manipulierte tar-Dateien, die relative Pfade enthalten. Erstmals entdeckt von Michael Hanselmann, erlaubte diese Schwachstelle einem Angreifer, speziell präparierte tar-Dateien zu verwenden, um Dateien auf dem Client-Rechner zu ersetzen oder Code auszuführen. Interessanterweise war dies der dritte Vorfall einer ähnlichen Schwachstelle innerhalb eines Jahres. Die ersten beiden Schwachstellen (CVE-2018-1002100 und CVE-2019-1002101) betrafen ebenfalls `kubectl` und wurden durch Patches behoben, die jedoch unvollständig waren und weitere Sicherheitslücken offen ließen.

Kubernetes veröffentlichte mehrere Fix-Versionen, und die Community trug durch kontinuierliche Forschung und Bewusstsein für Sicherheitsprobleme zur Behebung bei. Als zusätzliche Absicherung empfiehlt sich die Verwendung des Penetrationstesting-Tools `kube-hunter`, um die aktuelle `kubectl`-Version auf Anfälligkeiten zu überprüfen und gegebenenfalls ein Update durchzuführen. Aqua’s Drift Prevention-Funktion und Image Assurance-Richtlinien bieten zusätzlichen Schutz, indem sie die Ausführung modifizierter oder unbekannter Binärdateien in Containern verhindern und somit die Ausnutzung dieser Schwachstelle eindämmen. Siehe auch diese Referenz.

CVE-2019-14994 – URL Path Traversal Schwachstelle in Jira Service Desk

Im September 2019 wurde eine Sicherheitslücke in Atlassian’s Jira Service Desk (CVE-2019-14994) bekannt, die eine URL Path Traversal Schwachstelle darstellt. Diese Schwachstelle ermöglichte es Angreifern, durch speziell gestaltete Anfragen an das Jira Service Desk Portal, Einschränkungen zu umgehen und somit geschützte Informationen einzusehen. Die Ausnutzung der Schwachstelle erforderte eine bestimmte Konfiguration der Kundenzugriffsberechtigungen. Atlassian reagierte auf diese Schwachstelle mit einem Update für Jira Service Desk Server und Data Center, um hier schnelle Abhilfe zu schaffen. Das Update betraf verschiedene Versionen von Jira Service Desk. Als Übergangslösung wurden auch temporäre Workarounds bereitgestellt, falls ein sofortiges Update nicht möglich war. Quelle: siehe hier.

Directory Traversal Angriff auf Router, NAS-Geräte und Webserver

Router,Switche, NAS-Geräte und Webserver verschiedener Hersteller weisen ebenfalls oft die Anfälligkeit für Directory Traversal Angriffe auf. Auch hier ist es den Angreifern möglich, unbefugt auf Netzwerkressourcen zuzugreifen und kritische Daten zu kompromittieren. Für Betreiber dieser Geräte ist es daher entscheidend, regelmäßig nach Sicherheitsupdates zu suchen und diese umgehend zu installieren, um die Risiken zu minimieren.

Auch bei Webserver-Software ist die Anfälligkeit für Directory Traversal Angriffe ein wiederkehrendes Problem. Obwohl Hersteller kontinuierlich Updates zur Schließung bekannter Sicherheitslücken bereitstellen, bleiben ältere Versionen oft anfällig. Dies erhöht das Risiko von Sicherheitsverletzungen erheblich, da Angreifer bekannte Schwachstellen in diesen veralteten Systemen ausnutzen können. Daher ist es für Webserver-Betreiber unerlässlich, ihre Systeme regelmäßig zu aktualisieren und zu überwachen, um ihre Infrastruktur effektiv vor Directory Traversal Angriffen zu schützen.

Präventive Maßnahmen und Best Practices gegen Directory Traversal Angriffe

Um Directory Traversal Angriffe effektiv zu verhindern, ist eine mehrschichtige Sicherheitsstrategie erforderlich. Diese Strategie sollte sowohl präventive Maßnahmen als auch Methoden zur frühzeitigen Erkennung solcher Angriffe umfassen.

Gegenmaßnahmen

OWASP-Empfehlungen

“OWASP (Open Web Application Security Project) ist eine internationale Non-Profit-Organisation, die sich der Verbesserung der Sicherheit von Software widmet.” Hier geht es zum OWASP-Artikel zu Directory Traversal Angriff.

Effektive Sicherheitsstrategien gegen Path Traversal Schwachstellen in Webanwendungen

In der modernen Webentwicklung, wo Anwendungen häufig lokale Ressourcen wie Bilder, Skripte und andere Dateien einbinden, sind Directory Traversal Schwachstellen eine relevante Bedrohung. Diese Schwachstellen entstehen oft, wenn Anwendungen externe Dateien einbinden, was Angreifern die Möglichkeit gibt, unerlaubt auf nicht autorisierte Ressourcen zuzugreifen.

Identifizierung von Sicherheitsrisiken

Um Path Traversal Schwachstellen effektiv zu identifizieren, ist ein tiefes Verständnis der Dateiverarbeitungsmechanismen des Betriebssystems erforderlich. Wichtig ist auch die sichere Aufbewahrung sensibler Konfigurationsdateien, idealerweise außerhalb des Webroot-Verzeichnisses. Insbesondere bei Windows IIS-Servern ist darauf zu achten, dass das Webroot nicht auf der Systemfestplatte liegt, um das Risiko rekursiver Traversierungen zu minimieren.

Implementierung von Schutzmechanismen

• Optimale Sicherheit wird erreicht, wenn Dateisystemaufrufe ohne direkte Benutzereingaben erfolgen.
• Für die Internationalisierung und Lokalisierung in Webanwendungen ist die Verwendung von Indizes anstelle von vollständigen Dateinamen empfehlenswert, um Sicherheitsrisiken zu minimieren.
• Es ist ratsam, den vom Benutzer beeinflussbaren Pfadteil durch fest definierte Pfadstrukturen zu ergänzen und so die Kontrolle zu behalten.
• Die Validierung der Benutzereingaben sollte sich darauf konzentrieren, nur vertrauenswürdige und bekannte Werte zuzulassen, anstatt zu versuchen, die Daten zu bereinigen.
• Die Nutzung von chrooted jails und spezifischen Code-Zugriffsrichtlinien kann den Zugriff auf Dateien effektiv einschränken.
• Wenn die Verarbeitung von Benutzereingaben für Dateioperationen erforderlich ist, sollten diese Eingaben normalisiert werden, bevor sie in Datei-IO-APIs verwendet werden.

Weiter Gegenmaßnahmen

• Sicherheitsaudits und Code-Reviews
  • Regelmäßige Überprüfungen des Codes und der Infrastruktur sind entscheidend, um Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren. Dabei sollten sowohl statische als auch dynamische Code-Analysemethoden eingesetzt werden:
    • Statische Code-Analyse: Diese Methode analysiert den Code ohne Ausführung, um Schwachstellen wie unsichere Codierungsmuster und Sicherheitslücken zu identifizieren.
    • Dynamische Code-Analyse: Bei dieser Methode wird der Code während der Ausführung getestet, um Schwachstellen wie Laufzeitfehler und Sicherheitslücken aufzudecken, die unter bestimmten Bedingungen auftreten.
  • Die Kombination beider Ansätze bietet eine umfassende Sichtweise, die hilft, ein breites Spektrum an Sicherheitsrisiken effektiv zu identifizieren und zu beheben.
• Least-Privilege-Prinzip: Benutzerrechte sollten auf das unbedingt Notwendige beschränkt werden, um das Risiko im Falle eines Angriffs zu minimieren.
• Einsatz von Web Application Firewalls (WAF): Der Einsatz von WAFs ist ein wesentlicher Bestandteil jeder umfassenden Sicherheitsstrategie. WAFs bieten einen robusten Schutzmechanismus, indem sie potenzielle Angriffsversuche proaktiv erkennen und effektiv blockieren, um so Schäden an Webanwendungen und Serverinfrastrukturen zu verhindern.
• Regelmäßige Updates und Patches: Halten Sie Ihre Software und Systeme stets auf dem neuesten Stand, um bekannte Sicherheitslücken zu schließen.
• Eingabevalidierung: Strenge Überprüfung der Benutzereingaben, um die Ausnutzung von Schwachstellen zu verhindern.
• Einsatz von Intrusion Detection Systemen (IDS): IDS können ungewöhnliche Aktivitäten im Netzwerk erkennen und Alarm auslösen.
• Keine Benutzereingaben direkt an Dateisystem-APIs weitergegeben werden. Es ist wichtig, dass die Anwendung die Benutzereingaben zunächst validiert, bevor sie verarbeitet werden:
• Eingabevalidierung mit einer Whitelist erlaubter Werte.
• Überprüfen, ob die Eingabe nur erlaubten Inhalt enthält – beispielsweise alphanumerische Zeichen.
• Nach der Validierung sollte die Anwendung überprüfen, ob der kanonisierte (absolute) Pfad mit dem erwarteten Basisverzeichnis beginnt.

Beispiel eines Python-Snippets zur Validierung des kanonischen Pfads einer Datei:

import os

# Basisverzeichnisses
BASE_DIRECTORY = '/path/to/base/directory'

# Benutzereingabe
user_input = 'user/supplied/path'

# vollständiger Pfades
full_path = os.path.join(BASE_DIRECTORY, user_input)

# Überprüfung
if os.path.realpath(full_path).startswith(BASE_DIRECTORY):
    # Prozessdatei, da der Pfad sicher ist
    pass
else:
    # Umgang mit ungültigen Pfaden
    pass

Wie Web Application Firewalls (WAFs) gegen Directory Traversal Angriffe helfen können

Schauen wir uns etwas genauer die Rolle der WAFs an. Technisch gesehen arbeiten WAFs als Gatekeeper, die den eingehenden und ausgehenden Datenverkehr zwischen einer Webanwendung und dem Internet überwachen und filtern. Hier sind einige Schlüsselaspekte, wie WAFs gegen Directory Traversal Angriffe helfen können:

• Filterung von Anfragen: WAFs analysieren eingehende HTTP-Anfragen auf verdächtige Muster. Sie können speziell konfiguriert werden, um Anfragen zu blockieren, die Versuche eines Directory Traversal Angriffs erkennen lassen, wie z.B. ungewöhnliche oder bösartige Pfadsequenzen.
• Benutzerdefinierte Regeln und Signaturen: WAFs können mit benutzerdefinierten Regeln konfiguriert werden, um spezifische Angriffsmuster zu erkennen. Diese Regeln können auf bekannte Directory Traversal Techniken zugeschnitten sein und helfen, Angriffe frühzeitig zu erkennen und zu blockieren.
• Anomalie-Erkennung: Moderne WAFs sind mit Algorithmen ausgestattet, die speziell dafür entwickelt wurden, Muster zu identifizieren, die auf einen Directory Traversal Angriff hindeuten könnten. Dazu gehören typischerweise Pfade, die Sequenzen wie ../ (um ein Verzeichnis nach oben zu navigieren) oder ähnliche Varianten enthalten. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, benutzerdefinierte Regeln zu erstellen und zu konfigurieren. Diese Regeln können auf spezifische Bedrohungsmodelle und Angriffsszenarien abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass verdächtige Anfragen, die spezifische Zeichenfolgen oder Pfadmuster enthalten, effektiv erkannt und blockiert werden.
• Logging und Berichterstattung: WAFs protokollieren den Datenverkehr und ermöglichen eine detaillierte Analyse verdächtiger Aktivitäten. Im Falle eines Angriffs können diese Logs für forensische Untersuchungen und zur Verbesserung der Sicherheitsstrategie verwendet werden. Logs ermöglichen zudem eine spätere Analyse und helfen t bei der Identifizierung und Reaktion auf Sicherheitsvorfälle. Zudem sollte die Einstellung so gewählt werden, dass automatisierte Warnungen an das Sicherheitsteam gesendet werden, um auf potenzielle Bedrohungen aufmerksam zu machen.
• Kontinuierliches Update: Da sich Angriffstechniken ständig weiterentwickeln, ist es wichtig, dass die WAF-Regeln und Signaturen kontinuierlich aktualisiert werden, um gegen die neuesten Bedrohungen gewappnet zu sein.

Indem sie als Filter und Überwachungssysteme fungieren, bieten WAFs einen robusten Schutz gegen eine Vielzahl von Webanwendungsangriffen, einschließlich Directory Traversal Angriffe. Ihre Fähigkeit, verdächtigen Datenverkehr zu identifizieren und zu blockieren, macht sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil jeder Webanwendungssicherheitsstrategie.

Directory Traversal Angriff detektieren

Die frühzeitige Erkennung von Directory Traversal Angriffen ist entscheidend, um Schäden zu verhindern. Folgende Maßnahmen können dabei helfen:

• Log-Analyse: Überwachung und Analyse von Server-Logs auf verdächtige URL-Muster und Zugriffsversuche. Hierzu müssen verdächtige Aktivitäten zuerst in die Protokollierung aufgenommen worden sein.
• Anomalie-Erkennung: Einsatz von KI-gestützten Systemen, die aus dem normalen Datenverkehr lernen und Anomalien erkennen können.
• Security Information and Event Management (SIEM): Integration von SIEM-Systemen zur Korrelation von Ereignissen und Identifikation potenzieller Bedrohungen.

Directory Traversal Angriffe im Analyser sehen

Ein Directory Traversal Angriff könnte in einem Paketanalysator (wie Wireshark) wie folgt aussehen:

Angenommen, ein Angreifer versucht, auf eine Datei außerhalb des Webroot-Verzeichnisses zuzugreifen. In diesem Fall könnte der HTTP-Request-Teil des Pakets eine URL enthalten, die die ../ (Punkt-Punkt-Schrägstrich) Sequenz nutzt, um in der Verzeichnisstruktur aufzusteigen.

Das entsprechende Paket könnte so aussehen:

Beispiel eines Directory Traversal Angriffs im Wireshark

GET /bilder/../config/passwd HTTP/1.1
Host: www.beispielwebsite.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, wie Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
Accept-Language: de-DE,de;q=0.8,en-US;q=0.6,en;q=0.4
Cookie: PHPSESSID=r2t5uvjq435r4q7ib3vtdjq120
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache

In diesem Beispiel versucht der Angreifer, durch die URL /bilder/../config/passwd auf die Datei passwd zuzugreifen, die sich normalerweise außerhalb des öffentlich zugänglichen Verzeichnisses befindet. Der Paketanalyser würde diesen Request genau so anzeigen, wie er vom Client gesendet wurde. Ein solcher Request sollte sofort Verdacht erregen, da der Pfad ../ verwendet wird, um in höhere Verzeichnisebenen zu navigieren.

Fazit:

Der Directory Traversal Angriff stellt in der Tat eine signifikante und ernsthafte Bedrohung für moderne Webanwendungen dar. Dabei ist es entscheidend, ein tiefgehendes Verständnis der technischen Grundlagen zu erlangen und dieses Wissen mit der Implementierung einer umfassenden und mehrschichtigen Sicherheitsstrategie zu kombinieren. Zudem ist die strikte Einhaltung von bewährten Best Practices und der Einsatz effektiver Erkennungsmethoden unerlässlich, um diesen komplexen Sicherheitsherausforderungen erfolgreich und effektiv begegnen zu können.