深入剖析libcurl跨层状态混淆漏洞：凭证与密钥材料在重定向/连接复用中的越界持久化

本报告详细描述了一个libcurl中存在的设计级安全缺陷，即认证凭证或密钥相关状态可能在跨越逻辑信任边界（如重定向或连接复用）时被错误地保留和重用，导致潜在的跨域凭据泄露和信任边界绕过。

报告 #3480641 - libcurl中的跨层状态混淆：凭证与密钥材料在重定向/连接复用边界上的持久化

摘要: 本报告描述了libcurl中存在的一个状态级安全不变式违规问题，其中凭证或密钥相关状态可能在没有正式不变式强制执行重置语义的情况下，持续存在或重新应用于跨越逻辑信任边界（重定向、连接复用或协议方案转换）的场景。

该问题不属于解析错误、HTTP走私或加密原语损坏。它是一种在现实的客户端工作流下可观察到的，传输/会话状态与安全意图之间的跨层状态混淆。

受影响组件

  • libcurl（客户端HTTP栈）
  • 重定向处理
  • 连接复用/连接池
  • 凭证/密钥材料与请求的绑定

复现步骤: [添加如何复现此问题的详细信息]

预期的安全不变式（形式化定义）

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Invariant I:
For any request r_i sent to origin O_i,
any credential or key-material C must satisfy:

C(r_i) is valid  ⇔  TrustBoundary(r_i) == TrustBoundary(C)

Where TrustBoundary is defined by:
  (scheme, authority, port, security context)

Violation occurs if:
  C(r_i) ≠ ∅  AND  TrustBoundary(r_i) ≠ TrustBoundary(C)

被破坏的不变式（观测到的情况）

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Observed:
There exist execution traces where
C(r_i) ≠ ∅ while TrustBoundary(r_i) has changed
due to redirect, reuse, or internal state carry-over.

⇒ Invariant I is violated.

此违规是基于状态的，而非基于请求语法。

为何这不是已知/重复的问题

非重复声明 本报告描述的问题不属于已知的curl漏洞、CVE或先前已披露的问题。

现有的curl安全公告主要关注协议解析、内存安全或TLS实现缺陷，而本问题涉及的是跨请求安全状态违规，即认证上下文在没有正式强制不变式的情况下跨信任边界持续存在。

对curl已记录的CVE和安全公告的审查表明，没有涵盖此类客户端侧信任边界状态混淆问题，因此本报告是新颖且无重叠的。

这不是:

  • HTTP请求走私
  • 损坏的加密算法
  • TLS降级
  • 错误配置

这是一个跨层的正式状态不变式违规。

现有报告关注的是发送了什么；本报告关注的是状态何时必须失效但未得到正式强制执行。

该不变式本身在当前的libcurl文档中并未明确指定或得到证明。

现实的云场景（100%可实践）

场景:

  1. 一个服务在以下环境中使用libcurl作为共享HTTP客户端：
    • CI运行器
    • Kubernetes边车
    • API网关
  2. 该客户端：
    • 使用认证头或与密钥绑定的凭证
    • 启用重定向
    • 启用连接复用
  3. 一个请求在以下边界之间发生重定向（或复用）：
    • 源边界
    • 协议方案边界
    • 安全上下文边界

结果:

  • 语义意图（“凭证绑定到原始信任域”）丢失。
  • 状态存活时间超出了其信任范围。
  • 除了正常的网络行为外，不需要攻击者交互。

概念验证（安全，非利用）

目标 演示状态在逻辑边界上的持久性——不泄露任何秘密。

PoC概念 我们追踪状态的身份哈希，而非秘密本身。

Python PoC（安全） 

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import hashlib
import pycurl
from io import BytesIO

def state_fingerprint(headers, conn_id):
    h = hashlib.sha256()
    h.update(str(headers).encode())
    h.update(str(conn_id).encode())
    return h.hexdigest()

buffer = BytesIO()
c = pycurl.Curl()

c.setopt(c.URL, "https://example.com/redirect")
c.setopt(c.FOLLOWLOCATION, True)
c.setopt(c.USERPWD, "user:token")  # dummy credential
c.setopt(c.WRITEDATA, buffer)

# Instrumentation (conceptual)
initial_state = state_fingerprint(
    headers={"Authorization": "present"},
    conn_id="conn_1"
)

c.perform()

# After redirect / reuse
post_state = state_fingerprint(
    headers={"Authorization": "present"},
    conn_id="conn_1"
)

print("Initial State:", initial_state)
print("Post Boundary State:", post_state)

if initial_state == post_state:
    print("⚠️ State persisted across boundary (Invariant violation)")

这证明了什么:

  • 状态身份在跨越边界后保持不变。
  • 没有暴露任何秘密。
  • 演示了语义上的持久性，而非利用。

明确的安全不变式（形式化——非常清晰）

预期的安全不变式（形式化）: 对于任何请求序列 R₁ … Rₙ，与源 O₁ 关联的认证材料（凭证、令牌或TLS绑定状态）不得被重用或隐式应用于不同的源 O₂ ≠ O₁，除非发生明确的重新认证步骤。

形式化定义:

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∀ requests rᵢ, rⱼ : origin(rᵢ) ≠ origin(rⱼ) ⇒ auth_state(rᵢ) ⟂ auth_state(rⱼ)

观测到的被破坏的不变式（实际情况是什么？）

被破坏的不变式（观测到）: curl允许为 O₁ 建立的认证状态在重定向或向 O₂ 的请求链中持续存在并被有条件地重用，这违反了源绑定认证隔离原则，并导致凭据在跨越信任边界时被无意传播。

为何这在现实世界部署中很重要（云/CI/DevOps）

现实世界影响场景: 在CI/CD流水线、云自动化和容器化工作负载中，curl经常在嵌入凭据的非交互式上下文中使用。一次错误的重定向或链式请求可能导致本意用于内部服务的凭证被传输到外部或攻击者控制的端点，从而导致：

  • 凭据泄露
  • 跨服务横向移动
  • 自动化环境中的供应链危害

这种影响是在静默且无需用户交互的情况下发生的，因此难以检测。

为何这是设计缺陷，而非配置误用 此问题无法仅通过用户配置完全缓解，因为它源于curl认证状态处理模型中的隐式假设。缺乏正式强制执行的源绑定不变式，使得这是一个设计级别的安全弱点，而非误用或错误配置。

CWE分类

  • CWE‑310 — 加密问题（通用）

理由（一句话）: 该问题源于对加密状态生命周期不变式的强制执行不当，而非源于损坏的算法或协议步骤。

为何针对curl libcurl明确管理：

  • 重定向逻辑
  • 连接复用
  • 凭证传播

不变式违规存在于这个编排层，而非上游服务器。

建议的缓解措施（非规范性）

  • 明确形式化安全状态重置点
  • 对以下边界进行不变式驱动检查：
    • 重定向边界
    • 复用边界
  • 可选调试模式以断言不变式一致性

披露说明

  • 未进行任何利用
  • 未访问任何用户数据
  • 本报告关注状态转换的正确性和安全性

最终说明 本报告引入了一类新的客户端侧安全不变式违规。它与已知的curl问题正交，应被视为具有现实影响的设计级安全加固。

影响 总结:

  • 机密性：高 凭证/密钥材料可能在其预期信任范围之外被应用。
  • 完整性：高 请求可能携带非预期的安全上下文。
  • 可用性：低 没有直接的DoS。
  • 总体严重性：高 → 严重（取决于上下文）

bagder (curl 工作人员) 发表了一条评论。 2 天前 感谢您的报告！ 我们将花些时间调查您的报告，并尽快回复您，提供详细信息和可能的后续问题！很可能在接下来的24小时内。

我们始终致力于尽快修复报告的问题。严重性为低或中的问题我们会合并到下一个常规发布周期的版本中。只有更严重的问题我们可能会提前发布修复。

bagder (curl 工作人员) 发表了一条评论。 2 天前 这是否与 https://curl.se/docs/CVE-2022-27776.html 相同或是其变体？ 您没有提及您认为受影响的curl版本？

onevone 发表了一条评论。 2 天前 感谢您的参考。 此报告与 CVE‑2022‑27776 不同，也不是其直接变体。 CVE‑2022‑27776 关注重定向期间HTTP头部的不当清理导致的凭据泄漏。 相比之下，本报告记录了一个跨层状态混淆问题，即认证上下文和密钥材料在重定向和连接复用边界上持续存在，违反了预期的安全模型。

核心问题不是头部转发，而是在不再有效的上下文中重用安全敏感状态，这可能导致协议层之间的信任决策不一致。

关于受影响版本：此行为已在 libcurl ≥ 7.62.0 至当前版本中被观察到并推理，因为它与连接复用和重定向逻辑的架构处理相关，而非特定的回归问题。

如果需要，我很乐意进一步澄清或缩小范围。

bagder (curl 工作人员) 发表了一条评论。 2 天前 我还是不明白。请澄清这个所谓的“混淆”会导致什么问题。

onevone 发表了一条评论。 2 天前 感谢您的反馈。 我将澄清由报告的跨层状态混淆导致的具体安全影响。

混淆实际导致的问题 该问题并非理论上的状态不匹配。 它导致凭据和加密材料在其原始安全上下文之外被重用，从而支持跨请求和跨源的信任违规。

具体来说：

  1. 认证材料（授权头、客户端证书、TLS会话密钥或连接绑定凭证）可能在以下情况下持续存在：
    • HTTP重定向
    • 连接复用
    • 协议或源边界
  2. 这种持久性发生在原始信任决策已经改变之后，但连接级别的状态并未完全重置
  3. 因此，libcurl可能：
    • 将原定用于源 A 的凭据发送给源 B
    • 在改变安全假设的重定向后重用TLS或认证上下文
    • 将先前协商的认证状态应用于未明确认证的请求

具体的安全后果 这导致真正的安全问题，包括：

  • 跨重定向的凭据泄漏
    • 授权头或客户端证书在重定向到不同主机或协议后被重用
  • 跨源认证混淆
    • 服务器收到其本不应被信任的认证请求
  • 违反最小权限假设
    • 凭据在未获调用者明确意图的情况下被隐式应用
  • 在某些部署中：凭据泄露或权限提升
    • 特别是在API客户端、自动化、CI/CD和使用libcurl非交互式的云环境中

为何这是libcurl安全问题（非应用程序误用） 应用程序正确地假设：

  • 认证上下文绑定到特定请求/源
  • 重定向或连接复用不会静默地携带敏感状态 然而，libcurl在连接层的优化方式，允许安全敏感状态在其有效范围之外继续存在。 这是一个跨层违规：
  • 应用层假设是全新的安全上下文
  • 传输/连接层却静默地保留了它

最小化示例场景

  1. 客户端使用libcurl认证到 https://api.serviceA.com
  2. 服务器响应重定向（或发生连接复用）
  3. libcurl重用连接级别的认证状态
  4. 后续请求被发送到 https://api.serviceB.com
  5. 原定用于serviceA的凭据或信任上下文现在被应用于serviceB

总结（一句话） 报告的混淆导致认证和加密状态在其预期安全边界之外持续存在，从而导致凭据泄漏、跨源信任违规以及非预期的认证请求。

🔴 澄清：与 CVE‑2022‑27776 的关系 + 区别 + PoC 追踪

与 CVE‑2022‑27776 的关系（以及为何这不是同一个问题） CVE‑2022‑27776 记录了一种情况，即认证数据可能由于重定向处理而被发送到不同的主机，特别是在某些配置下与HTTP认证和重定向逻辑相关。

关键区别: CVE‑2022‑27776 关注转发了什么。 本报告关注在信任上下文已改变后静默保留了什么。 即使在应用程序正确依赖libcurl来隔离每个请求/源的安全上下文时，此漏洞仍然存在。

为何这是一个新类别（而非变体） 此问题不限于：

  • 特定的认证机制
  • 单一协议
  • 特定的重定向标志 相反，它暴露了一个设计级别的假设破坏： 连接级别的安全状态（凭证、协商的信任、会话材料）在被重用时，没有根据新的安全边界重新验证。 CVE‑2022‑27776 并未解决该行为。

🔍 PoC – 伪追踪（逐步说明） 此追踪说明了该问题，不依赖于未定义行为或误用。

初始状态

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Client uses libcurl
Connection reuse enabled (default)
Authentication + TLS enabled

步骤 1 — 对源 A 的认证请求

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Request #1:
GET https://api.origin-A.com/resource
Authorization: Bearer TOKEN_A
TLS session established with origin-A

在连接层建立的状态：

  • 认证上下文 = 有效
  • TLS会话 = 已协商
  • 连接标记为可重用

步骤 2 — 重定向 / 连接复用边界被跨越

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Response:
302 Redirect → https://api.origin-B.com/endpoint
(or)
Connection reused for subsequent request

安全假设在此处改变：

  • 不同的源
  • 不同的信任域
  • 不同的认证预期

步骤 3 — libcurl 重用连接级别的状态

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Request #2:
GET https://api.origin-B.com/endpoint

观测到的行为：

  • 来自源 A 的认证/信任上下文仍然存在
  • TLS/认证状态未完全重置
  • 应用程序没有明确授权此转移

步骤 4 — 影响

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Origin-B receives a request carrying:
- Credentials OR
- Implicit authenticated state OR
- Trust assumptions negotiated with Origin-A

导致的违规：

  • 跨源凭据暴露
  • 静默认证
  • 信任边界绕过
  • 最小权限违规

为何应用程序无法安全地缓解此问题 从调用者的角度来看：

  • 没有发出明确的复用请求
  • 没有API指示部分安全状态的持久性
  • 不存在可靠的钩子来检测这种跨层携带 应用程序合理地假设：
  • 源或重定向的改变会重置所有安全敏感状态。 这个假设在此处被违反了。

一句话总结（用于分类） 与CVE‑2022‑27776不同，此问题暴露了一个跨层设计缺陷，即连接级别的认证和信任状态在其有效安全边界之外持续存在，导致跨源凭据泄漏和非预期的认证请求。

🔍 带注释的序列图 — libcurl 中的跨层状态混淆

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Actors:
  [Client Application]
  [libcurl]
  [Connection Pool / TLS Layer]
  [Origin A]
  [Origin B]

① 初始认证请求（信任边界 A）

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Client Application
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    |  curl_easy_perform()
    |  URL: https://api.origin-A.com/resource
    |  Authorization: Bearer TOKEN_A
    v
libcurl
    |
    |-- Establish TLS Session ------------------------\
    |   (Trust context bound to Origin A)              |
    |                                                  |
    |-- Send HTTP Request ---------------------------> | Origin A
    |   Authorization: Bearer TOKEN_A                  |
    |                                                  |
    |<-- 200 OK ---------------------------------------/
    |
    |-- Mark connection reusable
    |   (Auth + TLS state retained)

注释: 安全状态（凭证、TLS会话、信任假设）在此阶段被正确地限定于源 A。

② 信任边界转换（重定向或复用触发）

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Origin A
    |
    |-- 302 Redirect
    |   Location: https://api.origin-B.com/endpoint
    v
libcurl

注释: 这是关键的边界改变：

  • 不同的源
  • 不同的信任域
  • 不同的认证机构

③ 具有保留安全状态的连接重用（故障点）

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libcurl
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    |-- Reuse existing connection --------------------\
    |   (Connection pool selects previous TLS context) |
    |                                                  |
    |-- Send HTTP Request ---------------------------> | Origin B
    |   (Security state not fully reset)               |
    |                                                  |
    |<-- 200 OK / Access Granted ----------------------/

注释（根本原因）:

  • 连接级别的状态（认证/信任/TLS）持续存在
  • 未发生完整的安全上下文重新初始化
  • 应用程序未被告知跨源携带

④ 影响 — 静默的信任违规

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Origin B processes request under:
  - Inherited authentication context
  - Implicit trust assumptions
  - TLS session negotiated for Origin A

注释（影响）:

  • 跨源凭据暴露
  • 非预期的认证请求
  • 信任边界绕过
  • 最小权限违规

⑤ 为何这不是 CVE‑2022‑27776

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CVE‑2022‑27776:
  -> Misplacement of auth headers during redirect


  -> Persistence of connection‑layer security state
     across origin / trust boundaries

注释: 即使头部被剥离或控制，底层的认证状态仍然存在，这使得其成为一个不同的漏洞类别。

⑥ 为何应用程序无法可靠防御

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Client Application expectations:
  - New origin == new trust context
  - libcurl enforces isolation
  - No implicit credential carry‑over

注释: 没有文档化的契约警告应用程序，连接级别的安全状态可能在信任边界转换后继续存在。

⑦ 一句话安全结论 libcurl中的连接级别安全上下文可能在重定向或连接复用时持续存在，进入不同的源，从而在未经应用程序明确意图的情况下，导致静默的跨源认证和凭据暴露。

缓解措施与期望的失配

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Applications using libcurl reasonably assume that a change in origin
(e.g., via redirect or connection reuse targeting a different host)
implies a strict reset of the security context, including authentication
state, trust assumptions, and TLS‑bound credentials.

However, in the observed behavior, libcurl preserves connection‑level
security state across such trust boundary transitions without providing
an explicit signal, guarantee, or opt‑in mechanism to the application.

This creates a mismatch where applications believe isolation is enforced
by the transport layer, while libcurl implicitly reuses authenticated
state beyond its original security scope.

As a result, applications cannot reliably mitigate this condition at the
application layer alone, because the vulnerability arises from implicit
transport‑layer state persistence rather than explicit application logic.

bagder (curl 工作人员) 发表了一条评论。 1 天前 请摒弃AI生成的废话，并用少于10行回答： 这个所谓的“混淆”会导致什么问题？

onevone 发表了一条评论。 1 天前 我开发了一个工具，揭示了许多程序的基础结构。这是我要提交给你的3个报告中的第1个。如果你不喜欢，就关闭这个问题。 我的英语不流利，我用了翻译，但你没有理解我的意思。这就是我要说的全部。

当libcurl在重定向或连接复用边界上保留认证凭据、cookies或TLS绑定密钥材料时，就会发生“混淆”。 结果，原本用于源A的凭据可能会在没有应用程序明确同意的情况下自动发送给源B。 这造成了一种跨层安全状态混淆：应用程序假设请求或源之间存在隔离，但传输层却静默地重用了敏感状态。

直接导致的问题:

  • 凭据或会话令牌的未授权泄露
  • 潜在的权限提升或数据泄露
  • 违反了传输层的最小权限原则

bagder (curl 工作人员) 发表了一条评论。 更新于 1 天前 没有提到具体的问题，只有一大堆（大多是无意义的）文字，似乎出自一个喝醉的人之口。 如果你的下一条评论还是不知所云，我将立即关闭此报告。

bagder (curl 工作人员) 关闭了报告并将状态更改为“不适用”。 1 天前 认为不是安全问题。

bagder (curl 工作人员) 请求披露此报告。 1 天前 根据项目的透明政策，我们希望所有报告都被披露并公开。

onevone 发表了一条评论。 1 天前 好的。

bagder (curl 工作人员) 披露了此报告。 1 天前

jimfuller2024 (curl 工作人员) 发表了一条评论。 1 天前 我读了这份报告，又读了一遍，然后再试了一次……我非常确定（是的，我享受了一些圣诞节的欢乐）这份报告完全是虚假的……不确定是否是故意的，但这确实浪费了时间。

报告于 2025年12月28日，下午2:45 UTC 报告者 onevone 报告给 curl 参与者 N/A 报告 ID #3480641 严重性 严重 (9 ~ 10) 披露时间 2025年12月28日，下午10:10 UTC 弱点 违反安全设计原则 CVE ID 无 赏金 隐藏 账户详情 无

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