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GCP云函数访问令牌窃取技术剖析

本文详细分析了GCP云函数IAM策略配置错误导致的安全风险，通过实际攻击步骤演示如何利用错误配置窃取服务账户访问令牌，实现横向移动和权限提升，并提供了有效的缓解策略。

从GCP云函数窃取访问令牌

作者：Nairuz Abulhul | 信息安全技术分享

图1：IAM策略示意图

在身份和访问管理（IAM）中，策略是一组规则，通过指定谁可以对哪些资源执行什么操作来定义访问控制。这些策略帮助管理员在环境中有效管理权限。

在Google云平台（GCP）中，策略通常包含三个主要组件：

  • 成员 - 通常是用户、服务账户和群组
  • 角色/权限 - 定义成员可以对特定资源执行的操作
  • 资源 - 这些策略应用的实际资产，如项目、云函数、存储桶、计算实例等

任何IAM策略中的错误配置如果允许意外访问，都可能导致安全风险。

理解云函数

GCP中的云函数类似于AWS Lambda，是由事件驱动操作触发执行的代码块。这些无服务器函数允许开发人员自动化处理过程，如图像调整大小、将文件上传到存储桶或在数据库记录修改时发送通知。

图2：云函数使用案例示例

我们可以通过不同方式触发云函数：直接使用gcloud functions call命令调用、使用Google云控制台，或向函数的URL发送GET或POST请求。

要调用云函数，用户或服务账户必须在项目级别或在云函数本身的IAM策略中被分配适当的IAM角色或权限。

以下是用户或服务账户更新/调用云函数所需的角色和权限：

角色

  • Cloud Function Admin: roles/cloudfunctions.admin
  • 部署/更新云函数: roles/cloudfunctions.developer
  • 调用云函数: roles/cloudfunctions.invoker

权限

  • 调用云函数: cloudfunctions.functions.invoke
  • 更新云函数代码: cloudfunctions.functions.update
  • 创建新云函数: cloudfunctions.functions.create

更新云函数的IAM策略变更

过去，任何被分配cloudfunctions.admin或cloudfunctions.developer角色的用户或服务账户都能直接对函数进行更改。然而，Google更改了IAM策略，现在只有服务账户可以更新函数。

要更新函数：

  • 服务账户必须具有cloudfunctions.developer角色或cloudfunctions.admin角色

图3：显示IAM策略更新

如果用户想要更新函数，他们需要iam.serviceAccountUser角色或iam.serviceAccounts.actAs权限。这使他们能够模拟具有管理员或开发者角色的服务账户并进行更新。

图4：用户模拟服务账户修改云函数

所需工具

对于这个实验，我们需要在测试机器上安装gcloud CLI。您可以直接从Google Cloud安装，或者设置RedCloud-OS，这是CWL组装的VMware机器，预装了云渗透测试评估（GCP、Azure、AWS）所需的所有必要工具。

安装选项：

  • 安装gcloud CLI | Google Cloud CLI文档
  • RedCloud-OS | GitHub

利用步骤

现在我们已经理解了IAM策略、云函数和所需权限，我们可以探索潜在的配置错误。

在这个实验场景中，我们使用名为auditor-srv-acc的服务账户获得了初始访问权限。其中一个可访问的函数运行代码，当被调用时会检索绑定到该函数的服务账户的访问令牌，允许我们横向移动到另一个账户。

值得注意的是，并非所有函数代码都包含访问令牌。然而，在某些用例中，函数可能需要检索一个令牌。例如，函数可能获取访问令牌以验证API调用或安全地与其他服务连接。

暴露这些访问令牌通常是环境中令牌管理方式配置错误的结果。在以下步骤中，我们将演示如何提取访问令牌。

1. 使用服务账户进行身份验证

首先，第一步是使用gcloud auth命令进行身份验证，并提供服务账户JSON文件进行认证。

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gcloud auth activate-service-account --key-file [JSON密钥文件]

以下是使用CLI身份验证方法向GCP平台进行身份验证时JSON文件中通常包含的信息示例：

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{
  "type": "SERVICE_ACCOUNT",
  "project_id": "my-gcp-project",
  "private_key_id": "abcd1234abcd1234abcd1234abcd1234",
  "private_key": "-----BEGIN PRIVATE KEY-----\nMIIE.\n-----END PRIVATE KEY-----\n",
  "client_email": "my-service-account@my-gcp-project.iam.gserviceaccount.com",
  "client_id": "123456789012345678901",
  "auth_uri": "https://accounts.google.com/o/oauth2/auth",
  "token_uri": "https://oauth2.googleapis.com/token",
  "auth_provider_x509_cert_url": "https://www.googleapis.com/oauth2/v1/certs",
  "client_x509_cert_url": "https://www.googleapis.com/robot/v1/metadata/x509/my-service-account%40my-gcp-project.iam.gserviceaccount.com"
}

2. 枚举IAM策略

一旦获得对环境的访问权限，我们开始枚举过程，使用gcloud projects get-iam-policy命令检查分配项目的IAM策略。

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gcloud projects get-iam-policy [项目名称]

图5：项目IAM策略

我们还可以使用以下命令过滤特定账户，如我们的auditor-srv-acc账户，以检查分配给我们哪些角色和权限。

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gcloud projects get-iam-policy [项目名称] --flatten="bindings[].members" --filter="bindings.members=serviceaccount:服务账户" --format="value(bindings.role)"
  • –flatten选项将IAM策略绑定中的嵌套列表分解为更简单、更易读的格式以允许过滤
  • –filter选项用于过滤特定用户或服务账户
  • –format选项以不同格式返回输出 - JSON、CSV或Value（在这种情况下提取特定值，如角色）

在图6中，我们可以看到auditor-srv-acc服务账户被分配了一个名为toub2726的自定义角色。自定义角色通常创建时具有针对目标用户需求定制的一组特定权限。

如果这是一个预定义角色，其命名约定将遵循roles/rolename格式，如roles/owner。然而，自定义角色使用不同的格式，以项目名称开头，后跟角色名称（例如，projects/project-name/roles/rolename）。

图6：审计员服务账户IAM策略

3. 检查自定义角色的权限

由于自定义角色带有特定的权限集，我们需要检查我们被分配了哪些权限。为此，我们可以运行gcloud iam roles describe命令。

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gcloud iam roles describe toub2726 --project [项目名称]

图7显示自定义角色（toub2726）在项目级别具有受限权限的有限ViewerRole。auditor-srv-acc服务账户可以列出函数、IAM策略、计算实例、密钥和存储桶，但无法查看其内容或访问其数据。

图7：列出审计员服务账户的权限

4. 列出可用函数

接下来，我们检查可访问的资源，如函数。要列出可用函数，我们可以使用gcloud functions命令。

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gcloud functions list

图8：列出可用函数

5. 查看函数详细信息

一旦有了可用函数列表，我们可以使用describe命令获取每个函数的更多详细信息。

这为我们提供信息，如函数名称、类型、访问URL、附加的服务账户以及存储源代码的存储桶位置 - 所有这些我们都可以在以后利用。

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gcloud functions describe [函数名称]

图9：函数详细信息

6. 检查每个函数的IAM策略

接下来，我们使用gcloud get-iam-policy命令检查每个可访问函数的IAM策略。

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gcloud functions get-iam-policy [函数名称]

如图10所示，所有用户都有权限通过cloudfunctions.invoker角色调用函数。尽管auditor-srv-acc服务账户在项目级别未被授予调用权限，但函数的IAM策略配置错误，允许所有用户触发它。

图10：配置错误的云函数IAM策略

7. 调用函数

此时，我们可以通过向函数元数据中找到的URL发送GET或POST请求来触发函数。首先，我尝试了GET请求但收到了404错误。

然后，我尝试了带有空参数的POST请求 - 并成功收到了访问令牌作为响应。

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curl -X POST "https://函数URL" -H "Content-Type: application/json" -d '{}'

图11：检索到的访问令牌

🚦访问令牌在一（1）小时内有效，然后过期。

8. 验证访问令牌

一旦我们有了访问令牌，我们可以通过访问以下URL并粘贴访问令牌来验证其有效性。如果令牌有效，我们将看到附加到函数的服务账户的详细信息。

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https://www.googleapis.com/oauth2/v1/tokeninfo?access_token=[访问令牌]

如图12所示，我们成功检索到了一个名为instance-mgmt-srv-acc的新服务账户的访问令牌。这可能被利用来访问GCP环境中的其他资源，实现横向移动。

图12：验证访问令牌

缓解策略

  • 重新配置IAM策略，移除allUsers和allAuthenticatedUsers调用函数的权限。确保只有特定用户或服务账户具有必要的权限。
  • 通过审查函数代码确保访问令牌永远不会被记录、打印或以任何方式暴露，防止云函数暴露访问令牌。
  • 如果需要访问令牌，使用密钥管理器安全地存储和检索它们。

如今天的文章所示，资源级别（如云函数）的错误配置IAM策略允许所有用户调用函数。这种配置错误使我们能够运行函数并检索访问令牌，即使我们用于身份验证的服务账户只有具有有限权限的Viewer角色。

今天就到这里 - 下次见！

参考资料

  • Google Cloud Red Team Specialist [CGRTS]
  • IAM基本和预定义角色参考
  • HackTricks Cloud - GCP渗透测试
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