joserfc JWT库因异常消息记录超大负载导致资源耗尽漏洞分析

本文详细分析了joserfc库中一个可能导致不受控资源消耗的漏洞。当应用未配置适当的HTTP请求头大小限制时,攻击者可构造超大的JWT负载,触发异常并记录到日志中,从而耗尽系统资源。

joserfc 存在可能的不可控资源消耗漏洞,由记录任意大的JWT令牌负载触发

漏洞详情

摘要

ExceededSizeError异常消息中嵌入了未解码的JWT令牌部分,可能导致Python日志记录任意大的、伪造的JWT负载。

详细信息

当前端未配置或完全缺失生产级Web服务器时,攻击者可能能够在HTTP请求头中发送任意大的承载令牌。当这种情况发生时,在joserfc.jwt.decode()操作期间,Python日志记录或诊断工具(如Sentry)最终可能会处理包含完整JWT头的极大日志消息。同样的行为也出现在验证声明和签名负载大小时,因为该库会引发嵌入完整负载的joserfc.errors.ExceededSizeError()异常消息。由于此时负载已完全加载到内存中,库本身无法防止或拒绝它。

因此,强制执行请求头大小限制的责任在于底层的Web服务器(uvicorn/h11、gunicorn、Starlette、Werkzeug、nginx等)。例如,没有运行在uvicorn和/或gunicorn之后的FastAPI/Starlette应用无法自行强制执行请求头大小限制。使用uvicorn/h11时,--h11-max-incomplete-event-size选项可以限制请求头和请求体的总大小,但不能单独限制请求头。同样,vLLM服务由于依赖uvicorn/h11以及机器学习推理工作负载中需要大量数据传输,默认将请求头和请求体的总大小限制设为4 MB,并且经常被提高。在实践中,通常需要一个健壮的反向代理(如nginx),因为它可以明确限制最大请求头大小。不幸的是,许多Web应用并未运行在适当的反向代理之后。

鉴于这些约束,joserfc库无法安全地记录或嵌入任意大小的负载。此问题尤其隐蔽,因为它仅在恶意构造的JWT最终到达Python应用时发生,大多数开发人员在常规开发和测试中永远不会遇到这种情况。

概念验证(PoC)

环境

  • Ubuntu 24.04 LTS
  • Python 3.12
  • 在 joserfc 版本 1.4.1 上测试
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import logging
from datetime import UTC, datetime, timedelta

from joserfc import jwt
from joserfc.errors import ExceededSizeError, UnsupportedAlgorithmError
from joserfc.jwk import OctKey


logger = logging.getLogger(__name__)


SECRET_KEY = "8c13bd66babc241b29f8553429bdab7deb6f5b74ddfda7765471e57ecd55641e"
LONG_JWT_TOKEN = (
    "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRSUzI1NmRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGRkZGQifQ"
    "."
    "eyJpc3MiOiJhdXRoX3NlcnZlciIsImlhdCI6MTc2MzI0OTEwMSwiZXhwIjoxNzY5MjQ5MTAxfQ"
    "."
    "6-k2jmkGXD6wXOgYgjPS8E5lS_GjWpgIuY54gokjAn8"
)

HEADER = {
    "alg": (
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
        "RS256dddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd"
    ),
}
CLAIMS = {
    "iss": "auth_server",
    "iat": datetime.now(UTC),
    "exp": datetime.now(UTC) + timedelta(minutes=15),
}


def main():
    # 从 SECRET_KEY 创建 OctKey
    key = OctKey.import_key(SECRET_KEY)

    # 模拟创建非常大的 JWT
    # (这将因无效的 'alg' 请求头内容而失败,并引发 joserfc.errors.UnsupportedAlgorithmError)
    try:
        token = jwt.encode(HEADER, CLAIMS, key)
    except UnsupportedAlgorithmError:
        # 使用具有相同请求头和声明但签名无效的伪造令牌
        token = LONG_JWT_TOKEN
    logger.warning(f"Created JWT: {token}")

    # 现在尝试解码大的 JWT
    try:
        decoded_token = jwt.decode(token, key)
        logger.warning("This line will never be reached.")
        logger.warning(decoded_token.claims)
    except ExceededSizeError:
        logger.exception(
            "The JWT size is too large and may be a security attack attempt."
        )
        # 这里正在异常消息中记录整个请求头内容!

代码位置

此行为出现在: joserfc/_rfc7515/registry.py L102-112

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    def validate_header_size(self, header: bytes) -> None:
        if header and len(header) > self.max_header_length:
            raise ExceededSizeError(f"Header size of '{header!r}' exceeds {self.max_header_length} bytes.")

    def validate_payload_size(self, payload: bytes) -> None:
        if payload and len(payload) > self.max_payload_length:
            raise ExceededSizeError(f"Payload size of '{payload!r}' exceeds {self.max_payload_length} bytes.")

    def validate_signature_size(self, signature: bytes) -> None:
        if len(signature) > self.max_signature_length:
            raise ExceededSizeError(f"Signature of '{signature!r}' exceeds {self.max_signature_length} bytes.")

joserfc/_rfc7516/registry.py L103-123

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    def validate_protected_header_size(self, header: bytes) -> None:
        if header and len(header) > self.max_protected_header_length:
            raise ExceededSizeError(f"Header size of '{header!r}' exceeds {self.max_protected_header_length} bytes.")

    def validate_encrypted_key_size(self, ek: bytes) -> None:
        if ek and len(ek) > self.max_encrypted_key_length:
            raise ExceededSizeError(f"Encrypted key size of '{ek!r}' exceeds {self.max_encrypted_key_length} bytes.")

    def validate_initialization_vector_size(self, iv: bytes) -> None:
        if iv and len(iv) > self.max_initialization_vector_length:
            raise ExceededSizeError(
                f"Initialization vector size of '{iv!r}' exceeds {self.max_initialization_vector_length} bytes."
            )

    def validate_ciphertext_size(self, ciphertext: bytes) -> None:
        if ciphertext and len(ciphertext) > self.max_ciphertext_length:
            raise ExceededSizeError(f"Ciphertext size of '{ciphertext!r}' exceeds {self.max_ciphertext_length} bytes.")

    def validate_auth_tag_size(self, tag: bytes) -> None:
        if tag and len(tag) > self.max_auth_tag_length:
            raise ExceededSizeError(f"Auth tag size of '{tag!r}' exceeds {self.max_auth_tag_length} bytes.")

joserfc/_rfc7518/jwe_zips.py中出现的另一个ExceededSizeError不受此问题影响,因为它没有在异常消息中包含负载内容。

影响

在Web应用未拒绝过大的HTTP请求头负载的场景中,使用joserfc可能会使系统面临"无限制或节流的资源分配(CWE-770)“的风险,可能影响应用主机上的磁盘、内存和CPU,以及任何外部日志存储、摄取管道或警报服务。可以通过从某些joserfc.errors.ExceededSizeError()异常消息中移除JWT负载来降低此风险。同时,在文档中建议将库部署在能够正确强制执行最大请求头大小的健壮Web服务器或反向代理之后也是有益的。

参考资料

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