Fiddler能分析HTTPS流量意味著HTTPS協(xié)議不安全?

前幾天有個同學(xué)在公眾號問了我一個問題,涉及到Fiddler分析HTTPS流量的問題,雖然對Fiddler不太了解,但一看是HTTPS問題,我還是非常感興趣的,因為嗅探軟件的工作原理是相通的,基于現(xiàn)有知識分析一個未知的問題是非常有趣的事情,所以我放下工作,簡單了解了下,并有了一個相對滿意的解答,然后寫了此文,從問題分析到文章完成總共花了不到一個小時。

這是一次全新的寫作體驗,相比以前,我總是四平八穩(wěn)的分析、論證、撰寫,產(chǎn)出一篇文章需要很久,而這次完全是“沖動式”的寫作過程,所以文章難免有錯誤,再加上我對Fiddler不太了解,會暴露更多的錯誤,這一點請大家了解,同時本文不涉及任何的實踐,僅僅從理論上進行分析論證。

廢話了那么多,那么到底是什么問題呢?核心有兩點:

  • Fiddler是否能夠分析、篡改HTTPS流量?如果能,原理是什么?
  • 如果能夠分析、篡改HTTPS流量,是否說明HTTPS協(xié)議設(shè)計有漏洞?

本質(zhì)上寫這篇文章主要原因是很多人對HTTPS協(xié)議的誤解,總覺得它不安全,所以我先反駁下,這是錯誤的一種觀點。

(1)HTTPS協(xié)議從設(shè)計上是沒有問題的,但歷史上HTTPS實現(xiàn)確實出現(xiàn)過一些漏洞(比如 OpenSSL 心臟滴血),但這是工程實現(xiàn)問題,不是協(xié)議問題。

(2)早期的HTTPS協(xié)議(其實是TLS協(xié)議)安全性不是很高,后續(xù)版本經(jīng)過迭代解決了很多問題,理論上HTTPS服務(wù)部署者可以廢棄低版本的TLS協(xié)議,但由于萬惡的低版本客戶端(比如 xp系統(tǒng)下的IE瀏覽器)太多了,為了兼容它們,HTTPS服務(wù)部署者只能在安全性上做一個折中。

(3)HTTPS協(xié)議是一個典型的B/S應(yīng)用協(xié)議,它的安全性不僅僅取決于HTTPS協(xié)議的服務(wù)器端,也取決于客戶端(典型的就是瀏覽器),如果客戶端在實現(xiàn)的時候出現(xiàn)一些問題,也可能導(dǎo)致HTTPS協(xié)議漏洞。

(4)web安全(當然也包括其他領(lǐng)域)是一個復(fù)雜的問題,HTTPS協(xié)議安全只是Web安全領(lǐng)域的一部分,它只是保證你流量不被劫持、偽造、篡改,可web的執(zhí)行由于JavaScript的存在,仍然會出現(xiàn)安全漏洞,記住web安全和HTTPS安全不是一回事。

(5)不道德的行為,對于HTTPS應(yīng)用來說,如果一個CA機構(gòu)沒有品行,惡意簽發(fā)證書,那么HTTPS的安全性也沒有保證,這你能怪HTTPS協(xié)議嗎?某種程度上確實應(yīng)該怪它,但我們必須了解不安全的根本原因,PKI安全是一個非常復(fù)雜的問題,如果不構(gòu)建一個安全標準,即使有了HTTPS協(xié)議,也不見得就安全。

又自言自語說了一大通,現(xiàn)在讓我們回到本文的主題,F(xiàn)iddler能夠解密HTTPS流量,它的基本實現(xiàn)原理來源于“中間人”方法,通過下圖和對圖的描述,同學(xué)們就會清楚了。

圖1
圖1

(1)假設(shè)在Chrome瀏覽器中配置了Fiddler代理,然后在瀏覽器中訪問https://www.test.com,目的是為了查詢自己的工資,由于所有的HTTPS流量都會經(jīng)過Fiddler代理,瀏覽器向Fiddler發(fā)起TLS握手。

(2)Fiddler代理接收到TLS握手請求,為www.test.com生成一張證書(證書中包含該主機),該證書用Fiddler根證書進行簽名,然后將www.test.com證書發(fā)送給瀏覽器。

(3)瀏覽器校驗完證書后(該證書包含的主機和待訪問的主機相同),最后和服務(wù)器端協(xié)商出一致的對稱加密算法的密鑰(MasterKeyA)。

(4)TLS握手完成后,瀏覽器使用MasterKeyA加密應(yīng)用層數(shù)據(jù)(即查詢自己工資)發(fā)送給Fiddler。

(5)Fiddler使用MasterKeyA解密出應(yīng)用層數(shù)據(jù)(即知道瀏覽器想干啥),然后以客戶端的身份和www.test.com建立TLS連接,并協(xié)商出一致的對稱加密算法的密鑰(MasterKeyB),然后對應(yīng)用層數(shù)據(jù)(即查詢自己工資)使用MasterKeyB加密并發(fā)送給www.test.com服務(wù)器。

(6)www.test.com服務(wù)器使用MasterKeyB解密出Fiddler(實際上是Chrome的)發(fā)送的數(shù)據(jù)(即查詢自己工資),從數(shù)據(jù)庫中查詢出工資(假設(shè)是100元)后,然后使用MasterKeyB加密后發(fā)送給Fiddler。

(7)Fiddler對100元使用MasterKeyA加密,然后發(fā)送給Chrome瀏覽器,瀏覽器使用MasterKeyA解密出就得到了自己的工資。

這就是大概的原理,并沒有太多的技術(shù)含量,就是中間人方法,很多人說“你說的不對,如果如此簡單,那么任何一個網(wǎng)關(guān)或路由器就能夠輕松解密HTTPS流量了”。

說的沒錯,中間人方法(中間人攻擊)在HTTPS協(xié)議中實際上是行不通的,原因在于Chrome瀏覽器會校驗證書的合法性。假設(shè)www.test.com使用let’s encrypt根證書簽名,由于瀏覽器在自己的可信任根證書列表中集成了let’s encrypt根證書,在TLS握手的時候發(fā)現(xiàn)www.test.com證書是由let’s encrypt簽名的,使用let’s encrypt根證書的公鑰進行驗簽,一旦通過,代表該證書合法。

如果任何的網(wǎng)關(guān)或路由器使用中間人方法截獲了HTTPS流量,偽造一張證書(比如www.test.com證書),該證書必然也由一張根證書簽名,可這張根證書大概率Chrome瀏覽器沒有集成在自己的可信任根證書列表中,所以根本不會信任它,從而彈出一個提示“該證書不合法,HTTPS握手失敗”。

有點明白了嗎?那為啥Fiddler作為一個代理(中間人)能夠解密HTTPS流量呢?因為它的根證書Chrome沒有集成在自己的可信任根證書列表中(一個CA機構(gòu)想將自己的根證書集成到瀏覽器的可信任根證書列表中需要經(jīng)過嚴格的審計),它怎么做到的?

原因在于在配置Fiddler的時候(以下只考慮Windows系統(tǒng)),F(xiàn)iddler會將自己的根證書放入到Windows可信任根證書庫中,Chrome使用Windows的根證書庫,所以Chrome就信任了Fiddler的根證書,從而能夠解密HTTPS流量了。

總結(jié)下,如果要使用Fiddler解密HTTPS流量,必須能夠控制配置Fiddler代理的機器(在調(diào)試的機器上安裝Fiddler根證書),這是很重要的一個前提,如果你作為一個黑客能夠控制別人的電腦了,此時就不要討論這臺電腦的HTTPS流量被解密了,安全都是相對的。

最后用一張圖簡單回顧下Fildder是如何解密的:

圖2
圖2

大概原理講完了,很多人覺得Fiddler解密HTTPS配置太復(fù)雜了,原因在于有些時候可能需要自己下載Fiddler的根證書并集成到客戶端(比如瀏覽器)或操作系統(tǒng)的可信任根證書列表中,比如:

  • 你想解密HTTPS流量的機器并沒有安裝Fiddler,只是配置了它的代理。
  • 像Firefox沒有使用Windows的根證書庫,它使用自己的NSS根證書。

如果你需要自己配置Fiddler根證書,那么下面一些文章適合你閱讀:

  • 在windows系統(tǒng)中,雙擊Fiddler根證書(.crt后綴),就會有圖形化的安裝界面,從而完成配置。
  • 在Windows系統(tǒng)中,IE和Chrome默認是使用Windows根證書的,沒有特殊需要無需單獨配置,如果想要在Chrome中單獨配置Fiddler根證書,可以參考如何讓chrome信任自簽名證書?
  • 在Firefox中,如果想配置Fiddler根證書,可以參考在firefox中更新證書的幾種方式

如果根證書驗證簽名沒有理解,或者想了解更多的PKI知識,可以參考我的書《深入淺出HTTPS:從原理到實戰(zhàn)》。


【這篇文章于2018-10-14號發(fā)表于公眾號,地址https://mp.weixin.qq.com/s/v2FvcJd_SDob19ToXxLWIA,也可以關(guān)注我的公眾號(ID:yudadanwx,虞大膽的嘰嘰喳喳)】

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