细说验证码安全 —— 测试思路大梳理

1 前言

在安全领域，验证码主要分为两大类：操作验证码 和 身份验证码

虽然都是验证码，但是这两者所承担的职责却完全不同。

操作验证码，比如登录验证码，主要用来 区分人与机器 ，在某种程度上属于图灵测试

身份验证码，主要用来判断账号归属人，解决信任问题，所以更恰当的叫法是 认证码

由于两者的分工和定位不同，所衍生出的安全问题、所关注的安全点也有所不同。

本文将乌云中所有验证码相关案例提炼、分析并汇总，得出一些可重用的方法和经验。

希望本文能给读者带来一些微小的帮助，当你遇到验证码相关业务时，能有一个比较完整的测试和审计思路。

PS：在这一过程中，我居然发现，乌云中的验证码的主要案例类型，与我平时所遇到的案例类型，基本是大致相同的（8大类和5大类）

原来各地的程序员犯的错都是类似的呀 :)

2 操作验证码安全

操作验证码，主要是为了解决三个问题：

1、账户暴力破解

2、高频次的接口访问

3、敏感操作二次确认(CSRF)

实际上这三个问题，都属于 人机区分问题，即 这个操作、请求到底是不是人为地、自愿地发出的？

验证码安全，围绕下面几点展开：

1、验证码可重用 （特定账户暴力破解、CSRF）

2、验证码可识别 （特定账户暴力破解）

3、验证码在客户端生成、显示、校验 （特定账户暴力破解、CSRF）

4、空验证码绕过 （特定账户暴力破解、CSRF）

5、验证码数量有限 （特定账户暴力破解）

6、是否校验客户端可控 （特定账户暴力破解、CSRF）

7、验证码可预测 （特定账户暴力破解）

8、错误超过一定次数才开启验证码 （撞库）

我将乌云上所有的验证码案例汇总分析，共有63个相关案例，得到如下统计结果:

0x01 验证码可重用

这是验证码安全里最常见的一类安全问题，也是最容易遗漏的一类

一般来说，验证码是与Session绑定的，Session生成时，往往也伴随着验证码的生成和绑定。

在访问页面时，接口的请求和验证码的生成通常是异步进行的，这使得两个功能变得相对独立。也就意味着我们如果仅请求接口，而不触发验证码的生成，那么验证码就不会变化。

并且在考虑安全时，开发人员的关注点往往在 验证码校验 是否通过，通过则进入业务流程，不通过则重新填写，而忽视了 这个用户是否按照既定的业务流程在走（接口访问与验证码生成是否同时进行），验证码是否被多次使用了。

理论上来讲，任何验证码只能使用一次或几次，否则就可能导致安全问题

• 案例1 （验证码输入正确时，未销毁重置）

当用户输入正确的验证码时，程序认为其通过了校验，直接进入了业务流程，忽视了验证码销毁重置的问题。

我们可以在输入了正确验证码后，不断重用这一验证码，这导致了 特定账户暴力破解的问题

WooYun这方面的案例有27个

http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0116594.html 验证正确，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2016-0169672.html 正确，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0164315.html 正确，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0111128.html 正确，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0110497.html 校验正确后，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0102697.html 校验正确后，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-099708.html  校验正确后，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-093065.html  校验正确后，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-087890.html  错误，未销毁，可爆破
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-085942.html  校验正确后，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-084180.html  同上
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-083092.html  同上
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-083274.html  同上
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-082783.html  同上
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-074661.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-070959.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-056990.html  输入错误时销毁，正确时不销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-050862.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2014-049064.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2013-046547.html  异步机制请求验证码，未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2013-028024.html  同上
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2013-025053.html  未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2013-020460.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2012-013915.html  未销毁
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2012-06226.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2011-03450.html

• 案例2 （验证码输入错误时，未销毁）

当用户输入错误的验证码，而程序没有将验证码重置时，也会存在安全隐患

不过验证码的爆破，有什么意义呢？我们本来就可以看到呀

当一个敏感操作的CSRF存在验证码防御，且验证码比较弱时，我们就可以用js写脚本来爆破，绕过防御

0x02 验证码可识别

• 案例 1（验证码过于简单）

这个属于最简单的验证码，过于简单、清晰、可识别性高，可以编写程序进行识别，导致验证码防御体系失效

WooYun中共有7个类似案例：

http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2016-0204186.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2016-0194576.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2016-0176919.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2015-0120388.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2012-012722.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2012-011765.html
http://www.anquan.us/static/bugs/wooyun-2012-010851.html

实际上，比这个更难识别，更复杂的验证码，也有一些准确率较高的识别方法，我们在测试时把握好效果与成本的平衡即可

0x03 客户端生成/显示/校验