利用HTTP参数污染方式绕过谷歌reCAPTCHA验证机制

今年初，我上报了一个谷歌reCAPTCHA验证码绕过漏洞，该漏洞在于能用一种HTTP参数污染的不安全方式，让Web页面上的reCAPTCHA构造一个针对 /recaptcha/api/siteverify 的请求，在这种情况下，攻击者可以每次都能绕过reCAPTCHA的安全验证机制。之后，谷歌从reCAPTCHA API的顶层接口上对这个漏洞进行了修复。在此，我们一起来看看reCAPTCHA机制是如何被绕过的。

reCAPTCHA验证机制介绍

reCAPTCHA是谷歌提供的一项免费验证服务，可以方便Web应用开发者把验证码认证（CAPTCHA）机制添加到一些需要进行人机身份验证或其它形式验证的网站中。reCAPTCHA服务存在很多实际用例，比如，有时候它会用你登录网站的cookie进行验证，而有时候它又会让用户手动地去完成一些它提供的识别测试。

我是从对某目标网站的访问中发现这个漏洞的。当访问目标网站之后，就像下图一样，网站需要验证用户身份，此时，调用了谷歌 reCAPTCHA API 接口显示一组图片或数字，让用户进行选择：

当用户点击验证码CAPTCHA进行“验证”（Verify）时，会触发一个指向访问网站的HTTP请求，该请求大致如下：

之后，目标访问网站需要调用谷歌的reCAPTCHA API接口，让用户对该API提供的验证作出测试，然后根据该测试响应来验证用户身份。调用谷歌reCAPTCHA API接口过程的POST请求如下：

其中， 是用来对目标网站的验证，而 是向谷歌reCAPTCHA API接口发送的一个响应查询，如果用户的最终测试是正确的，则API会返回以下响应信息：

这个响应信息最终会被目标访问网站接收到，之后，根据这个响应信息进行处理，最终会允许用户去访问到相应的网站资源。

HTTP 参数污染

HTTP 参数污染，或者叫HPP，是网站在接受用户输入时，将其用于生成发往其它系统的 HTTP 请求，并且不校验用户输出的时候发生，这主要是源于不同的网站对不同请求参数的处理方式不同。

HTTP 参数污染可能存在客户端或服务端等很多地方，其风险程度也依不同环境而有所不同，在一些特定场景或实际应用中，它可以导致数据泄露，但在另外一些用例中，它也可能仅只是一个低风险漏洞。

我们这里的谷歌reCAPTCHA绕过过程中，需要用到目标访问网站中的HTTP参数污染方法，因此，这个绕过方式的特殊需求构造，最终也降低了谷歌对该漏洞的分类评级。

以下为存在reCAPTCHA绕过可能的目标网站请求实例：

其中的字符串连接符 + 是用来连接不同的url变量。

需要注意的是，在谷歌的API服务器后端，发送以下两个HTTP请求，会得到相同的响应消息。

两个POST请求中都有 response 和 secret 参数。在第二个POST请求中，谷歌的reCAPTCHA API 总会采用其中的第一个secret参数，从而忽略掉第二个secret参数。严格来说，这不是一个reCAPTCHA API 本身存在的漏洞，而是一种误用机制，但可以被用来进行深入的攻击利用。

漏洞利用关键点

Web开发人员需要以自动化的方式测试他们的应用程序，为此Google提供了一种在临时模拟环境中“禁用”reCAPTCHA验证的简单方法。可以点击这里的Google说明文档来参阅，总之，如果要禁用reCAPTCHA验证，请使用下面所示的硬编码站点和密钥：

Site key: 6LeIxAcTAAAAAJcZVRqyHh71UMIEGNQ_MXjiZKhI

Secret key: 6LeIxAcTAAAAAGG-vFI1TnRWxMZNFuojJ4WifJWe

测试利用PoC

现在，我们有了所有必须的测试要素，我们来看看如何利用：

如果目标访问网站可能存在HTTP参数污染，而且其URL链接是在secret参数之前通过添加response参数来构建的，那么这种情况下的 reCAPTCHA 验证方式有可能被绕过。

请注意，我要向目标访问网站发送一个经过构造的假冒响应消息，其中包括以下几个属性：

anything: 仅代表一个占位符

%26: 一个经url编码的&符号字符

secret: 我要进行“注入”的参数名称

%3d: 一个经url编码的=符号字符

6Le…JWe: 禁用 reCAPTCHA 验证响应的secret key，也是我们要用到的第一个secret参数

组合起来之后，就形成了以下由目标网站向谷歌 reCAPTCHA API 发送的一个HTTP请求：

这个请求中包含了两个secret参数，由于目标访问网站存在HTTP参数污染可能，所以其中第一个secret参数可由攻击者控制，这个参数 6LeIxAcTAAAAAGG-vFI1TnRWxMZNFuojJ4WifJWe 也是谷歌官方给出的禁用 reCAPTCHA 验证方法的secret key；第二个secret参数由目标访问网站自己控制。假定谷歌的 reCAPTCHA API 采用了第一个secret参数，那么也就间接禁用了 reCAPTCHA验证，则该请求的响应总会是以下这个：

这样一来，在目标访问网站处理过这个请求响应之后， reCAPTCHA 会被禁用而绕过，而攻击者也自然会获得对网站资源的访问权限。

谷歌从顶层API上的修复措施

谷歌决定在他们的REST API中来修复这个问题，我认为这是一个非常明智操作。谷歌的修复其实也很简单：如果对 /recaptcha/API/siteverify 的HTTP请求包含两个同名的参数，则会返回一个错误消息。通过这种修复方式，可以保护易受HTTP参数污染攻击和reCAPTCHA绕过影响的Web应用，而且无需任何更新补丁，非常棒！

在野利用

要在Web应用程序中利用此漏洞，有两个必须的要求：首先，Web应用程序在创建reCAPTCHA url时存在HTTP参数污染漏洞：在Github中，我用搜索方法发现，集成有reCAPTCHA验证方式的Web开发架构中有约60%都会受到HTTP参数污染攻击。

其次，易受HTTP参数污染攻击的Web应用需要首先创建具有response参数的url，然后再创建secret参数，也就是形如这样的url参数：“response=…&secret=…”，但很奇怪的是，几乎所有采用reCAPTCHA验证的的Web应用都是使用了 “secret=…&response=…”这种参数格式，我想可能是谷歌的文档和代码示例就是这样规范的，其它框架估计只是复制了这种格式。谷歌在这里就很走运了…如果他们反过来这样做，这个漏洞会影响到更多网站。GitHub搜索显示，只有5%到10%的reCAPTCHA验证机制存在这个response参数在前且secret参数在后的构造要求。

所以，如果我想在野外利用这个漏洞，那么最后只有大约3%的使用reCAPTCHA验证的站点存在这种漏洞，与其它漏洞相比，虽说影响范围和威力较小，但多少还能构成一些安全威胁。总结来说，作为开发者，请慎用字符串连接来构建请求字符串url，尽可能使用字典方式来储存密钥和键值，然后再进行url编码；作为安全测试方来说，HTTP参数污染是个不错的渗透测试方式。

漏洞上报进程

2018-Jan-29 / 上报谷歌

2018-Jan-30 / 谷歌回复: “reCAPTCHA 机制没啥毛病啊！？“

2018-Jan-31 / 我请求谷歌方面认真阅读我的漏洞报告

2018-Jan-31 / 谷歌要求我提供更多测试证明

2018-Feb-1 / 谷歌确认漏洞

2018-Feb-15 / 谷歌奖励我$500美金，我转手把这点钱捐赠给了慈善机构

2018-Mar-25 / 谷歌修复漏洞

*参考来源：andresriancho，FreeBuf 小编 clouds 编译，转载请注明来自 FreeBuf.COM