[論文レビュー] On the security of modern Single Sign-On Protocols: OpenID Connect 1.0.

Vladislav Mladenov, Christian Mainka+3 more|arXiv (Cornell University)|Aug 18, 2015

Web Application Security Vulnerabilities被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、OAuthに基づく現代的なSSOプロトコルであるOpenID Connect 1.0を分析し、そのディスcoveryおよびダイナミックレジストレーション拡張機能に焦点を当てる。著者らは、プロトコルの整合性を損なう深刻なセキュリティ脆弱性を特定し、新たな「悪意あるエンドポイント」攻撃を特定した。また、その脆弱性を緩和するための対策を提案している。

ABSTRACT

OpenID Connect is a new Single Sign-On authentication protocol, which is becoming increasingly important since its publication in February 2014. OpenID Connect relies on the OAuth protocol, which currently is the de facto standard for delegated authorization in the modern web and is supported by leading companies like, e.g., Google, Facebook and Twitter. An important limitation of OAuth is the fact that it was designed for authorization and not for authentication -- it introduces a concept that allows a third party, e.g., a mobile App or a web application, to only access a subset of resources belonging to a user. However, it does not provide a secure means to uniquely identify the user. Thus, recent research revealed existing problems in case that OAuth is used for authentication nonetheless. These problems result in severe security vulnerabilities. To fill this gap, OpenID Connect was created. It provides federated identity management and authentication by adding authentication capabilities on top of the OAuth protocol. % Although OpenID Connect is a very new standard, companies like Google, Microsoft, AOL and PayPal, who were also involved in the development, use it already. In this paper we describe the OpenID Connect protocol and provide the first in-depth analysis of one of the key features of OpenID Connect, the \emph{Discovery} and the \emph{Dynamic Registration} extensions. We show that the usage of these extensions can compromise the security of the entire protocol. We develop a new attack called \emph{Malicious Endpoints} attack, evaluate it against an existing implementation, and propose countermeasures to fix the presented issues.

研究の動機と目的

• OpenID Connect 1.0のセキュリティ、特にそのディスcoveryおよびダイナミックレジストレーション拡張機能の分析。
• OpenID Connectの信頼モデルを損なう新たな攻撃ベクトルの同定および実証。
• 既存の実装を用いて脆弱性の実世界への影響を評価。
• 同定された攻撃に対して実用的な対策を提案し、プロトコルの強化を図ること。

提案手法

• 著者らは、悪意ある設定下での挙動を評価するために、既存のOpenID Connect実装を逆解析した。
• ディスcoveryおよびレジストレーションエンドポイントを操作することで、認証フローを再配信する「悪意あるエンドポイント」攻撃を設計・実行した。
• 動的に登録されたまたは発見されたエンドポイントへの信頼を悪用し、IDプロバイダーを偽装する攻撃を実行した。
• 標準的なOAuth 2.0フローとの相互作用を含む、実世界の状況下での攻撃の成功を評価した。
• 不正なエンドポイント操作を防ぐために、アーキテクチャ的および設定レベルの対策を提案した。
• プロトコルの規定書のレビューと実際の攻撃実験に基づいた分析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OpenID Connectにおけるディスcoveryおよびダイナミックレジストレーション拡張機能は、プロトコルのセキュリティモデルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 攻撃者がディスcoveryまたはレジストレーションエンドポイントを操作することで、認証を乗っ取ることができるか？
• RQ3 OpenID Connectにおいて、認証されていないまたは検証されていないエンドポイントを信頼することは、実際どのような影響を及ぼすか？
• RQ4 既存の実装は、エンドポイント操作によってどの程度悪用可能か？
• RQ5 後方互換性を損なわずに、「悪意あるエンドポイント」攻撃を効果的に防止できる対策は何か？

主な発見

• OpenID Connectにおけるディスcoveryおよびダイナミックレジストレーション拡張機能には、深刻な信頼境界の欠陥が存在し、新たな攻撃ベクトルを生じさせている。
• 「悪意あるエンドポイント」攻撃により、攻撃者は認証フローを再配信し、IDプロバイダーを偽装できる。
• 攻撃は、生産環境向けのOpenID Connect実装に対して成功裏に実証された。
• 脆弱性は、発見されたまたは登録されたエンドポイントに対して暗号的検証が行われていないことに起因する。
• 著者らは、現在の実装がエンドポイントメタデータの真正性を検証していないことを同定した。
• 攻撃を防止するための対策として、厳密なメタデータ検証およびエンドポイント認証が提案された。