[논문 리뷰] On the security of modern Single Sign-On Protocols: OpenID Connect 1.0.

Vladislav Mladenov, Christian Mainka외 3명|arXiv (Cornell University)|2015. 08. 18.

Web Application Security Vulnerabilities인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 OAuth 위에 구축된 현대적인 SSO 프로토콜인 OpenID Connect 1.0을 분석하며, 그 Discovery 및 동적 등록 확장 기능에 초점을 맞춘다. 프로토콜의 무결성을 해칠 수 있는 심각한 보안 결함을 밝혀내는 데 성공했으며, 이는 새로운 '악성 엔드포인트' 공격을 통해 이루어졌고, 이에 대비하기 위한 대응 조치를 제안한다.

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.

연구 동기 및 목표

• OpenID Connect 1.0의 보안, 특히 그 Discovery 및 동적 등록 확장 기능을 분석하기 위해.
• OpenID Connect의 신뢰 모델을 손상시키는 새로운 공격 벡터를 식별하고 시연하기 위해.
• 기존 구현체를 사용하여 취약성의 실제 영향을 평가하기 위해.
• 식별된 공격에 대비해 백워드 호환성을 해치지 않으면서도 효과적으로 프로토콜을 강화할 수 있는 실용적 대응 조치를 제안하기 위해.

제안 방법

• 저자들은 기존 OpenID Connect 구현체를 역공학하여 악성 구성 조건 하에서의 동작을 평가했다.
• 공격자는 발견 및 등록 엔드포인트를 조작하여 인증 플로우를 리디렉션하는 방식으로 '악성 엔드포인트' 공격을 설계하고 실행했다.
• 동적으로 등록되거나 발견된 엔드포인트에 대한 신뢰를 악용하여 신원 제공자를 위장할 수 있다.
• 연구자들은 표준 OAuth 2.0 플로우 상호작용을 포함한 실제 환경 조건에서 공격의 성공 여부를 평가했다.
• 불법적인 엔드포인트 조작을 방지하기 위해 아키텍처 및 설정 수준의 대응 조치를 제안했다.
• 분석은 프로토콜 사양 검토와 실질적 공격 시험을 기반으로 수행되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 OpenID Connect의 Discovery 및 동적 등록 확장 기능은 프로토콜의 보안 모델에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 공격자가 발견 또는 등록 엔드포인트를 조작하여 인증을 빛보다 하도할 수 있는가?
• RQ3 OpenID Connect에서 신원 확인되지 않은 또는 검증되지 않은 엔드포인트를 신뢰할 경우 실질적인 결과는 무엇인가?
• RQ4 기존 구현체가 엔드포인트 조작을 통해 얼마나 심각하게 악용될 수 있는가?
• RQ5 백워드 호환성을 해치지 않으면서도 '악성 엔드포인트' 공격을 효과적으로 방지할 수 있는 조치는 무엇인가?

주요 결과

• OpenID Connect의 Discovery 및 동적 등록 확장 기능은 새로운 공격 벡터를 가능하게 하는 심각한 신뢰 경계 결함을 유발한다.
• '악성 엔드포인트' 공격은 공격자가 인증 플로우를 리디렉션하고 신원 제공자를 위장할 수 있도록 한다.
• 이 취약성은 실용적인 OpenID Connect 구현체에 성공적으로 시연되었다.
• 이 취약성은 발견되거나 등록된 엔드포인트에 대한 암호학적 검증이 부족하기 때문에 발생한다.
• 저자들은 현재의 구현체가 엔드포인트 메타데이터의 진위를 검증하지 않는다는 점을 식별했다.
• 공격을 방지하기 위해 엄격한 메타데이터 검증 및 엔드포인트 인증과 같은 대응 조치가 제안되었다.