Nghiên cứu bảo mật đột phá đã tiết lộ rằng các kỹ thuật HTTP Parameter Pollution (HPP) kết hợp với JavaScript injection có khả năng vượt qua 70% các Web Application Firewall (WAF) hiện đại. Điều này gây ra những lo ngại nghiêm trọng về hiệu quả của các biện pháp phòng thủ web hiện tại trước các cuộc tấn công mạng tinh vi và khó bị phát hiện.

Tổng quan về Kỹ thuật Tấn công Mạng WAF Bypass

Các nhà nghiên cứu bảo mật, thông qua quá trình kiểm thử thâm nhập tự động sử dụng một “hackbot” chuyên biệt, đã khám phá ra một phương pháp vô hiệu hóa lớp bảo vệ của WAF. Phương pháp này khai thác triệt để những khác biệt cơ bản trong cách các ứng dụng web và các hệ thống bảo mật phân tích, xử lý các tham số HTTP đến.

Lỗ hổng này ban đầu được xác định và nghiên cứu trong bối cảnh một ứng dụng ASP.NET được bảo vệ bởi một cấu hình WAF rất chặt chẽ. Việc phát hiện trong môi trường thực tế này đã khẳng định tính nghiêm trọng và khả năng ứng dụng của kỹ thuật.

HTTP Parameter Pollution (HPP) và Cơ chế Khai thác

Kỹ thuật tấn công mạng này tập trung vào việc tận dụng HTTP Parameter Pollution. HPP là một phương pháp khai thác sự xử lý không nhất quán của các tham số HTTP trùng lặp khi chúng xuất hiện trong cùng một yêu cầu. Đây là một vấn đề phổ biến do sự đa dạng của các framework và công nghệ web.

Cụ thể, khi nhiều tham số với cùng một tên được truyền trong một yêu cầu HTTP (ví dụ: ?param=value1&param=value2), các framework backend khác nhau sẽ có các cơ chế diễn giải khác nhau. Một số hệ thống sẽ nối các giá trị này lại thành một chuỗi duy nhất, trong khi những hệ thống khác có thể chỉ lấy giá trị đầu tiên hoặc giá trị cuối cùng. Sự khác biệt trong cách diễn giải này tạo ra một kẽ hở tiềm năng, nơi mã độc có thể được chèn vào mà không bị WAF phát hiện.

Kỹ thuật JavaScript Injection đặc thù trên ASP.NET

Điểm mấu chốt của nghiên cứu là phát hiện ra hành vi đặc biệt của ASP.NET. Framework này có xu hướng nối các tham số trùng lặp lại với nhau bằng dấu phẩy. Đây là một hành vi mặc định có thể trở thành cơ hội nguy hiểm cho các cuộc JavaScript injection.

Ví dụ, khi một chuỗi truy vấn được gửi đến máy chủ ASP.NET như /?q=1’&q=alert(1)&q=’2, hệ thống sẽ kết hợp các giá trị của tham số q thành một chuỗi duy nhất: 1',alert(1),'2. Chuỗi này, khi được chèn vào một ngữ cảnh chuỗi trong ứng dụng, lại trở thành một đoạn mã JavaScript hợp lệ và có thể thực thi.

Kỹ thuật tấn công mạng này biến các kết hợp tham số tưởng chừng vô hại thành mã độc hại có thể thực thi. Điều này cho phép chúng vượt qua các phương pháp phát hiện xâm nhập truyền thống của WAF, vốn thường dựa trên các mẫu chuỗi hoặc quy tắc cứng nhắc.

Việc sử dụng toán tử dấu phẩy trong JavaScript (expression1, expression2, ...) cho phép nhiều câu lệnh được thực thi liên tiếp. Điều này làm cho mã kết quả không chỉ hợp lệ về mặt cú pháp mà còn vô cùng nguy hiểm về mặt chức năng. Đây là một ví dụ điển hình về lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng phát sinh từ sự khác biệt trong cách diễn giải dữ liệu giữa WAF và ứng dụng web.

Kết quả Thử nghiệm và Khả năng Vượt qua WAF

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm toàn diện trên 17 cấu hình WAF khác nhau. Các cấu hình này đến từ các nhà cung cấp dịch vụ đám mây và bảo mật hàng đầu thị trường, bao gồm AWS WAF, Google Cloud Armor, Azure WAF, và Cloudflare. Kết quả thu được đã gây ra sự báo động lớn trong cộng đồng bảo mật.

Nghiên cứu này, được công bố chi tiết tại Bypassing WAFs for Fun and JS Injection with Parameter Pollution, đã chỉ ra rằng các WAF dựa trên Machine Learning (ML) hoạt động vượt trội đáng kể so với các hệ thống dựa trên chữ ký truyền thống. Các WAF truyền thống, vốn dựa vào khớp mẫu và các quy tắc định sẵn, đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc phát hiện các tấn công mạng khai thác hành vi phân tích cú pháp đặc thù của framework.

Ngược lại, các giải pháp WAF được hỗ trợ bởi ML đã thể hiện khả năng phòng thủ vượt trội hơn. Chúng có khả năng nhận diện các hành vi bất thường và các mẫu tấn công mới, không dựa trên các chữ ký đã biết. Tuy nhiên, ngay cả các hệ thống tiên tiến nhất này cũng không hoàn toàn miễn nhiễm và vẫn cho thấy những điểm yếu có thể bị khai thác.

“Hackbot” tự động của các nhà nghiên cứu đã không chỉ xác nhận các kỹ thuật bypass đã biết mà còn khám phá thêm các phương pháp mới. Một trong số đó là một payload đơn giản đáng ngạc nhiên đã đánh bại Azure WAF:

test\';alert(1);//

Payload này, mặc dù đơn giản, nhưng lại hiệu quả trong việc lợi dụng cách Azure WAF xử lý các ký tự thoát và dấu nháy đơn, dẫn đến việc bỏ qua các quy tắc bảo vệ hiện có. Điều này minh chứng cho sự phức tạp và khó lường của các cuộc tấn công mạng zero-day, nơi kẻ tấn công tìm ra những “điểm mù” trong logic của hệ thống phòng thủ.

Đánh giá và Khuyến nghị Bảo Mật Mạng

Những phát hiện này chỉ ra một khoảng cách nghiêm trọng trong các chiến lược an toàn thông tin hiện tại cho ứng dụng web. Các tổ chức đầu tư mạnh vào công nghệ WAF đắt tiền vẫn có nguy cơ cao bị tổn thương trước các cuộc tấn công mạng tinh vi. Điều này xảy ra do sự khác biệt cơ bản trong việc triển khai và diễn giải dữ liệu giữa các hệ thống bảo mật và các ứng dụng web.

Nghiên cứu này nhấn mạnh một thông điệp quan trọng: WAF không nên được coi là một giải pháp hoàn chỉnh hay duy nhất để khắc phục các lỗ hổng bảo mật trong mã nguồn ứng dụng. Mặc dù WAF là một thành phần quan trọng, chúng chỉ là một lớp phòng thủ bổ sung.

Để đảm bảo bảo mật mạng toàn diện, các chiến lược phòng thủ phải giải quyết các lỗ hổng bảo mật ở nhiều lớp khác nhau. Điều này bao gồm việc tập trung vào việc viết mã an toàn (Secure Coding), thực hiện kiểm tra bảo mật thường xuyên (Penetration Testing, Vulnerability Scanning), và triển khai các biện pháp bảo vệ sâu rộng (Defense-in-Depth). Chỉ khi đó, các tổ chức mới có thể xây dựng được một hệ thống kiên cố hơn trước các mối đe dọa tấn công mạng ngày càng phức tạp.