Scalpel：解构API复杂参数Fuzz的「手术刀」
Scalpel 简介
Scalpel是一款自动化Web/API漏洞Fuzz引擎，该工具采用被动扫描的方式，通过流量中解析Web/API参数结构，对参数编码进行自动识别与解码，并基于树结构灵活控制注入位点，让漏洞Fuzz向量能够应对复杂的编码与数据结构，实现深度漏洞挖掘。
- 详细技术原理可参考KCon 2022议题：《自动化API漏洞Fuzz实战》
- 目前我们的Fuzz引擎端已打包为一个小工具，内置100+漏洞POC，供大家试用：
- https://github.com/StarCrossPortal/scalpel
深度参数注入原理
随着Web应用复杂度的提升与API接口的广泛使用，在HTTP应用漏洞Fuzz过程中，传统的「Form表单明文传参的模式」已经逐渐变为「复杂、嵌套编码的参数传递」。在此情况下，直接对参数内容进行注入或替换，无法深入底层的漏洞触发点。
漏洞Fuzz过程中需要对这些「结构体、编码」进行抽离，找到真正的注入点位，方可进行自动化漏洞测试。
Scalpel拥有一个强大的数据解析和变异算法，它可以将常见的数据格式（json, xml, form等）解析为树结构，然后根据poc中的规则，对树进行变异，包括对叶子节点和树结构的变异。变异完成之后，将树结构还原为原始的数据格式。
Scalpel主体结构分为被动代理、Fuzz向量生成与验证、结果输出三个阶段：
漏洞检测部分，采用解析算法，深度解析流量请求中的参数，通过POC中设定的注入点和变异方式生成测试请求，发送请求之后，再通过POC中的验证规则进行成功性判断，最终输出Fuzz结果。
以下面这个JSON请求包为例，解析算法会将其转换为右边所示的树结构，无论其嵌套的层次有多深，解析算法会将其中的所有键值对都解析为一个树结构。然后可以对树中的叶子节点进行变异，也可以对树的整体结构上进行变异。在树上进行变异之后，将树按照原始的数据格式再还原回去，填充到请求报文中，形成变异的请求报文之后再发送出去。
在原始参数结构解析之后，我们可以基于树结构来设定我们的测试向量注入方式：
对节点的变异方式有：
1. 按数据类型注入payload
2. 注入通用型payload
3. 畸形数据替换
4. 类型转换
对树结构的变异方式有：
1. 替换object类型结构
2. 插入节点
3. 删除节点
Scapel 功能介绍
Scalpel扫描器支持以下漏洞检测或者挖掘场景：
1、检测目标已知安全的漏洞，包括CVE漏洞，热门框架、组件、中间件安全漏洞。
2、通用安全漏洞，包括但不限于SQL注入、XSS漏洞、文件上传、命令执行、文件读取等。
3、未知0day漏洞或者安全问题
同时支持多个参数位置的变异，包括：path、query、header、body等部分，具体可以参考Scalpel
漏洞POC编写指南（https://github.com/StarCrossPortal/scalpel/wiki/POC%E7%BC%96%E5%86%99%E6%8C%87%E5%8D%97）
案例1：CVE-2022-1388F5 BIG-IP APIUnauthenticated RCE漏洞的检测
简单了解下漏洞，具体可以参考之前分析文章（【技术干货】F5 BIG-IP API Unauthenticated RCE(CVE-2022-1388)分析），我们要实现RCE，需要构造如下特殊的请求：
1、访问路径为/mgmt/tm/util/bash
2、Host为localhost或者127.0.0.1时，绕过验证赋予用户身份
3、Connection头加上X-F5-Auth-Token
4、body部分添加json形式的执行命令
为了检测到CVE-2022-1388漏洞是否存在，我们需要在发送构造的特殊请求后，识别响应中是否进行了命令执行。了解到整个检测的步骤后，开始编写漏洞POC
一一对应，在URL部分变异，变异方式为替换，变异值为/mgmt/tm/util/bash
在Host部分变异，变异方式为替换，变异值为localhost
对Heder部分的变异，变异方式为替换，变异值为Keep-Alive,X-F5-Auth-Token
对body部分的变异，变异方式为替换，变异值为我们需要执行的命令，这里执行id命令。
最后对响应的匹配，使用正则识别id命令之后的结果。
在编辑好漏洞POC之后，运行扫描器进行检查。
在被动扫描的过程，实际获取到的数据包如下：
如果存在漏洞，将会以html文件的形式记录存在漏洞的信息，查看此次扫描结果。
成功扫描出CVE-2022-1388F5 BIG-IP API Unauthenticated RCE漏洞，漏洞的请求也变异无误，最后的响应中也是执行了id命令。
案例二：利用Scalpel工具挖掘多个0day漏洞
Scalpel工具使用较为灵活，通过对检测目标变异响应的check，可以发现检测目标中未知的安全问题。
例如为发现某些API接口是否存在账号密码的泄露，可以在check部分利用正则表达式匹配具体的泄露数据。
为发现目标是否存在文件读取漏洞，可以在多个变异位置插入或者替换payload
为发现SQL注入漏洞，可以在query、Heder、body中的参数插入' and 1=1类似的payload
星阑实验室成员利用如上的类似通用检测规则，挖掘多个0day漏洞，已提交给CNVD国家信息安全共享平台并被收录。
同时发现某Apache开源项目的CVE漏洞，报告被该团队接受并正在修复，尚未披露。
工具地址
GitHub地址下载地址：https://github.com/StarCrossPortal/scalpel
目前已支持100+常见漏洞Fuzz向量与POC，持续维护中。
Scalpel支持多个平台，请根据您的平台或者需求下载相应的版本。
