渗透测试公司对JAVA架构安全漏洞测试

近期对平台安全渗透测试中遇到有JAVA+mysql架构的网站,针对此架构我们Sine安全渗透工程师整理了下具体的漏洞检测方法和防护修复方法,很多像执行框架漏洞获取到系统权限,以及跨权限写入木马后门等等操作,希望大家在渗透测试的道路中发现更多的知识和经验。

4.2.1. 格式化字符串

在Python中,有两种格式化字符串的方式,在Python2的较低版本中,格式化字符串的方式为 "this is a %s" % "test" ,之后增加了format的方式, 语法为 "this is a {}".format('test') 或者 "this is a {test}".format(test='test')

当格式化字符串由用户输入时,则可能会造成一些问题,下面是一个最简单的例子

>>> 'class of {0} is {0.__class__}'.format(42)

"class of 42 is <class 'int'>"

从上面这个简单的例子不难知道,当我们可以控制要format的字符串时,则可以使用 __init__ / __globals__ 等属性读取一些比较敏感的值,甚至任意执行代码。

4.2.2. 反序列化

4.2.2.1. pickle

>>> class A(object):

... a = 1

... b = 2

... def __reduce__(self):

... return (subprocess.Popen, (('cmd.exe',),))

>>> cPickle.dumps(A())

"csubprocess\nPopen\np1\n((S'cmd.exe'\np2\ntp3\ntp4\nRp5\n."

4.2.2.2. 其他

  • PyYAML
  • marshal
  • shelve

4.2.3. 沙箱

4.2.3.1. 常用函数

  • eval / exec / compile
  • dir / type
  • globals / locals / vars
  • getattr / setattr

4.2.3.2. 绕过

  • 最简单的思路是在已有的模块中import,如果那个模块中已经 import 可以利用的模块就可以使用了
  • 在父类中寻找可用的模块,最常见payload是 ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() 或者用魔术方法获取全局作用域 __init__.__func__.__globals__
  • 有些网站没有过滤 pickle 模块,可以使用 pickle 实现任意代码执行,生成 payload 可以使用
  • 有的沙箱把相关的模块代码都被删除了,则可以使用libc中的函数,Python 中调用一般可以使用 ctypes 或者 cffi。
  • "A""B" == "AB"

4.2.3.3. 防御

Python官方给出了一些防御的建议

  • 使用Jython并尝试使用Java平台来锁定程序的权限
  • 使用fakeroot来避免
  • 使用一些rootjail的技术

4.2.4. 框架

4.2.4.1. Django

4.2.4.1.1. 历史漏洞

  • CVE-2016-7401 CSRF Bypass
  • CVE-2017-7233/7234 Open redirect vulnerability
  • CVE-2017-12794 debug page XSS

4.2.4.1.2. 配置相关

  • Nginx 在为 Django 做反向代理时,静态文件目录配置错误会导致源码泄露。访问 /static.. 会 301 重定向到 /static../

4.2.4.2. Flask

Flask默认使用客户端session,使得session可以被伪造

4.2.5. 危险函数 / 模块列表

4.2.5.1. 命令执行

  • os.popen
  • os.system
  • os.spawn
  • os.fork
  • os.exec
  • popen2
  • commands
  • subprocess
  • exec
  • execfile
  • eval
  • timeit.sys
  • timeit.timeit
  • platform.os
  • platform.sys
  • platform.
  • popen
  • pty.spawn
  • pty.os
  • bdb.os
  • cgi.sys

4.2.5.2. 危险第三方库

  • Template
  • subprocess32

4.2.5.3. 反序列化

  • marshal
  • PyYAML
  • pickle
  • cPickle
  • shelve
  • PIL

Java

4.3.1. 基本概念

JVM是Java平台的核心,以机器代码来实现,为程序执行提供了所需的所有基本功能,例如字节码解析器、JIT编译器、垃圾收集器等。由于它是机器代码实现的,其同样受到二进制文件受到的攻击。

JCL是JVM自带的一个标准库,含有数百个系统类。默认情况下,所有系统类都是可信任的,且拥有所有的特权。

4.3.1.2. JNDI

JNDI(Java Naming and Directory Interface,JAVA命名和目录接口)是为JAVA应用程序提供命名和目录访问服务的API(Application Programing Interface,应用程序编程接口)。

4.3.1.3. OGNL

OGNL(Object-Graph Navigation Language,对象导航语言)是一种功能强大的表达式语言,通过简单一致的表达式语法,提供了存取对象的任意属性、调用对象的方法、遍历整个对象的结构图、实现字段类型转化等功能。

Struts2中使用了OGNL,提供了一个ValueStack类。ValueStack分为root和context两部分。root中是当前的action对象,context中是ActionContext里面所有的内容。

4.3.1.4. RMI

RMI(Remote Method Invocation,远程方法调用)能够让在客户端Java虚拟机上的对象像调用本地对象一样调用服务端java虚拟机中的对象上的方法。

RMI远程调用步骤:

  • 客户调用客户端辅助对象stub上的方法
  • 客户端辅助对象stub打包调用信息(变量,方法名),通过网络发送给服务端辅助对象skeleton
  • 服务端辅助对象skeleton将客户端辅助对象发送来的信息解包,找出真正被调用的方法以及该方法所在对象
  • 调用真正服务对象上的真正方法,并将结果返回给服务端辅助对象skeleton
  • 服务端辅助对象将结果打包,发送给客户端辅助对象stub
  • 客户端辅助对象将返回值解包,返回给调用者
  • 客户获得返回值

4.3.2. 框架

4.3.2.1. Servlet

4.3.2.1.1. 简介

Servlet(Server Applet)是Java Servlet的简称,称为小服务程序或服务连接器,是用Java编写的服务器端程序,主要功能在于交互式地浏览和修改数据,生成动态Web内容。

狭义的Servlet是指Java语言实现的一个接口,广义的Servlet是指任何实现了这个Servlet接口的类,一般情况下,人们将Servlet理解为后者。Servlet运行于支持Java的应用服务器中。从原理上讲,Servlet可以响应任何类型的请求,但绝大多数情况下Servlet只用来扩展基于HTTP协议的Web服务器。

4.3.2.1.2. 生命周期为

  • 客户端请求该 Servlet
  • 加载 Servlet 类到内存
  • 实例化并调用init()方法初始化该
  • Servlet service()(根据请求方法不同调用 doGet() / doPost() / … / destroy()

4.3.2.1.3. 接口

init()

在 Servlet 的生命期中,仅执行一次 init() 方法,在服务器装入 Servlet 时执行。

service()

service() 方法是 Servlet 的核心。每当一个客户请求一个HttpServlet对象,该对象的 service() 方法就要被调用,而且传递给这个方法一个”请求”(ServletRequest)对象和一个”响应”(ServletResponse)对象作为参数。

4.3.2.2. Struts 2

4.3.2.2.1. 简介

Struts2是一个基于MVC设计模式的Web应用框架,它本质上相当于一个servlet,在MVC设计模式中,Struts2作为控制器(Controller)来建立模型与视图的数据交互。

4.3.2.2.2. 请求流程

  • 客户端发送请求的tomcat服务器
  • 请求经过一系列过滤器
  • FilterDispatcher调用ActionMapper来决定这个请求是否要调用某个Action
  • ActionMppaer决定调用某个ActionFilterDispatcher把请求给ActionProxy
  • ActionProxy通过Configuration Manager查看structs.xml,找到对应的Action类
  • ActionProxy创建一个ActionInvocation对象
  • ActionInvocation对象回调Action的execute方法
  • Action执行完毕后,ActionInvocation根据返回的字符串,找到相应的result,通过HttpServletResponse返回给服务器

4.3.2.2.3. 相关CVE

  • CVE-2016-3081 (S2-032)
  • CVE-2016-3687 (S2-033)
  • CVE-2016-4438 (S2-037)
  • CVE-2017-5638
  • CVE-2017-7672
  • CVE-2017-9787
  • CVE-2017-9793
  • CVE-2017-9804
  • CVE-2017-9805
  • CVE-2017-12611
  • CVE-2017-15707
  • CVE-2018-1327
  • CVE-2018-11776

4.3.2.3. Spring MVC

4.3.2.3.1. 请求流程

  • 用户发送请求给服务器
  • 服务器收到请求,使用DispatchServlet处理
  • Dispatch使用HandleMapping检查url是否有对应的Controller,如果有,执行
  • 如果Controller返回字符串,ViewResolver将字符串转换成相应的视图对象
  • DispatchServlet将视图对象中的数据,输出给服务器 服务器将
  • 数据输出给客户端

4.3.3. 容器

常见的Java服务器有Tomcat、Weblogic、JBoss、GlassFish、Jetty、Resin、IBM Websphere等,这里对部分框架做一个简单的说明。

4.3.3.1. Tomcat

Tomcat是一个轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,用于开发和调试JSP程序。

在收到请求后,Tomcat的处理流程如下:

  • 客户端访问Web服务器,发送HTTP请求
  • Web服务器接收到请求后,传递给Servlet容器
  • Servlet容器加载Servlet,产生Servlet实例后,向其传递表示请求和响应的对象
  • Servlet实例使用请求对象得到客户端的请求信息,然后进行相应的处理
  • Servlet实例将处理结果通过响应对象发送回客户端,容器负责确保响应正确送出,同时将控制返回给Web服务器

Tomcat服务器是由一系列可配置的组件构成的,其中核心组件是Catalina Servlet容器,它是所有其他Tomcat组件的顶层容器。

4.3.3.1.1. 相关CVE

  • CVE-2019-0232
  • CVE-2017-12615
  • CVE-2013-2067
  • CVE-2012-4534
  • CVE-2012-4431
  • CVE-2012-3546
  • CVE-2012-3544
  • CVE-2012-2733
  • CVE-2011-3375
  • CVE-2011-3190
  • CVE-2008-2938

4.3.3.2. Weblogic

4.3.3.2.1. 简介

WebLogic是美国Oracle公司出品的一个Application Server,是一个基于Java EE架构的中间件,WebLogic是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用服务器。其将Java的动态功能和Java Enterprise标准的安全性引入大型网络应用的开发、集成、部署和管理之中。

WebLogic对业内多种标准的全面支持,包括EJB、JSP、Servlet、JMS、JDBC等。

4.3.3.2.2. 相关CVE

  • CVE-2019-2658
  • CVE-2019-2650
  • CVE-2019-2649
  • CVE-2019-2648
  • CVE-2019-2647
  • CVE-2019-2646
  • CVE-2019-2645
  • CVE-2019-2618
  • CVE-2019-2615
  • CVE-2019-2568
  • CVE-2018-3252
  • CVE-2018-3248
  • CVE-2018-3245
  • CVE-2018-3201
  • CVE-2018-3197
  • CVE-2018-3191
  • CVE-2018-1258
  • CVE-2017-10271
  • CVE-2017-3248
  • CVE-2016-3510
  • CVE-2015-4852

4.3.3.3. JBoss

4.3.3.3.1. 简介

JBoss是一个基于J2EE的管理EJB的容器和服务器,但JBoss核心服务不包括支持servlet/JSP的WEB容器,一般与Tomcat或Jetty绑定使用。

4.3.3.3.2. 相关CVE

  • CVE-2017-12149

4.3.4. 沙箱

4.3.4.1. 简介

Java实现了一套沙箱环境,使远程的非可信代码只能在受限的环境下执行。

4.3.4.2. 相关CVE

  • CVE-2012-0507
  • CVE-2012-4681
  • CVE-2017-3272
  • CVE-2017-3289

4.3.5. 反序列化

4.3.5.1. 简介

序列化就是把对象转换成字节流,便于保存在内存、文件、数据库中;反序列化即逆过程,由字节流还原成对象。Java中的 ObjectOutputStream 类的 writeObject() 方法可以实现序列化,类 ObjectInputStream类的readObject() 方法用于反序列化。

如果要实现类的反序列化,则是对其实现 Serializable 接口。

4.3.5.2. 序列数据结构

  • 0xaced 魔术头

4.3.5.3. 序列化流程

  • ObjectOutputStream实例初始化时,将魔术头和版本号写入bout (BlockDataOutputStream类型) 中
  • 调用ObjectOutputStream.writeObject()开始写对象数据
  • ○ObjectStreamClass.lookup()封装待序列化的类描述 (返回ObjectStreamClass类型) ,获取包括类名、自定义serialVersionUID、可序列化字段 (返回ObjectStreamField类型) 和构造方法,以及writeObject、readObject方法等
  • ○writeOrdinaryObject()写入对象数据
  • ■写入对象类型标识
  • ■writeClassDesc()进入分支writeNonProxyDesc()写入类描述数据
  • 写入类描述符标识
  • 写入类名
  • 写入SUID (当SUID为空时,会进行计算并赋值)
  • 计算并写入序列化属性标志位
  • 写入字段信息数据
  • 写入Block Data结束标识
  • 写入父类描述数据
  • ■writeSerialData()写入对象的序列化数据
  • 若类自定义了writeObject(),则调用该方法写对象,否则调用defaultWriteFields()写入对象的字段数据 (若是非原始类型,则递归处理子对象)

4.3.5.4. 反序列化流程

  • ObjectInputStream实例初始化时,读取魔术头和版本号进行校验
  • 调用ObjectInputStream.readObject()开始读对象数据
  • ○读取对象类型标识
  • ○readOrdinaryObject()读取数据对象
  • ■readClassDesc()读取类描述数据
  • 读取类描述符标识,进入分支readNonProxyDesc()
  • 读取类名
  • 读取SUID
  • 读取并分解序列化属性标志位
  • 读取字段信息数据
  • resolveClass()根据类名获取待反序列化的类的Class对象,如果获取失败,则抛出ClassNotFoundException
  • skipCustomData()循环读取字节直到Block Data结束标识为止 读取父类描述数据
  • initNonProxy()中判断对象与本地对象的SUID和类名 (不含包名) 是否相同,若不同,则抛出InvalidClassException
  • ObjectStreamClass.newInstance()获取并调用离对象最近的非■Serializable的父类的无参构造方法 (若不存在,则返回null) 创建对象实例
  • ■readSerialData()读取对象的序列化数据
  • 若类自定义了readObject(),则调用该方法读对象,否则调用defaultReadFields()读取并填充对象的字段数据

4.3.5.5. 相关函数

  • ObjectInputStream.readObject
  • ObjectInputStream.readUnshared
  • XMLDecoder.readObject
  • Yaml.load
  • XStream.fromXML
  • ObjectMapper.readValue
  • JSON.parseObject

4.3.5.6. 主流JSON库

4.3.5.6.1. GSON

Gson默认只能反序列化基本类型,如果是复杂类型,需要程序员实现反序列化机制,相对比较安全。

4.3.5.6.2. Jackson

除非指明@jsonAutoDetect,Jackson不会反序列化非public属性。在防御时,可以不使用enableDefaultTyping方法。

相关CVE有

  • CVE-2017-7525
  • CVE-2017-15095

4.3.5.6.3. Fastjson

相关CVE有

  • CVE-2017-18349

4.3.5.7. 存在危险的基础库

  • commons-fileupload 1.3.1
  • commons-io 2.4
  • commons-collections 3.1
  • commons-logging 1.2
  • commons-beanutils 1.9.2
  • org.slf4j:slf4j-api 1.7.21
  • com.mchange:mchange-commons-java 0.2.11
  • org.apache.commons:commons-collections 4.0
  • com.mchange:c3p0 0.9.5.2
  • org.beanshell:bsh 2.0b5
  • org.codehaus.groovy:groovy 2.3.9
  • org.springframework:spring-aop 4.1.4.RELEASE

4.3.5.8. 网站漏洞修复和防护

4.3.5.8.1. Hook resolveClass

在使用 readObject() 反序列化时会调用 resolveClass 方法读取反序列化的类名,可以通过hook该方法来校验反序列化的类,一个Demo如下

以上的Demo就只允许序列化 SerialObject ,通过这种方式,就可以设置允许序列化的白名单

4.3.5.8.2. ValidatingObjectInputStream

Apache Commons IO Serialization包中的 ValidatingObjectInputStream 类提供了 accept 方法,可以通过该方法来实现反序列化类白/黑名单控制,一个demo如下

4.3.5.8.3. ObjectInputFilter

Java 9提供了支持序列化数据过滤的新特性,可以继承 java.io.ObjectInputFilter 类重写 checkInput方法来实现自定义的过滤器,并使用 ObjectInputStream 对象的 setObjectInputFilter 设置过滤器来实现反序列化类白/黑名单控制,对JAVA漏洞渗透测试有想进一步了解的可以咨询专业的网站安全公司,国内推荐Sinesafe,绿盟,启明星辰等等专业的安全维护公司。

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