CVE-2017-9805:Struts2 REST插件远程执行命令漏洞(S2-052) 分析报告

一. 漏洞概述

2017年9月5日，Apache Struts 2官方发布一个严重级别的安全漏洞公告，该漏洞由国外安全研究组织lgtm.com的安全研究人员发现，漏洞编号为CVE-2017-9805（S2-052）,在一定条件下，攻击者可以利用该漏洞远程发送精心构造的恶意数据包，获取业务数据或服务器权限，存在高安全风险。

二. 漏洞基本信息

漏洞编号:

CVE-2017-9805 
漏洞名称:

Struts2 REST插件远程执行命令漏洞(S2-052) 
官方评级: **

严重 

**漏洞描述:

当Struts2使用REST插件使用XStream的实例xstreamhandler处理反序列化XML有效载荷时没有进行任何过滤，可以导致远程执行代码，攻击者可以利用该漏洞构造恶意的XML内容获取服务器权限。 
漏洞利用条件和方式:

利用条件：使用REST插件并在受影响版本范围内。

利用方式：攻击者构建恶意数据包远程利用。 
漏洞影响范围: 

Struts 2.3.x全系版本(根据实际测试，2.3版本也存在该漏洞)

Struts 2.5 - Struts 2.5.12

三. 漏洞详细分析信息

本次Struts2漏洞是因为它的一个REST插件struts2-rest-plugin.jar用到了XStreamHandler这个类，这个类对http请求中content-type是application/xml的，调用XStream进行处理，这里先看一下污点传入，如图：





然而漏洞真正存在域XStream中，触发的根本在于javax.imageio.spi.FilterIterator类的next()会调用FilterIterator$Filter的filter()，然后javax.imageio.ImageIO$ContainsFilter的filter()方法中会用反射调用java.lang.ProcessBuilder().start()

先说一下利用代码， 如图所示



之前github已经公开利用代码，地址https://github.com/mbechler/marshalsec，上图代码只不过是他的exp当中的一个payload而已，这里我详细分析一下，主要是利用javax.imageio.ImageIO$ContainsFilter这个内部类，我们先看下代码，如图:



然后我们再来看利用代码，如图



这里用反射将java.lang.ProcessBuilder().start()设置进入ContainsFilter对象里，以待后面漏洞触发时调用



这里用无参的constructor去newInstance对象，生成空对象，然后再用反射去填充对应属性，实际上这里就是对应xml中的每个dom属性，根据代码逻辑我们可以看出，这里层层封装最终放到nativeString对象的value属性里，然后继续跟踪代码



最终将上面NativeString的对象放到了HashMap里，



最后对上面return的那个hashMap做toXML序列化，然后就有了今天公开的exploit。

下面分析漏洞触发流程，漏洞触发就是fromXML重组对象的过程了，如图



XStream反序列化的逻辑，实际上是解析XML DOM重组对象的一个过程，如图:



当解析到jdk.nashorn.internal.objects.NativeString这个类的时候，漏洞触发，先看下此时的调用栈，如图



这里我们看到了熟悉的hashCode，这根groovy的反序列化利用类触发逻辑类似。因为exp代码中我们最终将NativeString对象最终放到了hashMap里然后对hashMap进行序列化，所以当反序列化重组对象的时候，肯定会触发hashCode逻辑。继续跟踪，这里NativeString和Base64Data都属于java未公开的代码，官方未提供源码，不过我们可以参考openjdk的源码，如图，先看NativeString，如图



这里value是前面封装的Base64Data的对象，后面进入Base64Data的逻辑，如图：



这里对应依次解析xml中的dataHandler、XmlDataSource的对象，从中取出CipherInputStream的对象，同理依次解析，最终在重组javax.imageio.spi.FilterIterator对象的时候触发漏洞，这里看一下利用代码，如图：





这里cfCons.newInstance(ProcessBuilder.class.getMethod("start"), "foo")被设置为FilterIterator的filter，因为javax.imageio.spi.FilterIterator类的next()会调用FilterIterator$Filter的filter()函数，而此时FilterIterator$Filter正是javax.imageio.ImageIO$ContainsFilter，这里我们在javax.imageio.ImageIO$ContainsFilter的filter()下断，代码如图



这里的method是正是ProcessBuilder().start()方法，此时调用栈如图：



最终触发成功，漏洞复现如下图：

四. 分析总结

我们回顾Struts2 发布的安全公告，应该来说是当前Java web框架里面存在安全最多的，运维人员和开发人员已经“见怪不怪”，本次官方漏洞公告对外发出受影响版本为2.5.X全系，但是我们在实际测试过程发现。2.3.X全系版本同样存在此漏洞。



作为安全运维人员和开发人员，我们需要做的就是快速获取漏洞情报，快速响应和处置，把业务风险降到最低。

五. 如何检测漏洞？

如果您是运维人员或开发人员，建议您尽快关注并资产，您可以检查使用了REST插件Struts版本是否在受影响范围内，如果存在建议您尽快按照以下方式修复漏洞。

六. 如何规避漏洞风险？

目前官方已经发布补丁，建议升级到 Apache Struts2.5.13版本；
阿里云云盾WAF已发布该漏洞规则，您也可以选用WAF对利用该漏洞的攻击行为进行检测和防御，以规避安全风险。

六. 参考信息

https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/S2-052
https://struts.apache.org/docs/s2-052.html

七. 技术支持

最后感谢阿里巴巴安全专家柏通的详细的漏洞分析工作。

原文链接