Apache Shiro权限绕过漏洞 (CVE-2020-11989) 挖掘分析和复现
完成漏洞挖掘条件分析、漏洞复现。
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。
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。
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)。
绕过认证访问“./admin/*”路径。
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”】 #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”】 |
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)。
绕过认证访问“./admin/{name}”路径。
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 | - |
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。
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。
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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