渗透测试对Java架构网站漏洞检测方法

来源：A5用户投稿时间：2019-10-24

近期对平台安全渗透测试中遇到有JAVA+mysql架构的网站,针对此架构我们Sine安全渗透工程师整理了下具体的漏洞检测方法和防护修复方法，很多像执行框架漏洞获取到系统权限,以及跨权限写入木马后门等等操作，希望大家在渗透测试的道路中发现更多的知识和经验。

4.2.1. 格式化字符串

在Python中，有两种格式化字符串的方式，在Python2的较低版本中，格式化字符串的方式为 "this is a %s" % "test" ，之后增加了format的方式，语法为 "this is a {}".format('test') 或者 "this is a {test}".format(test='test')

当格式化字符串由用户输入时，则可能会造成一些问题，下面是一个最简单的例子

>>> 'class of {0} is {0.__class__}'.format(42)

"class of 42 is "

从上面这个简单的例子不难知道，当我们可以控制要format的字符串时，则可以使用 __init__ / __globals__ 等属性读取一些比较敏感的值，甚至任意执行代码。

4.2.2. 反序列化

4.2.2.1. pickle

>>> class A(object):

... a = 1

... b = 2

... def __reduce__(self):

... return (subprocess.Popen, (('cmd.exe',),))

>>> cPickle.dumps(A())

"csubprocess\nPopen\np1\n((S'cmd.exe'\np2\ntp3\ntp4\nRp5\n."

4.2.2.2. 其他

PyYAML

marshal

shelve

4.2.3. 沙箱

4.2.3.1. 常用函数

eval / exec / compile

dir / type

globals / locals / vars

getattr / setattr

4.2.3.2. 绕过

最简单的思路是在已有的模块中import，如果那个模块中已经 import 可以利用的模块就可以使用了

在父类中寻找可用的模块，最常见payload是 ().__class__.__bases__[0].__subclasses__() 或者用魔术方法获取全局作用域 __init__.__func__.__globals__

有些网站没有过滤 pickle 模块，可以使用 pickle 实现任意代码执行，生成 payload 可以使用

有的沙箱把相关的模块代码都被删除了，则可以使用libc中的函数，Python 中调用一般可以使用 ctypes 或者 cffi。

"A""B" == "AB"

4.2.3.3. 防御

Python官方给出了一些防御的建议

使用Jython并尝试使用Java平台来锁定程序的权限

使用fakeroot来避免

使用一些rootjail的技术

4.2.4. 框架

4.2.4.1. Django

4.2.4.1.1. 历史漏洞

CVE-2016-7401 CSRF Bypass

CVE-2017-7233/7234 Open redirect vulnerability

CVE-2017-12794 debug page XSS

4.2.4.1.2. 配置相关

Nginx 在为 Django 做反向代理时，静态文件目录配置错误会导致源码泄露。访问 /static.. 会 301 重定向到 /static../

4.2.4.2. Flask

Flask默认使用客户端session，使得session可以被伪造

4.2.5. 危险函数 / 模块列表

4.2.5.1. 命令执行

os.popen

os.system

os.spawn

os.fork

os.exec

popen2

commands

subprocess

exec

execfile

eval

timeit.sys

timeit.timeit

platform.os

platform.sys

platform.

popen

pty.spawn

pty.os

bdb.os

cgi.sys

…

4.2.5.2. 危险第三方库

Template

subprocess32

4.2.5.3. 反序列化

marshal

PyYAML

pickle

cPickle

shelve

PIL

Java

4.3.1. 基本概念

JVM是Java平台的核心，以机器代码来实现，为程序执行提供了所需的所有基本功能，例如字节码解析器、JIT编译器、垃圾收集器等。由于它是机器代码实现的，其同样受到二进制文件受到的攻击。

JCL是JVM自带的一个标准库，含有数百个系统类。默认情况下，所有系统类都是可信任的，且拥有所有的特权。

4.3.1.2. JNDI

JNDI(Java Naming and Directory Interface，JAVA命名和目录接口)是为JAVA应用程序提供命名和目录访问服务的API(Application Programing Interface，应用程序编程接口)。

4.3.1.3. OGNL

OGNL(Object-Graph Navigation Language，对象导航语言)是一种功能强大的表达式语言，通过简单一致的表达式语法，提供了存取对象的任意属性、调用对象的方法、遍历整个对象的结构图、实现字段类型转化等功能。

Struts2中使用了OGNL，提供了一个ValueStack类。ValueStack分为root和context两部分。root中是当前的action对象，context中是ActionContext里面所有的内容。

4.3.1.4. RMI

RMI(Remote Method Invocation，远程方法调用)能够让在客户端Java虚拟机上的对象像调用本地对象一样调用服务端java虚拟机中的对象上的方法。

RMI远程调用步骤：

客户调用客户端辅助对象stub上的方法

客户端辅助对象stub打包调用信息(变量，方法名)，通过网络发送给服务端辅助对象skeleton

服务端辅助对象skeleton将客户端辅助对象发送来的信息解包，找出真正被调用的方法以及该方法所在对象

调用真正服务对象上的真正方法，并将结果返回给服务端辅助对象skeleton

服务端辅助对象将结果打包，发送给客户端辅助对象stub

客户端辅助对象将返回值解包，返回给调用者

客户获得返回值

4.3.2. 框架

4.3.2.1. Servlet

4.3.2.1.1. 简介

Servlet(Server Applet)是Java Servlet的简称，称为小服务程序或服务连接器，是用Java编写的服务器端程序，主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。

狭义的Servlet是指Java语言实现的一个接口，广义的Servlet是指任何实现了这个Servlet接口的类，一般情况下，人们将Servlet理解为后者。Servlet运行于支持Java的应用服务器中。从原理上讲，Servlet可以响应任何类型的请求，但绝大多数情况下Servlet只用来扩展基于HTTP协议的Web服务器。

4.3.2.1.2. 生命周期为

客户端请求该 Servlet

加载 Servlet 类到内存

实例化并调用init()方法初始化该

Servlet service()(根据请求方法不同调用 doGet() / doPost() / … / destroy()

4.3.2.1.3. 接口

init()

在 Servlet 的生命期中，仅执行一次 init() 方法，在服务器装入 Servlet 时执行。

service()

service() 方法是 Servlet 的核心。每当一个客户请求一个HttpServlet对象，该对象的 service() 方法就要被调用，而且传递给这个方法一个”请求”(ServletRequest)对象和一个”响应”(ServletResponse)对象作为参数。

4.3.2.2. Struts 2

4.3.2.2.1. 简介

Struts2是一个基于MVC设计模式的Web应用框架，它本质上相当于一个servlet，在MVC设计模式中，Struts2作为控制器(Controller)来建立模型与视图的数据交互。

4.3.2.2.2. 请求流程

客户端发送请求的tomcat服务器

请求经过一系列过滤器

FilterDispatcher调用ActionMapper来决定这个请求是否要调用某个Action

ActionMppaer决定调用某个ActionFilterDispatcher把请求给ActionProxy

ActionProxy通过Configuration Manager查看structs.xml，找到对应的Action类

ActionProxy创建一个ActionInvocation对象

ActionInvocation对象回调Action的execute方法

Action执行完毕后，ActionInvocation根据返回的字符串，找到相应的result，通过HttpServletResponse返回给服务器

4.3.2.2.3. 相关CVE

CVE-2016-3081 (S2-032)

CVE-2016-3687 (S2-033)

CVE-2016-4438 (S2-037)

CVE-2017-5638

CVE-2017-7672

CVE-2017-9787

CVE-2017-9793

CVE-2017-9804

CVE-2017-9805

CVE-2017-12611

CVE-2017-15707

CVE-2018-1327

CVE-2018-11776

4.3.2.3. Spring MVC

4.3.2.3.1. 请求流程

用户发送请求给服务器

服务器收到请求，使用DispatchServlet处理

Dispatch使用HandleMapping检查url是否有对应的Controller，如果有，执行

如果Controller返回字符串，ViewResolver将字符串转换成相应的视图对象

DispatchServlet将视图对象中的数据，输出给服务器服务器将

数据输出给客户端

4.3.3. 容器

常见的Java服务器有Tomcat、Weblogic、JBoss、GlassFish、Jetty、Resin、IBM Websphere等，这里对部分框架做一个简单的说明。

4.3.3.1. Tomcat

Tomcat是一个轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，用于开发和调试JSP程序。

在收到请求后，Tomcat的处理流程如下：

客户端访问Web服务器，发送HTTP请求

Web服务器接收到请求后，传递给Servlet容器

Servlet容器加载Servlet，产生Servlet实例后，向其传递表示请求和响应的对象

Servlet实例使用请求对象得到客户端的请求信息，然后进行相应的处理

Servlet实例将处理结果通过响应对象发送回客户端，容器负责确保响应正确送出，同时将控制返回给Web服务器

Tomcat服务器是由一系列可配置的组件构成的，其中核心组件是Catalina Servlet容器，它是所有其他Tomcat组件的顶层容器。

4.3.3.1.1. 相关CVE

CVE-2019-0232

CVE-2017-12615

CVE-2013-2067

CVE-2012-4534

CVE-2012-4431

CVE-2012-3546

CVE-2012-3544

CVE-2012-2733

CVE-2011-3375

CVE-2011-3190

CVE-2008-2938

4.3.3.2. Weblogic

4.3.3.2.1. 简介

WebLogic是美国Oracle公司出品的一个Application Server，是一个基于Java EE架构的中间件，WebLogic是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应用服务器。其将Java的动态功能和Java Enterprise标准的安全性引入大型网络应用的开发、集成、部署和管理之中。

WebLogic对业内多种标准的全面支持，包括EJB、JSP、Servlet、JMS、JDBC等。

4.3.3.2.2. 相关CVE

CVE-2019-2658

CVE-2019-2650

CVE-2019-2649

CVE-2019-2648

CVE-2019-2647

CVE-2019-2646

CVE-2019-2645

CVE-2019-2618

CVE-2019-2615

CVE-2019-2568

CVE-2018-3252

CVE-2018-3248

CVE-2018-3245

CVE-2018-3201

CVE-2018-3197

CVE-2018-3191

CVE-2018-1258

CVE-2017-10271

CVE-2017-3248

CVE-2016-3510

CVE-2015-4852

4.3.3.3. JBoss

4.3.3.3.1. 简介

JBoss是一个基于J2EE的管理EJB的容器和服务器，但JBoss核心服务不包括支持servlet/JSP的WEB容器，一般与Tomcat或Jetty绑定使用。

4.3.3.3.2. 相关CVE

CVE-2017-12149

4.3.4. 沙箱

4.3.4.1. 简介

Java实现了一套沙箱环境，使远程的非可信代码只能在受限的环境下执行。

4.3.4.2. 相关CVE

CVE-2012-0507

CVE-2012-4681

CVE-2017-3272

CVE-2017-3289

4.3.5. 反序列化

4.3.5.1. 简介

序列化就是把对象转换成字节流，便于保存在内存、文件、数据库中;反序列化即逆过程，由字节流还原成对象。Java中的 ObjectOutputStream 类的 writeObject() 方法可以实现序列化，类 ObjectInputStream类的readObject() 方法用于反序列化。

如果要实现类的反序列化，则是对其实现 Serializable 接口。

4.3.5.2. 序列数据结构

0xaced 魔术头

4.3.5.3. 序列化流程

ObjectOutputStream实例初始化时，将魔术头和版本号写入bout (BlockDataOutputStream类型) 中

调用ObjectOutputStream.writeObject()开始写对象数据

○ObjectStreamClass.lookup()封装待序列化的类描述 (返回ObjectStreamClass类型) ，获取包括类名、自定义serialVersionUID、可序列化字段 (返回ObjectStreamField类型) 和构造方法，以及writeObject、readObject方法等

○writeOrdinaryObject()写入对象数据

■写入对象类型标识

■writeClassDesc()进入分支writeNonProxyDesc()写入类描述数据

写入类描述符标识

写入类名

写入SUID (当SUID为空时，会进行计算并赋值)

计算并写入序列化属性标志位

写入字段信息数据

写入Block Data结束标识

写入父类描述数据

■writeSerialData()写入对象的序列化数据

若类自定义了writeObject()，则调用该方法写对象，否则调用defaultWriteFields()写入对象的字段数据 (若是非原始类型，则递归处理子对象)

4.3.5.4. 反序列化流程

ObjectInputStream实例初始化时，读取魔术头和版本号进行校验

调用ObjectInputStream.readObject()开始读对象数据

○读取对象类型标识

○readOrdinaryObject()读取数据对象

■readClassDesc()读取类描述数据

读取类描述符标识，进入分支readNonProxyDesc()

读取类名

读取SUID

读取并分解序列化属性标志位

读取字段信息数据

resolveClass()根据类名获取待反序列化的类的Class对象，如果获取失败，则抛出ClassNotFoundException

skipCustomData()循环读取字节直到Block Data结束标识为止读取父类描述数据

initNonProxy()中判断对象与本地对象的SUID和类名 (不含包名) 是否相同，若不同，则抛出InvalidClassException

ObjectStreamClass.newInstance()获取并调用离对象最近的非■Serializable的父类的无参构造方法 (若不存在，则返回null) 创建对象实例

■readSerialData()读取对象的序列化数据

若类自定义了readObject()，则调用该方法读对象，否则调用defaultReadFields()读取并填充对象的字段数据

4.3.5.5. 相关函数

ObjectInputStream.readObject

ObjectInputStream.readUnshared

XMLDecoder.readObject

Yaml.load

XStream.fromXML

ObjectMapper.readValue

JSON.parseObject

4.3.5.6. 主流JSON库

4.3.5.6.1. GSON

Gson默认只能反序列化基本类型，如果是复杂类型，需要程序员实现反序列化机制，相对比较安全。

4.3.5.6.2. Jackson

除非指明@jsonAutoDetect，Jackson不会反序列化非public属性。在防御时，可以不使用enableDefaultTyping方法。

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