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Shiro550

shiro550和fastjson作为攻防演练的利器,前面学习了fastjson的相关利用和回显,本篇主要来学习一下shiro550的漏洞原理。

1、漏洞原因

在 Shiro <= 1.2.4 中,AES 加密算法的key是硬编码在源码中,当我们勾选remember me 的时候 shiro 会将我们的 cookie 信息序列化并且加密存储在 Cookie 的 rememberMe字段中,这样在下次请求时会读取 Cookie 中的 rememberMe字段并且进行解密然后反序列化,且AES的key 为固定的。

2、环境搭建及复现

https://codeload.github.com/apache/shiro/zip/shiro-root-1.2.4
jdk1.7
Tomcat8
idea

image-20220421195258234

坑点

原有版本的jstl会报错修改为1.2

<dependency>
  <groupId>javax.servlet</groupId>
  <artifactId>jstl</artifactId>
  <version>1.2</version>
</dependency>
<!-- 依赖cc链 -->
<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId>
  <artifactId>commons-collections4</artifactId>
  <version>4.0</version>
</dependency>

toolchains的错误

<?xml version="1.0" encoding="UTF8"?>
<toolchains>
    <toolchain>
        <type>jdk</type>
        <provides>
            <version>1.6</version>
            <vendor>sun</vendor>
        </provides>
        <configuration>
            <jdkHome>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_161.jdk</jdkHome>
        </configuration>
    </toolchain>
</toolchains>

image-20220421195435370

然后启动即可

image-20220421195712873

漏洞复现

image-20220421203614317

3、漏洞分析

3.1、生成cookie

3.1.1、原理解析

shiro会提供rememberme功能,可以通过cookie记录登录用户,从而记录登录用户的身份认证信息,即下次无需登录即可访问。而其中对rememberme的cookie做了加密处理,漏洞主要原因是加密的AES密钥是硬编码在文件中的,那么对于AES加密算法我们已知密钥,并且IV为cookie进行base64解码后的前16个字节,因此我们可以构造任意的可控序列化payload。

cookie的处理类org.apache.shiro.web.mgt.CookieRememberMeManager类出现了漏洞,而它继承了AbstractRememberMeManager类。

image-20220426230340573

处理rememberme的cookie的类为org.apache.shiro.web.mgt.CookieRememberMeManager,其中的rememberSerializedIdentity方法,主要就是设置用户的cookie的值,这个值是通过base64解密serialized获取的。

image-20220427000507263

我们继续看看父类

首先定义默认的秘钥通过base64固定解码得到,这个就是我们上门工具爆破出来的秘钥

image-20220426230830597

还有就是方法 onSuccessfulLogin,这方法就是登录成功的意思,判断isRememberMe,该方法就是判断token中是够含rememberMe。所以当我们成功登录时,如果勾选了rememberme选项,那么此时将进入onSuccessfulLogin方法

image-20220426231549007

我们继续往下走,跟进rememberIdentity方法,这三个参数上面有解释我,我的理解是

subject:就是rememberMe字段的主体
token:成功的身份令牌
authcInfo:成功的身份验证信息

然后进入方法体,获取验证身份的主体,继续调用重载方法,再跟进去看看

image-20220426233426758

进入后我看到,把accountPrincipals(身份验证信息)转成了byte字节,然后就是调用我们一开始分析的rememberSerializedIdentity方法设置cookie的值了。

image-20220426234224799

这就是生成cookie的过程,但是还是有些疑惑,convertPrincipalsToBytes是怎么实现的和默认秘钥在哪里使用了,我们在org.apache.shiro.mgt.AbstractRememberMeManager的onSuccessfulLogin方法打下断点看看。

3.1.1、idea调试

首先我们idea调试启动,然后勾选Rememberme,登录。

image-20220427003515798

成功捕获断点,跟进去

image-20220427003842893

跟我们上面分析的一样,我们直接跟进convertPrincipalsToBytes方法

image-20220427003909890

image-20220427003940621

我们先跟进serialize,看他怎么序列化数据的

image-20220427004019394

获取序列化对象继续调用serialize,跟进去

image-20220427004121665

看到这我们就能很清晰的看到他是怎么序列化数据的了。我们继续回到convertPrincipalsToBytes方法

image-20220427004247818

接着判断getCipherService是否为空,字面意思就是获取密码算法服务,我们也跟进去看看

image-20220427004348174

直接返回了加密算法服务,在注解中也可以看到,为CBC模式的AES算法。那他在哪里定义的呢

image-20220427004535893

我们看到在构造方法中,创建了AES加密服务,并且设置了加密服务的key,这个key就是我们上面定义的。

image-20220427004716112

我们继续返回convertPrincipalsToBytes方法中。看到其使用了encrypt方法对序列化后的principals进行加密,我们也跟进去看看。

image-20220427005003365

首先还是获取了加密算法服务(AES),调用该算法的加密方法encrypt,这个算法有两个参数,第一个我们知道就是序列化的字节码,我们看第二个,英文意思是获取加密算法的key,我们继续跟进去

image-20220427005209855

我们看到直接返回了加密key,这个key是通过setEncryptionCipherKey设置的,而setCipherKey调用了setEncryptionCipherKey,也就是我们在encrypt方法中的getCipherService方法设置的.

image-20220427005518532

image-20220427005647226

image-20220427005727405

我们继续回到encrypt方法,参数是 bytes和key继续跟进

image-20220427010103797

判断是够创建初始化载体,我们跟进generateInitializationVector

image-20220427010356236

他会调用父类的generateInitializationVector,继续跟进

image-20220427010634344

我们可以看到,size为128(定义的静态字符串),然后新建长度为16的字节数组,调用了ensureSecureRandom,跟进看看

image-20220427011832217

image-20220427011133512

就是获取一个随机值,nextBytes方法用于生成随机字节并将其置于用户提供的字节数组

image-20220427011307560

然后返回,所以ivBytes就是一个随机的16位字节数组

image-20220427011801912

我们继续回到encrypt,然后调用重载方法,参数为byte数组、key,16为的随机字节数组ivBytes和布尔true。我们继续跟进

image-20220427012111715

encrypt就是我们最终的加密实现算法。把ivbytes和encrypted一起放入output,然后返回

image-20220427012422800

最后通过rememberSerializedIdentity设置cookie值

image-20220427012737973

image-20220427012856831

上面都是序列的过程,那么在那里反序列化呢

3.3、解析cookie

org.apache.shiro.mgt.AbstractRememberMeManager#getRememberedPrincipals的方法中,会从cookie中获取身份信息,我们在此打下断点,然后刷新web页面,成功捕获,会通过org.apache.shiro.web.mgt.CookieRememberMeManager类的getRememberedSerializedIdentity方法获取bytes,我们也跟进去看看

image-20220427014215067

可以看到该类会获取cookie,然后解密base64加密的字段,获取字节数组返回。

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我们继续返回其父类org.apache.shiro.mgt.AbstractRememberMeManager#getRememberedPrincipals的方法中,会调用convertBytesToPrincipals方法,跟生成cookie相反,我们也跟进去看看。

image-20220427014715380

重复代码不再一一解释,直接进入decrypt方法

image-20220427014815115

发现跟加密一样,通过decrypt解密AES。然后返回

image-20220427014906425

然后反序列化解密的字符串

image-20220427015048159

image-20220427015119267

最后调用readObject方法,造成反序列化。

image-20220427015211210

值得注意的是该readObejct方法,是shiro重写过的,重写了resolveClass函数,调用了ClassUtils.forName(),而原生的则是Class.forName().所以导致很多链用不了 ,也是为什么要导入cc4的组件了。我们来看看ClassUtils.forName()

image-20220427015359185

看到org.apache.shiro.util.ClassUtils的forName()方法,他是调用了而ClassLoader.loadClass,该方法不支持装载数组类型的class,也就是cc1、cc3等用的Transform数组类都不行了,但是cc2和cc4是可以的 ,其利用的是javassist的TemplateImpl类实现的,所以不影响。

image-20220427015816256

还有就是通过改造利用链实现shiro原生的命令执行,具体查看https://www.anquanke.com/post/id/192619#h2-3。

参考

https://y4er.com/post/shiro-rememberme-rce/

https://www.cnblogs.com/nice0e3/p/14183173.html

https://xz.aliyun.com/t/6493

https://www.anquanke.com/post/id/192619#h2-3

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