Log4Shell和JNDI注入的基本常識和目前進展

最新爆發(fā)的Log4j2安全遠程漏洞，又稱“Log4Shell”，讓整個互聯(lián)網(wǎng)陷入了威脅之中，大量企業(yè)和Java項目都在緊鑼密鼓的升級更新補丁，還有很多安全研究人員在研究復現(xiàn)和利用以及防范方法，我們今天就來說說相關的常識和進展。

Log4Shell漏洞(正式編號CVE-2021-44228) 歸根結底是一個非常簡單的JNDI注入漏洞。Log4J在擴展占位符時在記錄消息時候(或間接作為格式化消息的參數(shù))執(zhí)行JNDI lookup()操作。在默認配置中，JNDI支持兩種協(xié)議：RMI和LDAP。在這兩種情況下，lookup()的調用實際上是為了返回一個Java對象。這通常為序列化的Java對象，但是還有一個通過于間接構造的JNDI引用。這個對象和引用字節(jié)碼可以通過遠程URL加載代(java類.class)。

關于JNDI和JNDI注入

JNDI，全稱Java Naming and Directory Interface(Java命名和目錄接口) 是Java中引入一種Java API，它允許客戶端通過名稱發(fā)現(xiàn)查找和共享Java數(shù)據(jù)和對象。這些對象可以存儲在不同的命名或目錄服務中，例如遠程方法調用(RMI)、通用對象請求代理架構(CORBA)、輕量級目錄訪問協(xié)議(LDAP)或域名服務(DNS)等。

換句話說，JNDI是一個簡單的Java API，例如：InitialContext.lookup(String name)它只接受一個字符串參數(shù)，如果該參數(shù)來自不信任的來源，則可能會有遠程代碼的加載和執(zhí)行。

當請求對象的名稱被攻擊者控制時，有可能將存在問題的Java應用程序指向惡意的rmi/ldap/corba 服務器并使用任意對象進行響應。如果該對象是“javax.naming.Reference”類的實例，則JNDI客戶端會嘗試解析此對象的“classFactory”和“classFactoryLocation”屬性。如果目標Java應用程序不知道“classFactory”值，Java將使用Java URLClassLoader 從“classFactoryLocation”位置獲取Factory字節(jié)碼。

由于它的簡單性，即使“InitialContext.lookup”方法沒有直接暴露到受污染的數(shù)據(jù)，它對于利用Java漏洞也非常有用。在某些情況下，它仍然可以通過反序列化或不安全反射攻擊來訪問。

一段易受攻擊的應用程序示例如下：

Java 8u191之前JNDI注入

通過請求“/lookup/?name=ldap://127.0.0.1:1389/Object”的鏈接，可以讓易受攻擊的服務器連接到控制的地址，并觸發(fā)遠程類加載。

一個惡意RMI實例服務示例如下：

由于目標服務器不知道“ExploitObject”，它的字節(jié)碼將從_attacke_指定的服務加載并執(zhí)行觸發(fā)RCE遠程執(zhí)行。

該方法在Java 8u121 中可良好運行,在Java 8u191 更新中，Oracle對LDAP添加了的限制，并發(fā)布了CVE-2018-3149補丁，關閉了JNDI遠程類加載。然而，仍然有可能通過JNDI注入觸發(fā)不可信數(shù)據(jù)的反序列化，但其利用高度依賴于現(xiàn)有的小工具。

Java 8u191+中利用JNDI注入

從Java 8u191開始，當JNDI客戶端接收到一個Reference對象時，無論是在RMI還是在LDAP中，都不會使用其“classFactoryLocation”值。但是，仍然可以在“javaFactory”屬性中指定任意工廠類。

該類將用于從攻擊者控制的“javax.naming.Reference”中提取真實對象。它應該存在于目標類路徑中，實現(xiàn)“javax.naming.spi.ObjectFactory”并至少有一個“getObjectInstance”方法：

public interface ObjectFactory { public Object getObjectInstance(Object obj, Name name, Context nameCtx, Hashtable environment) throws Exception; }

主要思想是在目標類路徑中找到一個Factory，它對引用的屬性做一些危險的事情。例如，在Apache Tomcat服務器的“org.apache.naming.factory.BeanFactory”類包含使用反射創(chuàng)建bean的邏輯：

“BeanFactory”類創(chuàng)建任意bean的實例并為所有屬性調用其設置器。目標bean 類名、屬性和屬性值都來自被攻擊者控制的Reference對象。

目標類應該有一個公共的無參數(shù)構造函數(shù)和只有一個“字符串”參數(shù)的公共設置器。 事實上，這些 setter 可能不一定從 'set..' 開始，因為“BeanFactory”包含一些為任何參數(shù)指定任意setter名稱的邏輯。

這里使用的魔法屬性是“forceString”。 例如，通過將其設置為“x=eval”，我們可以對屬性“x”進行名稱為“eval”而不是“setX”的方法調用。

因此，通過利用“BeanFactory”類，我們可以使用默認構造函數(shù)創(chuàng)建任意類的實例，并使用一個“String”參數(shù)調用任何公共方法。

此處可能有用的類之一是“javax.el.ELProcessor”。 在它的“eval”方法中，可以指定一個字符串來表示要執(zhí)行的Java表達式語言模板。

一個在評估時執(zhí)行任意命令的惡意表達式：

編寫一個示例的RMI服務器，它以精心制作的“ResourceRef”對象進行響應：

該服務以“org.apache.naming.ResourceRef”的序列化對象進行響應，其中包含了精心設計的屬性在客戶端觸發(fā)所需的行為。

然后在受害Java進程上觸發(fā)JNDI解析：

當這個對象被反序列化時，不會發(fā)生任何不受歡迎的事情。但由于它仍然擴展“javax.naming.Reference”，“org.apache.naming.factory.BeanFactory”工廠將在受害者方使用以從引用中獲取“真實”對象。在此階段，將觸發(fā)通過模板評估的遠程代碼執(zhí)行，并執(zhí)行“nslookup jndi.s.xxx”命令。

這里唯一的限制是目標Java應用程序的類路徑中應該有一個來自 Apache Tomcat服務器的“org.apache.naming.factory.BeanFactory”類，但其他應用程序服務器可能有自己的對象工廠，可以實現(xiàn)類似的功能。

總結

實際問題不在JDK或Apache Tomcat=中，而是由于用戶將不可控數(shù)據(jù)傳遞給“InitialContext.lookup()”函數(shù)的自定義應用程序中。即使使用最新的漏洞完全修補的JDK中，它存在潛在的安全風險。

在許多情況下，其他漏洞(例如“不受信任數(shù)據(jù)的反序列化”)也可能導致JNDI解析。通過使用源代碼審查來防止這些漏洞始終是一個好主意。

長期以來，對于RMI和LDAP，的引用沒有做任何限制。這樣對攻擊者指定的JNDI RMI或LDA 名稱的lookup調用就會導致直接的遠程代碼執(zhí)行。

自Java 8u121開始，RMI協(xié)議(但不是LDAP)默認不再允許遠程代碼庫。

LDAP之前有一個補丁(CVE-2009-1094)，但這完全是對引用對象無效。因此，LDAP仍然允許直接遠程執(zhí)行代碼。直到Java 8u191的 CVE-2018-3149漏洞補丁中才解決。

在Java 8u191版本之前，都存在從受控JNDI lookup遠程類加載任意代碼執(zhí)行的風險。

但是新版本中RMI引用和工廠構造對象仍未被去除，只是禁止遠程代碼庫。可以通過Apache XBean BeanFactory 返回的引用來實現(xiàn)遠程代碼執(zhí)行。只要該類在目標系統(tǒng)上本地可用既可以，例如被包含到Tomcat或者 WebSphere中則仍然有利用的可能。

另外，RMI本質上是基于Java序列化的，而LDAP支持一個特殊的對象類，從目錄中反序列化Java對象從lookup()返回。 在這兩種情況下，除非應用了全局反序列化過濾器，否則JNDI注入將會導致反序列化不受信任的攻擊者提供的數(shù)據(jù)。雖然有一定的攻擊的復雜性，在許多情況下，仍然可用于遠程代碼執(zhí)行。

總之，不要依賴當前Java版本來解決這個問題，需要及時更新Log4j(或刪除JNDI lookup)，或者禁用JNDI擴展才是完全的解決方案(可能不太現(xiàn)實)。

網(wǎng)站題目：Log4Shell和JNDI注入的基本常識和目前進展
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