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Java代码审计安全篇-XXE(XML外部实体注入)漏洞_java 处理xml时禁止引用外部实体

作者：你好赵伟 | 2024-05-23 11:43:17

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java 处理xml时禁止引用外部实体

前言：

 堕落了三个月，现在因为被找实习而困扰，着实自己能力不足，从今天开始 每天沉淀一点点 ，准备秋招 加油

注意：

本文章参考qax的网络安全java代码审计，记录自己的学习过程，还希望各位博主 师傅 大佬 勿喷，还希望大家指出错误

XXE 漏洞：

原理:当应用程序解析XML输入时，再没有禁用外部实体的加载而导致加载 了外部文件及代码时，就会造成XXE漏洞

利用方式：攻击者强制XML解析器去访问攻击者指定的资源内容(可能是系统上本地文件亦或是远程系统上的文件)，导致可加载恶意外部文件，利用file协议造成文件读取、命令执行、内网端口扫描、攻击内网网站等危害。

危害：任意文件读取，内网探测，攻击内网站点（结合SSRF），命令执行 ，dos攻击

XML (参考webgoat)

什么是 XML 实体？

XML 实体允许定义标记，在分析 XML 文档时，这些标记将被内容替换。通常有三种类型的实体：

  • 内部实体

  • 外部实体

  • 参数实体。

必须在文档类型定义 （DTD） 中创建一个实体，让我们从一个示例开始：

  正如你所看到的，一旦XML文档被解析器处理，它就会用定义的常量“Jo Smith”替换定义的实体。正如你所看到的，这有很多优点，因为你可以在一个地方更改为例如“约翰史密斯”。js js

在 Java 应用程序中，XML 可用于将数据从客户端获取到服务器，我们都熟悉 JSON API，我们也可以使用 xml 来获取信息。大多数情况下，框架会根据 xml 结构自动填充 Java 对象，例如：

例子：

让我们看一个 XXE 注入的例子，在上一节中我们看到 XML 实体可以按如下方式使用：

  1. <span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><span style="color:#000000"><span style="background-color:#efefef"><code><span style="color:#557799"><?xml version="1.0" standalone="yes" ?></span>
  2. <span style="color:#3344bb"><!DOCTYPE author [
  3.   <!ELEMENT author (#PCDATA)></span>
  4.   <span style="color:#3344bb"><!ENTITY js "Jo Smith"></span>
  5. <span style="color:#3344bb">]></span>
  6. <span style="color:#007700"><author></span><span style="color:#880000"><strong>&js;</strong></span><span style="color:#007700"></author></span></code></span></span></span></span>
外部 DTD 声明

定义这些实体还可以在外部文件中定义另一个 DTD，例如：

  1. <span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><span style="color:#000000"><span style="background-color:#efefef"><code><span style="color:#557799"><?xml version="1.0"?></span>
  2. <span style="color:#3344bb"><!DOCTYPE note SYSTEM "email.dtd"></span>
  3. <span style="color:#007700"><email></span>
  4.   <span style="color:#007700"><to></span>webgoat@webgoat.org<span style="color:#007700"></to></span>
  5.   <span style="color:#007700"><from></span>webwolf@webwolf.org<span style="color:#007700"></from></span>
  6.   <span style="color:#007700"><subject></span>Your app is great, but contains flaws<span style="color:#007700"></subject></span>
  7.   <span style="color:#007700"><body></span>Hi, your application contains some SQL injections<span style="color:#007700"></body></span>
  8. <span style="color:#007700"></email></span></code></span></span></span></span>

可以定义如下：email.dtd

  1. <span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><span style="color:#000000"><span style="background-color:#efefef"><code><!ELEMENT email (to,from,title,body)>
  2. <!ELEMENT to (#PCDATA)>
  3. <!ELEMENT from (#PCDATA)>
  4. <!ELEMENT subject (#PCDATA)>
  5. <!ELEMENT body (#PCDATA)></code></span></span></span></span>

如果 XML 解析器配置为允许外部 DTD 或实体，则可以使用以下命令更改以下 XML 代码片段：

  1. <span style="color:#333333"><span style="background-color:#ffffff"><span style="color:#000000"><span style="background-color:#efefef"><code><span style="color:#557799"><?xml version="1.0" encoding="utf-8"?></span>
  2. <span style="color:#3344bb"><!DOCTYPE author [
  3.   <!ENTITY js SYSTEM "file:///etc/passwd"></span>
  4. <span style="color:#3344bb">]></span>
  5. <span style="color:#007700"><author></span><span style="color:#880000"><strong>&js;</strong></span><span style="color:#007700"></author></span></code></span></span></span></span>

现在会发生什么？我们从本地文件系统定义了一个包含，XML 解析器将加载文件，并将在引用实体的任何位置添加内容。假设 XML 消息返回给用户，该消息将是：

额外的文档类型定义 （DOCTYPE） 是您始终可以添加到 xml 文档中的内容，如果启用了解析器设置以允许处理外部实体，则查找 XXE 注入的良好开端。

靶场训练 

我们直接进入靶场环境

1. 参考Drunkbaby师傅审计思路

我们随便输入一个评论然后抓包得到：

它会直接会被处理为XML数据，并且经过测试发现没有进行任何的检查或者过滤，reponse返回sorry，意思就是失败那根据这个，我们可以将xml数据中添加XML entity，并采用file:///的方式获取根目录的文件（linux系统就可以读取/etc/passwd等）

paylaod:

<?xml version="1.0"?><!DOCTYPE root [<!ENTITY root SYSTEM "file:///C:/">]><comment><text>&root;</text></comment>

 其中root可以换成其他字符串，但是不要违反XML的命名要求。得到下面就说明成功

这时候c盘文件目录全部被读取泄露 

我们审计一下源代码 

  1. @PostMapping(path = "xxe/simple", consumes = ALL_VALUE, produces = APPLICATION_JSON_VALUE)
  2.   @ResponseBody
  3.   public AttackResult createNewComment(HttpServletRequest request, @RequestBody String commentStr) {
  4.     String error = "";
  5.     try {
  6.       var comment = comments.parseXml(commentStr);
  7.       comments.addComment(comment, false);
  8.       if (checkSolution(comment)) {
  9.         return success(this).build();
  10.       }
  11.     } catch (Exception e) {
  12.       error = ExceptionUtils.getStackTrace(e);
  13.     }
  14.     return failed(this).output(error).build();
  15.   }

我们主要看下面代码

  1.  var comment = comments.parseXml(commentStr);
  2. //var comment = comments.parseXml(commentStr);: 解析传入的XML字符串commentStr，并将结果存储在名为comment的变量中。这里使用了一个名为comments的对象（类型未知）的parseXml方法来执行解析操作。

跳转到 Comments.parseXml 去，主要描述了 parseXml 如何处理 commentStr。 

关注下面两行

  1. var jc = JAXBContext.newInstance(Comment.class);  
  2. var xif = XMLInputFactory.newInstance();
  • 前置知识：JAXB 作为 JDK 的一部分，能便捷地将 Java 对象与 XML 进行相互转换。
  • JAXBContext 是整个 JAXB API 的入口。主要用来构建 JAXB 实例newInstance()。
  • Marshaller接口，将Java对象序列化为XML数据。
  • Unmarshaller接口，将XML数据反序列化为Java对象。

接下来要讲的是产生 XXE 的代码块原因

  1. var unmarshaller = jc.createUnmarshaller();  
  2. return (Comment) unmarshaller.unmarshal(xsr);

此处创建一个 Unmarshaller 对象。返回的值是 XML 经过unmarshal 方法处理的值。由于 unmarshal 在执行过程中解析了 XML(这里类似于反序列化的意思)，导致 XXE 注入。

当把 XML 格式的字符串传递给 Unmarshaller 接口转变成 Java 对象时，会解析一遍 XML，如果传入的值可控就会导致 XXE 注入攻击。

将接受的XML格式评论解析为评论的对象

  1.  comments.addComment(comment, false);//将解析后的评论对象comment添加到名为comments的对象（类型未知）中，以便将其保存到评论列表中。第二个参数false表示该评论不是管理员评论。
  2.  
  3.       if (checkSolution(comment)) {
  4.         return success(this).build();
  5.       }

就是这里就没对接受的参数进行过滤或者禁用 就直接开始进行check，然后攻击者就可以构造恶意的代码进行攻击

2. REST框架XXE

我们也继续输入1得到

抓包发现 发送的请求不是xml格式 而是json格式 

我们修改为json格式得到报错 

根据XML解析器的不同，您可能会得到更好的错误消息，在这种情况下，消息有点神秘，这意味着我们没有发送有效的xml。

 我们使用上一关的paylaod继续读取C盘

成功读取C盘内容 

审计：

ContentTypeAssignment.java

  1. public AttackResult createNewUser(
  2.       HttpServletRequest request,
  3.       @RequestBody String commentStr,
  4.       @RequestHeader("Content-Type") String contentType) {
  5.     AttackResult attackResult = failed(this).build();
  6.  
  7.     if (APPLICATION_JSON_VALUE.equals(contentType)) {
  8.       comments.parseJson(commentStr).ifPresent(c -> comments.addComment(c, true));
  9.       attackResult = failed(this).feedback("xxe.content.type.feedback.json").build();
  10.     }
  11.  
  12.     if (null != contentType && contentType.contains(MediaType.APPLICATION_XML_VALUE)) {
  13.       String error = "";
  14.       try {
  15.         Comment comment = comments.parseXml(commentStr);
  16.         comments.addComment(comment, false);
  17.         if (checkSolution(comment)) {
  18.           attackResult = success(this).build();
  19.         }
  20.       } catch (Exception e) {
  21.         error = ExceptionUtils.getStackTrace(e);
  22.         attackResult = failed(this).feedback("xxe.content.type.feedback.xml").output(error).build();
  23.       }
  24.     }
  25.  
  26.     return attackResult;

并没有对Content-Type 进行严格的过滤。 然后也是使用了parsexml函数 跟上提一样

3.XXE DOS攻击

使用相同的 XXE 攻击，我们可以对服务器执行 DOS 服务攻击。此类攻击的一个例子是：

  1. <?xml version="1.0"?>
  2. <!DOCTYPE lolz [
  3.  <!ENTITY lol "lol">
  4.  <!ELEMENT lolz (#PCDATA)>
  5.  <!ENTITY lol1 "&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;">
  6.  <!ENTITY lol2 "&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;">
  7.  <!ENTITY lol3 "&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;">
  8.  <!ENTITY lol4 "&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;">
  9.  <!ENTITY lol5 "&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;">
  10.  <!ENTITY lol6 "&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;">
  11.  <!ENTITY lol7 "&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;">
  12.  <!ENTITY lol8 "&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;">
  13.  <!ENTITY lol9 "&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;">
  14. ]>
  15. <lolz>&lol9;</lolz>

当 XML 解析器加载此文档时，它会看到它包含一个根元素“lolz”，其中包含文本“&lol9;”。但是，“&lol9;”是一个已定义的实体，它扩展为包含十个“&lol8;”字符串的字符串。每个“&lol8;”字符串都是一个定义的实体，可扩展为十个“&lol7;”字符串，依此类推。在处理完所有实体扩展后，这个小的（< 1 KB）的 XML 块实际上将占用近 3 GB 的内存。

修复（参考百度开发者中心）：

  1. 验证输入数据：对所有输入数据进行严格的验证和过滤，确保没有恶意的内容被注入到应用程序中。对所有用户输入进行适当的验证和清理，可以有效地防止攻击者利用XXE漏洞进行攻击。
  2. 禁用外部实体引用：在处理XML数据时，禁用或限制对外部实体的引用。这可以通过配置XML解析器来实现，确保应用程序不会加载外部实体，从而减少被攻击的风险。
  3. 使用安全的XML解析器：选择经过安全加固的XML解析器，并遵循最佳实践来使用它们。这些解析器通常具有内置的安全功能，能够检测和防范XXE攻击。
  4. 限制实体大小：设置合理的实体大小限制，防止攻击者通过大量数据来耗尽资源或触发拒绝服务攻击。
  5. 日志记录和监控：启用详细的日志记录和监控机制，以便及时发现和响应任何可疑的活动。通过监控应用程序的行为和异常模式，可以快速检测并应对潜在的XXE攻击。
  6. 定期更新和维护：保持系统和应用程序的最新状态，及时修复已知的安全漏洞。定期更新和维护可以确保您的系统不受最新的XXE攻击威胁。
  7. 安全培训和意识提升：对开发人员和运维人员进行安全培训，提高他们对XXE漏洞的认识和防范意识。只有当整个团队都意识到安全问题并采取相应的防护措施时，才能更有效地防止XXE攻击。
  8. 使用Web应用防火墙（WAF）：部署一个有效的Web应用防火墙可以提供额外的防护层，监测并阻止恶意请求和已知的攻击模式。WAF可以帮助识别并拦截包含XXE漏洞的恶意请求，保护应用程序免受攻击。
  9. 代码审查和安全测试：实施严格的代码审查和安全测试流程，确保应用程序在开发阶段就避免了潜在的安全风险。通过专业的安全测试工具和团队，可以检测出应用程序中存在的XXE漏洞以及其他安全问题。
  10. 数据加密和保护：对敏感数据进行加密存储和传输，降低数据泄露的风险。即使攻击者能够利用XXE漏洞获取敏感信息，加密措施也可以使数据难以被利用。

源码地址

 https://github.com/WebGoat/WebGoat/tree/main/src/main/java/org/owasp/webgoat/lessons/xxe

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