核彈級漏洞!我把log4j底褲都給扒了!

程式碼熬夜敲發表於2021-12-17

大家好,我是周杰倫。

相信大家這兩天應該被這麼一條新聞刷屏了:

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這個漏洞到底是怎麼回事?

核彈級,真的有那麼厲害嗎?

怎麼利用這個漏洞呢?

我看了很多技術分析文章,都太過專業,很多非Java技術棧或者不搞安全的人只能看個一知半解,導致大家只能看個熱鬧,對這個漏洞的成因、原理、利用方式、影響面理解的不到位。

這篇文章,我嘗試讓所有技術相關的朋友都能看懂:這個註定會載入網路安全史冊上的漏洞,到底是怎麼一回事!

log4j2

不管是什麼程式語言,不管是前端後端還是客戶端,對打日誌都不會陌生。

通過日誌,可以幫助我們瞭解程式的執行情況,排查程式執行中出現的問題。

在Java技術棧中,用的比較多的日誌輸出框架主要是log4j2logback

今天討論的主角就是log4j2

我們經常會在日誌中輸出一些變數,比如:

logger.info("client ip: {}", clientIp)

現在思考一個問題:

假如現在想要通過日誌輸出一個Java物件,但這個物件不在程式中,而是在其他地方,比如可能在某個檔案中,甚至可能在網路上的某個地方,這種時候怎麼辦呢?

log4j2的強大之處在於,除了可以輸出程式中的變數,它還提供了一個叫Lookup的東西,可以用來輸出更多內容:

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lookup,顧名思義就是查詢、搜尋的意思,那在log4j2中,就是允許在輸出日誌的時候,通過某種方式去查詢要輸出的內容。

lookup相當於是一個介面,具體去哪裡查詢,怎麼查詢,就需要編寫具體的模組去實現了,類似於物件導向程式設計中多型那意思。

好在,log4j2已經幫我們把常見的查詢途徑都進行實現了:

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具體每一個的意思,這裡就不詳述了,這不是本文的重點。

JNDI

主要來看其中那個叫JNDI的東西:

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JNDI即Java Naming and Directory Interface(JAVA命名和目錄介面),它提供一個目錄系統,並將服務名稱與物件關聯起來,從而使得開發人員在開發過程中可以使用名稱來訪問物件。

看不懂?看不懂就對了!

簡單粗暴理解:有一個類似於字典的資料來源,你可以通過JNDI介面,傳一個name進去,就能獲取到物件了。

那不同的資料來源肯定有不同的查詢方式,所以JNDI也只是一個上層封裝,在它下面也支援很多種具體的資料來源。

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LDAP

繼續把目光聚焦,我們們只看這個叫LDAP的東西。

LDAP即Lightweight Directory Access Protocol(輕量級目錄訪問協議),目錄是一個為查詢、瀏覽和搜尋而優化的專業分散式資料庫,它呈樹狀結構組織資料,就好象Linux/Unix系統中的檔案目錄一樣。目錄資料庫和關聯式資料庫不同,它有優異的讀效能,但寫效能差,並且沒有事務處理、回滾等複雜功能,不適於儲存修改頻繁的資料。所以目錄天生是用來查詢的,就好像它的名字一樣。

看不懂?看不懂就對了!

這個東西用在統一身份認證領域比較多,但今天也不是這篇文章的重點。你只需要簡單粗暴理解:有一個類似於字典的資料來源,你可以通過LDAP協議,傳一個name進去,就能獲取到資料。

漏洞原理

好了,有了以上的基礎,再來理解這個漏洞就很容易了。

假如某一個Java程式中,將瀏覽器的型別記錄到了日誌中:

String userAgent = request.getHeader("User-Agent");
logger.info(userAgent);

網路安全中有一個準則:不要信任使用者輸入的任何資訊

這其中,User-Agent就屬於外界輸入的資訊,而不是自己程式裡定義出來的。只要是外界輸入的,就有可能存在惡意的內容。

假如有人發來了一個HTTP請求,他的User-Agent是這樣一個字串:

${jndi:ldap://127.0.0.1/exploit}

接下來,log4j2將會對這行要輸出的字串進行解析。

首先,它發現了字串中有 ${},知道這個裡面包裹的內容是要單獨處理的。

進一步解析,發現是JNDI擴充套件內容。

再進一步解析,發現了是LDAP協議,LDAP伺服器在127.0.0.1,要查詢的key是exploit。

最後,呼叫具體負責LDAP的模組去請求對應的資料。

如果只是請求普通的資料,那也沒什麼,但問題就出在還可以請求Java物件!

Java物件一般只存在於記憶體中,但也可以通過序列化的方式將其儲存到檔案中,或者通過網路傳輸。

如果是自己定義的序列化方式也還好,但更危險的在於:JNDI還支援一個叫命名引用(Naming References)的方式,可以通過遠端下載一個class檔案,然後下載後載入起來構建物件。

PS:有時候Java物件比較大,直接通過LDAP這些儲存不方便,就整了個類似於二次跳轉的意思,不直接返回物件內容,而是告訴你物件在哪個class裡,讓你去那裡找。

注意,這裡就是核心問題了:JNDI可以遠端下載class檔案來構建物件!!!

危險在哪裡?

如果遠端下載的URL指向的是一個黑客的伺服器,並且下載的class檔案裡面藏有惡意程式碼,那不就完犢子了嗎?

還沒看懂?沒關係,我畫了一張圖:

在這裡插入圖片描述

這就是鼎鼎大名的JNDI注入攻擊!

其實除了LDAP,還有RMI的方式,有興趣的可以瞭解下。

JNDI 注入

其實這種攻擊手法不是這一次出現了,早在2016的blackhat大會上,就有大佬披露了這種攻擊方式。

在這裡插入圖片描述

回過頭來看,問題的核心在於:

Java允許通過JNDI遠端去下載一個class檔案來載入物件,如果這個遠端地址是自己的伺服器,那還好說,如果是可以被外界來指定的地址,那就要出大問題!

前面的例子中,一直用的127.0.0.1來代替LDAP伺服器地址,那如果輸入的User-Agent字串中不是這個地址,而是一個惡意伺服器地址呢?

影響規模

這一次漏洞的影響面之所以如此之大,主要還是log4j2的使用面實在是太廣了。

一方面現在Java技術棧在Web、後端開發、大資料等領域應用非常廣泛,國內除了阿里巴巴、京東、美團等一大片以Java為主要技術棧的公司外,還有多如牛毛的中小企業選擇Java。

另一方面,還有好多像kafka、elasticsearch、flink這樣的大量中介軟體都是用Java語言開發的。

在上面這些開發過程中,大量使用了log4j2作為日誌輸出。只要一個不留神,輸出的日誌有外部輸入混進來,那直接就是遠端程式碼執行RCE,滅頂之災!

修復

新版的log4j2已經修復了這個問題,大家趕緊升級。

下面是log4j2官網中關於JNDI lookup的說明:

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我通過搜尋引擎找到了快取的12月10號前的快照,大家對比一下,比起下面這個快取,上面那一版多了哪些東西?答案是:修復後的log4j2在JNDI lookup中增加了很多的限制:

在這裡插入圖片描述

答案是:修復後的log4j2在JNDI lookup中增加了很多的限制:

預設不再支援二次跳轉(也就是命名引用)的方式獲取物件
只有在log4j2.allowedLdapClasses列表中指定的class才能獲取。
只有遠端地址是本地地址或者在log4j2.allowedLdapHosts列表中指定的地址才能獲取

以上幾道限制,算是徹底封鎖了通過列印日誌去遠端載入class的這條路了。

最後,手機前的各位Java小夥伴兒們,你們寫的程式中有用到log4j2嗎,有沒有某個地方的輸出,有外部的引數混進來呢?

趕緊檢查檢查哦!
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