漏洞分析｜Adobe ColdFusion WDDX 序列化漏洞利用

0x01 概述

在上一篇有关 Adobe ColdFusion 序列化漏洞（CVE-2023-29300）的文章中，我们对已公开的 JNDI 利用链（CVE-2023-38204）进行了复现。JNDI 利用链受目标出网的限制，在不出网的情况下无法很好地利用。本文中我们将分享不出网的利用方式，提出 C3P0 和 JGroups 两条基于服务错误部署的新利用链。经过测试，C3P0 存在被利用的可能，JGroups 利用成功率为 0.1%。尽管能被利用成功的概率较低，我们也已经在 Goby 中实现了 C3P0 和 JGroups 利用链的完整利用，完全支持命令执行以及结果回显功能。

0x02 Apache Felix

ColdFusion 通过自身实现的FelixClassloader来调用BundleClassLoader#loadClass()方法，用于启动和禁用后台一个叫做 Package Manager 的服务下载的插件，动态加载 bundles 文件夹下的各种 Jar 包。
我们可以看到这些 Jar 包的 MANIFEST 文件中多了不少字段：

Manifest-Version: 1.0
Bnd-LastModified: 1490514990031
Build-Jdk: 1.8.0_111
Built-By: uriel
Bundle-Description: Java reflect give poor performance on getter setter an constructor calls, accessors-smart use ASM to speed up those calls.
Bundle-DocURL: http://www.minidev.net/
Bundle-License: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.txt
Bundle-ManifestVersion: 2
Bundle-Name: accessors-smart
Bundle-SymbolicName: net.minidev.accessors-smart
Bundle-Vendor: Chemouni Uriel
Bundle-Version: 1.2
Created-By: Apache Maven Bundle Plugin
Export-Package: net.minidev.asm;version="1.2.0";uses:="org.objectweb.asm",net.minidev.asm.ex;version="1.2.0"
Import-Package: net.minidev.asm.ex;version="[1.2,2)",org.objectweb.asm;version="[5.0,6)"
Tool: Bnd-3.3.0.201609221906

搜索可知，Apache Felix 是 OSGi（Open Service Gateway Initiative，开放服务网关协议）的一种开源实现框架，通过为 Jar 包添加 metadata 来定义哪些类暴露，哪些类隐藏，来实现依赖的模块化，其控制单元就叫做 bundle。
其中最重要的就是Export-Package和Import-Package两个字段，分别用于告诉 OSGi 自己对外提供哪些类，引用了其它包的哪些类。如果没有这两个字段，OSGi 或者说它的实现 Felix 就无法正常工作。

0x03 构造利用链

3.1 Felix ClassLoader

ColdFusion 在进行 WDDX 序列化的过程中，将调用BundleClassLoader来对目标类进行加载。实现的findClass()方法如下：

protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {Class clazz = this.findLoadedClass(name);if (clazz == null) {// ...String actual = name.replace('.', '/') + ".class";byte[] bytes = null;List<Content> contentPath = this.m_wiring.m_revision.getContentPath();Content content = null;for(int i = 0; bytes == null && i < contentPath.size(); ++i) {bytes = ((Content)contentPath.get(i)).getEntryAsBytes(actual);content = (Content)contentPath.get(i);}if (bytes != null) {String pkgName = Util.getClassPackage(name);Felix felix = this.m_wiring.m_revision.getBundle().getFramework();Set<ServiceReference<WeavingHook>> hooks = felix.getHookRegistry().getHooks(WeavingHook.class);Set<ServiceReference<WovenClassListener>> wovenClassListeners = felix.getHookRegistry().getHooks(WovenClassListener.class);WovenClassImpl wci = null;// ...try {clazz = this.isParallel() ? this.defineClassParallel(name, felix, wovenClassListeners, wci, bytes, content, pkgName) : this.defineClassNotParallel(name, felix, wovenClassListeners, wci, bytes, content, pkgName);} catch (ClassFormatError var17) {// ...}// ...}}return clazz;
}

此处会将全限类名转换为相对文件路径，如传入javax.sql.ConnectionPoolDataSource，则会尝试读取相对路径javax/sql/ConnectionPoolDataSource.class文件中的字节码，之后再去defineClassParallel()方法中调用defineClass()。由于这种特殊的类加载模式，即使ConnectionPoolDataSource存于rt.jar，也会因为无法定位 class 文件而抛出NoClassDefFoundError。

java.lang.NoClassDefFoundError: javax/sql/ConnectionPoolDataSourceat java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:760)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl$BundleClassLoader.defineClass(BundleWiringImpl.java:2338)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl$BundleClassLoader.defineClassParallel(BundleWiringImpl.java:2156)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl$BundleClassLoader.findClass(BundleWiringImpl.java:2090)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl.findClassOrResourceByDelegation(BundleWiringImpl.java:1556)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl.access$300(BundleWiringImpl.java:79)at org.apache.felix.framework.BundleWiringImpl$BundleClassLoader.loadClass(BundleWiringImpl.java:1976)at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
...

不过还有一种可能，如果目标类已提前被加载，ClassLoader#findLoadedClass()就会直接返回目标类，也不会进入抛出错误的分支。那么会不会有人部署服务时不走寻常路，将原本散落各处的依赖包全部集中到了自定义的 lib 中呢？
本着遵循客观事实的原则，我们进行了利用测试，结果表明的确存在可以利用的目标：

无一例外，这些目标都手动更改了服务的依赖包路径。相比使用 Package Manager 服务，他们更愿意自己手动管理依赖，这也将绕过BundleClassLoader的依赖加载机制，留给我们相当大的操作空间。

3.2 C3P0

以WrapperConnectionPoolDataSourceBase#setUserOverridesAsString()方法为入口，构造的调用链如下，最后将传入的字节解码并调用原生反序列化。

WddxDeserializer-> deserialize()...WrapperConnectionPoolDataSourceBase-> setUserOverridesAsString()VetoableChangeSupport-> fireVetoableChange()VetoableChangeListener-> vetoableChange()C3P0ImplUtils-> parseUserOverridesAsString()SerializableUtils-> fromByteArray()-> deserializeFromByteArray()ObjectInputStream-> readObject()

parseUserOverridesAsString()方法将截取并 Hex 解码传入的字节流，因此我们构造原生序列化流时需要相应地填写占位和进行编码。

    public static Map parseUserOverridesAsString(String userOverridesAsString) throws IOException, ClassNotFoundException {if (userOverridesAsString != null) {String hexAscii = userOverridesAsString.substring("HexAsciiSerializedMap".length() + 1, userOverridesAsString.length() - 1);byte[] serBytes = ByteUtils.fromHexAscii(hexAscii);return Collections.unmodifiableMap((Map)SerializableUtils.fromByteArray(serBytes));}// ...}

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3.3 JGroups

和 C3P0 类似，JGroups 的ReplicatedTree#setState()方法接受字节数组参数，并调用原生反序列化，利用链如下。

WddxDeserializer-> deserialize()...ReplicatedTree-> setState()Util-> objectFromByteBuffer()-> oldObjectFromByteBuffer()ObjectInputStream-> readObject()

由于setState()方法接收的参数不是基本类型，我们需要利用<binary>标签触发BinaryHandler来传入字节数组，并进行 base64 编码。

public void onEndElement() throws WddxDeserializationException {this.setValue(Base64Encoder.decode(this.m_buffer.toString()));this.setType(-3, "VARBINARY");
}

objectFromByteBuffer()方法将根据传入的第一个字节，调用不同的readObject()，因此构造原生序列化流时还需要在首位添加一个0x2。

public static Object objectFromByteBuffer(byte[] buffer, int offset, int length) throws Exception {// ...ByteArrayInputStream in_stream = new ByteArrayInputStream(buffer, offset, length);byte b = (byte)in_stream.read();// ...try {ObjectInputStream ois;switch (b) {// ...case 2:in = new ObjectInputStream(in_stream);retval = ((ObjectInputStream)in).readObject();break;// ...}// ...}// ...
}

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0x04 总结

通过深入挖掘 CVE-2023-29300 的利用方式，我们摸清了产品更多的细节，如BundleClassLoader的类加载机制，并最终提出了两条不出网的利用链：C3P0 和 JGroups。虽然在默认部署环境中无法成功利用，我们最开始也不相信有人会手动破坏依赖管理机制，但事实是规则总有人打破，而这也让攻击者得以趁虚而入。
希望在阅读本篇文章后，能为大家带来一些新思路的启发。