你所不知道的XML安全

0x00 XML简介


XML 可扩展标记语言,被设计用来传输和存储数据。其形式多样

例如:

[cce]1.文档格式(OOXML,ODF,PDF,RSS,DOCX…)
2.图片格式(SVG,EXIF Headers,…)
3.配置文件(自定义名字,一般是.xml)
4.网络协议(WebDAV,CalDAV,XMLRPC,SOAP,REST,XMPP,SAML,XACML,…)
[/cce]

某些在XML中被设计出来的特性,比如 XML schemas(遵循XML Schemas 规范)和documents type definitions(DTDs)都是安全问题来源。纵然被公开的讨论了上十年,还是有一大批一大批的软件死在针对XML的攻击上。

其实XML实体机制很好理解,可以直接用“转义”来理解:&#x25&foo从原始意义上来说是一样的,只是后者是由我们自己来定义任意内容。

拿DTD来说,DTD中能声明实体来定义变量(或是文字类的宏),以便在接下来的DTD或者XML文档中使用。一般实体在DTD中定义,用来访问内部资源,获取里面的文字并用来替换自己的xml文档,而外部实体用来访问外部资源(也就是说,这些资源能来自本地计算机,也可以是远程主机)。在解析外部实体的过程中,XML的分析器可能会使用众多网络协议和服务(DNS,FTP,HTTP,SMB等等)这取决于URLs里面被指定成什么。外部实体用来处理那些实时更新的文档是很有用的,然而,攻击也能在解析外部实体的过程中发生。攻击手段包括:

[cce]读取本地文件(可能包含敏感信息 /etc/shadow)
内存侵犯
任意代码执行
拒绝服务
[/cce]

本文将对长期以来出现的xml攻击方法进行一个总结。

0x01 初识XML外部实体攻击


基于外部实体的文件包含

最早被提出的XML攻击方法是利用外部实体的引用功能来实现任意文件读取

[cce]#!xml

]>
Joe &file;


[/cce]

然而这种读取是有限制的,因为xml的解析器要求被引用的数据是完整的,我们使用一个例子来解释什么是完整。

[cce]#!xml


“> ]>
&first;&second;
[/cce]

如上的xml文档当发送给服务器时,实际上是会产生一个错误的 其中虽然在组合在一起时是能够完美闭合的,但是这些实体由于在第3,4行就被解析一次,此时由于不是完美闭合的,就会抛出一个错误。

这种错误让xml攻击一度变得鸡肋起来,因为实际上很多文件都是“未闭合形式”的,比如在php文件推荐的写法中就是只有前面一个 而包含这样一个文件无疑会导致一个错误。

更糟糕的是,当你选择包含的是一个完整的xml文件(比如数据库连接文件)的时候,返回结果将是

RHM

可以看到,在标签中的数据库配置文档被嵌入时,大部分内容都是省略号,只显示了文档的结构。这是由xml parser特性决定的。

URL Invocation

XML攻击中有一块常常被忽视,那就是利用URL机制以及他们的一些奇怪的特性来扩大攻击面。

虽然XML规范并没有要求支持任何特定的URL机制,但许多平台的底层网络库却支持了几乎所有URL机制。

借助URLs,攻击者可以让运行着XMLparser的主机向第三方主机发起恶意请求.

比如“server-side request forgery”(ssrf).理论上来说,URL Invocation甚至可以用来发起内部网络中的洪水攻击。

RHM

大部分人不知道的是,即使外部实体被禁用了,许多xml parsers还是会去解析那些URL。举个例子,一些parsers会在文档定义阶段对url发起请求

[cce]#!xml


这不是实体攻击!
[/cce]

除了外部实体和基于DOCTYPE的SSRF攻击之外,XML Schema提供了两个在实例文档中使用的特殊属性,用于指出模式文档的位置。这两个属性是:xsi:schemaLocationxsi:noNamespaceSchemaLocation,前者用于声明了目标名称空间的模式文档,后者用于没有目标名称空间的模式文档,它们通常在实例文档中使用。

[cce]#!xml
标记开始,以“]]>”标记结束。那么我们能不能构造一个这样的页面来返回那些文件呢

[cce]#!xml





%dtd;
]>
&all;
[/cce]

combine.dtd如下

[cce]#!xml


[/cce]

前面也提到过,当xml parsers会把xml的参数实体% start % end马上解释,由于没有闭合 就会抛出错误,那么这里的%start为何能正常地解析呢? 这是因为参数实体的引用不需要在xml文档解析的时候保持xml闭合,这样就绕过了限制。

通过这样我们就能读取所有数据了(base64编码也可)

外带数据bypass回显限制

另一种使用参数实体的手段就是外带数据了。

利用参数实体,我们能够把需要读取的文件通过一些协议(http ftp等)发送到我们的服务器上,那么通过日志查看就能获取数据了 我们可以这么构造

[cce]#!xml

%dtd;]>
&send;
[/cce]

然后在我们可控的http://example.com/

放置如下DTD

[cce]#!xml

“> %all;
[/cce]

流程如下

RHM

XXE的奇门遁甲

基于XInclude的文件包含

XInclude提供了一种较为方便的取回数据的思路(再也不用担心数据不完整而导致parser抛出一个错误)而我们能够通过parse属性,强制引用文件的类型。

[cce]#!xml



[/cce]

不过Xinclude需要手动开启,测试发现所有xml parser都默认关闭这一特性。

拒绝服务

XXE攻击也能用来发起拒绝服务攻击

如下的递归引用,从下至上以指数形式增多

[cce]#!xml










]>
&lol9;
[/cce]

回忆一下解析过程,当XML处理器载入这个文档的时候,它会包含根元素,而里面定义了实体&lol9 ,而19实体扩展成了包含了“&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;”这个字符串。

如此递归上去,压入内存的东西呈指数增长,实验发现,一个小于1KB的XML攻击payload能消耗3GB的内存。

特定环境下的攻击和限制

Java&Xerces

默认的Oracle’s Java Runtime Environment下的XML parser是Xerces,一个apache的项目。而Xerces和Java提供了一系列的特性,这些特性又能导致一些严重的安全问题。上述的那些攻击手法(DOCTYPEs for SSRF,文件读取,参数实体的外带数据)在java的默认配置下能够运用自如,java/Xerces也支持XInclude 但是需要setXIncludeAware(true) 和setNamespaceAware(true)。

java规范能够支持如下的URL机制

[cce]http
https
ftp
file
jar
[/cce]

令人吃惊的是Java的file协议能够用来列目录,比如说,在linux下面“file:///”会列出/目录下所有东西:

[cce]bin
boot
dev
etc
home

[/cce]

jar协议jar:http://host/application.jar!/file/within/the/zip会导致服务器首先取得文件然后解压这个以jar开头!结尾的包 并提取后面的文件。从攻击者的角度看,完全能够定制一些高压缩比的包(比如1000:1)这些ZIP炸弹能用来攻击反病毒系统,或者用来消耗目标机的硬盘/内存资源。注意,jar URLs能在任何接受DOCTYPE定义的JAVA Xerces系统上使用。所以,即使外部实体关闭了,还是能够进行攻击

php&expect的RCE

很遗憾,这个扩展并不是默认安装的,然而安装了这个扩展的XXE漏洞,是能够执行任意命令。

[cce]#!xml
]>


&cmd;

[/cce]

那么就会返回如下

[cce]uid=501(Apple) gid=20(staff) groups=20(staff),501(access_bpf),12(everyone),61(localaccounts),79(_appserverusr),80(admin),81(_appserveradm),98(_lpadmin),401(com.apple.sharepoint.group.1),33(_appstore),100(_lpoperator),204(_developer),398(com.apple.access_screensharing),399(com.apple.access_ssh)
[/cce]

xml注入

这个和xxe攻击关系并不大,但是本文讨论的是XML安全,所以这个自然也就收录进来

$GLOBALS[“HTTP_RAW_POST_DATA”]在php中被设置成了“不转义”,一旦程序通过实体获取数据后,直接带入了Mysql最后造成注入

案例如下

WooYun: PHPYUN最新版XML注入及SQL注入获取管理员账号(无视任何防御)

0x03 总结


XXE攻击总在被忽视

开发者往往说:

攻击威胁小..

关闭实体就能完全避免…

XML实体攻击是啥?

然而,xml实体攻击再上述的攻击中已然产生了很多出乎开发者意料的威胁。

参考文章:

VSR http://www.vsecurity.com/download/publications/XMLDTDEntityAttacks.pdf

OWASP https://www.owasp.org/index.php/XML_External_Entity_(XXE)_Processing

ssrf扫描图引用自OWASP一位speaker的PDF

Comment

评论:@Mark0smith 小伙子看好你。

评论:总有一天我会读懂的

评论:想问一下现在的浏览器是不是不支持外部实体引用了,那这样的话外部实体攻击还存在吗?

评论:xslt

评论:猪流

评论:肥

评论:http://le4f.net/post/post/xxe-injection-attack_and_prevent

评论:已补~

评论:作者应该补上参考资料吧,确实看到很多熟悉的东西

评论:居然看到我之前PPT里的截图和代码,被人参考总是好的,激动之余,咱给个参考就这么难么。

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