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 sette
 r an constructor calls, accessors-smart use ASM to speed up those cal
 ls.
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.a
 sm",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
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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;
}
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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/ConnectionPoolDataSource
	at 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)
...
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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()
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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()
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由于setState()方法接收的参数不是基本类型，我们需要利用标签触发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");
}
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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。

0x05 参考链接

https://helpx.adobe.com/security.html
https://felix.apache.org/documentation/index.html

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