从JDK源码来看XXE的触发原理和对应的防御手段

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2022年12月28日00:47:23评论7 views字数 8911阅读29分42秒阅读模式

前言

这几天继续在重写GadgetInspector工具，进一步的增强该自动化工具的source点和sink点，同时增强过程中的漏报和误报的问题。

这里主要是对其中有关于XXE中的两点sink进行几点分析。

sinks

DocumentBuilder类

这个JDK中内置的类是一种的DOM型的解释器，该种Parser的特点是将完整的xml文档内容加载到树结构中去，然后我们通过遍历结点来获取我们需要的内容。

首先编写一段实例代码，来使用DocumentBuilder类来读取xml文档的内容。

Employee.xml

<employees>    <employee id="111">        <firstName>Rakesh</firstName>        <lastName>Mishra</lastName>        <location>Bangalore</location>    </employee>    <employee id="112">        <firstName>John</firstName>        <lastName>Davis</lastName>        <location>Chennai</location>    </employee>    <employee id="113">        <firstName>Rajesh</firstName>        <lastName>Sharma</lastName>        <location>Pune</location>    </employee></employees>

DOMParserDemo.java。

public class DOMParserDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception{        // 获取DOM Builder Factory        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();        // 获取DOM Builder        DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();        // 加载xml文档        Document document = builder.parse("Employee.xml");        // 建立一个链表存放Employee对象        List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();        // 提取数据        NodeList nodeList = document.getDocumentElement().getChildNodes();        // 迭代进行读取xml文档        for (int i = 0; i < nodeList.getLength(); i++) {            // 获取对应结点，这里的结点是employee标签            Node node = nodeList.item(i);            if (node instanceof Element) {                // 创建一个Employee空对象                Employee employee = new Employee();                // 获取xml文档中的id值                employee.id = node.getAttributes().getNamedItem("id").getNodeValue();                // 获取子结点信息                NodeList childNodes = node.getChildNodes();                for (int j = 0; j < childNodes.getLength(); j++) {                    // 获取对应结点                    Node node1 = childNodes.item(j);                    if (node1 instanceof Element) {                        // 获取对应的信息                        String content = node1.getTextContent().trim();                        switch (node1.getNodeName()) {                            case "firstName":                                employee.firstName = content;                                break;                            case "lastName":                                employee.lastName = content;                                break;                            case "location":                                employee.location = content;                                break;                        }                    }                }                // 将获取的每一个对象添加进入列表中去                employeeList.add(employee);            }        }        // 打印数据        for (Employee employee : employeeList) {            System.out.println(employee);        }    }}

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这种方式就是遍历xml文档中的一个一个的文档来进行对应信息的读取。

从JDK源码来看XXE的触发原理和对应的防御手段

这里只是一个简单的使用该种解释器进行xml文档的读取。我们主要是进行XXE的展示。

XXE.xml：


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>        <!DOCTYPE test [        <!ENTITY xxe SYSTEM "http://127.0.0.1:9999">    ]><doc>&xxe;</doc>

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主要的漏洞点是在调用DocumentBuilder#parse方法进行xml文档的加载的时候，如果加载的是上面给出的xml内容，将会导致XXE。






简单的调试了一下。
resolveEntity:95, ChainingEntityResolver (weblogic.xml.jaxp)resolveEntity:110, EntityResolverWrapper (com.sun.org.apache.xerces.internal.util)resolveEntityAsPerStax:997, XMLEntityManager (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)startEntity:1212, XMLEntityManager (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)scanEntityReference:1908, XMLDocumentFragmentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)next:3061, XMLDocumentFragmentScannerImpl$FragmentContentDriver (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)next:602, XMLDocumentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)scanDocument:505, XMLDocumentFragmentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)parse:842, XML11Configuration (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:771, XML11Configuration (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:141, XMLParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:243, DOMParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:339, DocumentBuilderImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.jaxp)parse:163, RegistryDocumentBuilder (weblogic.xml.jaxp)parse:177, DocumentBuilder (javax.xml.parsers)main:22, DOMParserDemo (study.xmlParser)

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在将xml文档路径传入了DocumentBuilder#parser方法之后。








将会将其转换为InputSource类传入DocumentBuilderImpl#parser方法中进行解析。






这里将会调用DOMParser#parser继续进行解析。






按照其中的逻辑将会一次性加载xml文件的所有内容，之后通过调用parse方法进行解析。


最后经过一系列的解析，特别是通过调用XMLDocumentFragmentScannerImpl#scanEntityReference方法的调用来扫描获取xml文件中的实体，之后方法中调用了XMLEntityManager#startEntity方法进行实体的处理。






在该方法中存在有是否是外部实体的判断，如果存在有外部实体，将会调用resolveEntityAsPerStax方法来获取外部实体中的信息，这里将会发起一个请求，也即能达到前面截图中的效果。


防御方法：


1.可以采用禁用所有DTDs的方式。





DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();dbf.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);

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2.如果业务需要存在有DTD的使用，我们可以转而求其次，禁用XML中的外部实体和参数实体。





DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();dbf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);        //防止外部实体dbf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);   //防止参数实体


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3.较为完整的修复方式。
DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();String FEATURE = null;FEATURE = "http://javax.xml.XMLConstants/feature/secure-processing";dbf.setFeature(FEATURE, true);FEATURE = "http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl";dbf.setFeature(FEATURE, true);FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities";dbf.setFeature(FEATURE, false);FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-general-entities";dbf.setFeature(FEATURE, false);FEATURE = "http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd";dbf.setFeature(FEATURE, false);dbf.setXIncludeAware(false);dbf.setExpandEntityReferences(false);DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();builder.parse(xxxx);

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SAXParser类



接下来的一个XXE的sink点就是在SAXParser#parser方法的调用中，这种方式的xml文档的解析，主要是依靠的SAX Parser这个，这个解析器的不同于DOM Parser，这个解释器是不会直接将完整的XML文档加载进入内存中，这种解释器转而逐行进行XML文档的解析，当他们遇到不同的元素的时候触发不同的事件，例如：开始标签 / 结束标签 / 字符类似的数据等等事件类型，这种解释器是一种基于事件的解释器。


这里也是简单的举一个例子，使用的xml文件也是上面已经提到了的Employee.xml文件内容。


而对于读取xml文件的实例：
SAXParserDemo.java




public class SAXParserDemo extends Exception {    public static void main(String[] args) throws Exception{        // 创建SAXParser Factory        SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.newInstance();        SAXParser saxParser = factory.newSAXParser();        // 创建自定义的handler对象        SAXHandler saxHandler = new SAXHandler();        // 加载xml文档，加上自定义的handler对象        saxParser.parse("Employee.xml", saxHandler);        // 打印结果        for (Employee employee : saxHandler.employeeList) {            System.out.println(employee);        }    }}class SAXHandler extends DefaultHandler {    // 定义属性    List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();    Employee employee = null;    String content = null;    @Override    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {        switch (qName) {            case "employee":                // 如果遇到了employee标签采用的逻辑                employee = new Employee();                employee.id = attributes.getValue("id");                break;        }    }    @Override    public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {        switch (qName) {            // 遇到结束标签采用的逻辑            case "firstName":                employee.firstName = content;                break;            case "lastName":                employee.lastName = content;                break;            case "location":                employee.location = content;                break;            case "employee":                employeeList.add(employee);                break;        }    }    @Override    public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {        content = String.copyValueOf(ch, start, length).trim();    }}

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这种解释器的方式，主要是在传入xml文件路径的时候，同时传入了一个handler对象，这个对象是继承了DefaultHandler这个内置的默认Handler对象的。


在这个类中定义了很多方法。






在查看这个类的结构的时候，其中这个类是实现了几个接口的，其中实现的有一个接口是ContentHandler，在这个接口中定义了多个和XML文档内容有关的方法。




startDocument()


endElement()


endDocument()


startElement()


......




有关这些方法的作用，也是很明显，运行一下子看看效果。






如果我们将XML文档的地址替换成XXE.xml路径，同样将会触发XXE，同样简单的调试了一下。





startElement:36, SAXHandler (study.xmlParser)startElement:509, AbstractSAXParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)startElement:745, XMLDTDValidator (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dtd)scanStartElement:1359, XMLDocumentFragmentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)scanRootElementHook:1289, XMLDocumentScannerImpl$ContentDriver (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)next:3132, XMLDocumentFragmentScannerImpl$FragmentContentDriver (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)next:852, XMLDocumentScannerImpl$PrologDriver (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)next:602, XMLDocumentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)scanDocument:505, XMLDocumentFragmentScannerImpl (com.sun.org.apache.xerces.internal.impl)parse:842, XML11Configuration (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:771, XML11Configuration (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:141, XMLParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:1213, AbstractSAXParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers)parse:643, SAXParserImpl$JAXPSAXParser (com.sun.org.apache.xerces.internal.jaxp)parse:392, SAXParser (javax.xml.parsers)parse:274, SAXParser (javax.xml.parsers)main:20, SAXParserDemo (study.xmlParser)

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对于这种解释器，和上面的一种不同在于，前面主要是调用的DOMParser类进行解析，而这里主要是调用了SAXParser类进行解析。


在对应的parse方法中：






传入了两个参数，一个是XML文档的路径，一个是自己实现的继承了DefaultHandler类的类对象。


在将XML文档路径封装成了InputSource对象之后进行解析的逻辑。






这里不同于前面的，这里在创建了一个XMLReader对象之后，设定了对应的Handler对象。


独特的点体现在调用XMLDocumentFragmentScannerImpl#scanDocument方法进行XML的扫描的过程中。


在扫描到ROOT Element位置的时候，将会触发对应的Hook点。






具体点就是调用了scanRootElementHook方法。








这里是配置了对应的Handler的，这里将会在AbstractSAXParser#startElement方法的调用中，调用其中的ContentHandler的对象方法进行处理。






防御方法：





SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();spf.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);spf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);spf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);spf.setFeature("http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd", false);SAXParser parser = spf.newSAXParser();parser.parse(InputSource, (HandlerBase) null);

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原文始发于微信公众号（FreeBuf）：从JDK源码来看XXE的触发原理和对应的防御手段