Apache httpd Server CVE-2021-40438 漏洞分析

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0x01 漏洞简介

2021年9月16日,Apache官方发布了Apache httpd mod_proxy SSRF漏洞CVE-2021-40438,影响v2.4.48及以下版本。该漏洞影响范围较广,危害较大,利用简单,不得不引起重视。本文可配合之前的《Apache安全—挂钩分析》一起学习,笔者在本文重点介绍proxy钩子的漏洞细节,以及介绍如何分析Apache钩子的调试方式。

 

0x02 漏洞搭建

docker部署详见https://github.com/BabyTeam1024/CVE-2021-40438

开启mod_proxy模块

启用vhost配置文件

/etc/httpd/extra/httpd-vhosts.conf 配置文件内容如下

<VirtualHost *:80>
    ServerAdmin webmaster@dummy-host.example.com
    DocumentRoot "/usr/local/httpd//docs/dummy-host.example.com"
    ServerName dummy-host.example.com
    ServerAlias www.dummy-host.example.com
    ErrorLog "logs/dummy-host.example.com-error_log"
    CustomLog "logs/dummy-host.example.com-access_log" common
        <Location /proxy>
        ProxyPass http://127.0.0.1:8888
        </Location>
</VirtualHost>

使用gdb挂在httpd进程即可进行源码调试,如下图所示

 

0x03 漏洞分析

0x1 问题梳理

老方法,在漏洞分析之前首先问自己几个问题,带着这些问题去调试思考,最终通过努力将会解答自己的疑惑。面对这个漏洞以及利用poc,笔者有如下几个问题

1.apache代理关键逻辑是哪块函数处理的,从漏洞挖掘角度该怎么思考
2.为什么可以通过HTTP数据包覆盖配置文件里的代理路径
3.为什么需要这么多字符才能覆盖为http代理

GET /proxy?unix:A*6409|http://127.0.0.1:9999/vv HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8787
User-Agent: curl/7.64.1
Accept: */*

0x2 如何分析Apache代理模块

Apache 配置的代理模式,其实是一个Apache Proxy组件。该组件也是通过挂钩函数注册在Apache程序中,其中处理函数为proxy_handler,钩子的注册函数为ap_hook_handler,钩子的执行函数为ap_run_handler。可以在/modules/proxy/mod_proxy.c函数中找到apache proxy注册的身影

那么何时调用呢?这个其实在分析CVE-2021-41773 Apache路径穿越漏洞的时候就已经分析了,简单总结为在/modules/http/http_request.c中的ap_process_async_request函数处理解析请求数据包

void ap_process_async_request(request_rec *r)
{
    conn_rec *c = r->connection;
    int access_status;
    ......
    if (access_status == DECLINED) {
        access_status = ap_process_request_internal(r);
        if (access_status == OK) {
            access_status = ap_invoke_handler(r);
        }
    }
    ......

}

在/server/config.c代码中存在如下处理逻辑

AP_CORE_DECLARE(int) ap_invoke_handler(request_rec *r)
{
    ......
    result = ap_run_handler(r);
    ......
}

然而通过之前总结的《Apache安全—挂钩分析》文章得知,ap_run_handler在源码中并没有实际实现,而是通过宏定义的方式去实现,有兴趣的小伙伴可以去学习下。笔者的分析如下利用ida打开httpd程序,我们可以看到ap_run_handler的实具体现逻辑。

如上图所示v1为一个类似于虚表的结构,每40字节一个结构类型,处理函数的地址就存放在该结构的第一个4字节地址空间中。把断点下在第15行,通过下面的gdb脚本进行遍历打印

define FindHookList
  set $ptr = $arg0
  set $temp =  *(unsigned long long *)$ptr
  while($temp != 0)
     xinfo $temp
     set $ptr = $ptr + 40
     set $temp = *(unsigned long long *)$ptr
  end
end

脚本执行结果如下

梳理一下大概有这几个钩子处理函数,然而这次漏洞就出现在了proxy_handler函数中

core_upgrade_handler
proxy_handler
status_handler
handle_autoindex
default_handler

笔者通过查看汇编指令的方式查看地址对应的函数名

找到proxy_handler的调用过程后,主要分析Apache代理模块是如何进行代理的

0x3 Apache代理功能分析

在/modules/proxy/mod_proxy.c中的proxy_handler函数入口r->filename的值为下图所示

笔者发送的数据包为

GET /proxy/xxxx HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8787
User-Agent: curl/7.64.1
Accept: */*

显而易见,r->filename采用了proxy路径之后的内容与 proxy:http://127.0.0.1:8888/进行拼接,继续往下分析。
接下来一大段代码是首部字段 Max-Forwards的处理逻辑,这里就不再讲解了。再之后的代码如下

char *url = uri;
/* Try to obtain the most suitable worker */
access_status = ap_proxy_pre_request(&worker, &balancer, r, conf, &url);

此处的uri为http://127.0.0.1:8888/xxxx ,跟进ap_proxy_pre_request函数,最终来到了本次漏洞的主要函数fix_uds_filename

fix_uds_filename函数开头部分判断了几个条件,是否为proxy:开头,其中是否包含了unix和| ,如果进入if判断这几个条件缺一不可。

笔者采用的配置方式如下所示,因此不会进入fix_uds_filename函数主逻辑进行处理。

ProxyPass http://127.0.0.1:8888

同样的如下配置也是不能够进入到主处理逻辑的,因为不包含|

ProxyPass unix:///tmp/xxxx

其实细心的同学们已经发现fix_uds_filename的第二个参数为引用参数,当函数执行完之后会将结果会传给实参。再往上追溯ap_proxy_pre_request函数也是采用引用参数的形式获取url的值,worker和balancer参数同理

那么究竟如何给这个url赋值呢?他到底有什么作用?即使配置成这样也是不能进入处理逻辑

ProxyPass "unix:/tmp/xxxx|http://127.0.0.1:8888/"

经过前面函数的处理只保留了http部分内容,接下来就是漏洞payload构造环节了

0x4 为什么可以替换代理内容

那么可以猜想xxxx部分内容是否可控,比如发送如下数据包

GET /proxy/xxxx?unix:///tmp/xxxx|http://127.0.0.1:8888/ HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8787
User-Agent: curl/7.64.1
Accept: */*

在后端查看log日志显示内容如下,attempt to connect to Unix domain socket /tmp/xxxx,这说明已经把之前配置文件里代理到http://127.0.0.1:8888/链接的配置修改为了访问Unix domain socket套接字。

接着上一小节继续分析,这中间到底发生了什么导致从GET url传递的path路径最后经过apache的解析覆盖了配置里的路径。具体细节在fix_uds_filename写的很清楚

static void fix_uds_filename(request_rec *r, char **url) 
{
    char *ptr, *ptr2;
    if (!r || !r->filename) return;

    if (!strncmp(r->filename, "proxy:", 6) &&
            (ptr2 = ap_strcasestr(r->filename, "unix:")) &&
            (ptr = ap_strchr(ptr2, '|'))) {//判断r->filename中是否包含proxy:、unix:以及|
        apr_uri_t urisock;
        apr_status_t rv;
        *ptr = '\0';//用来分割unix domain socket 和 http协议
        rv = apr_uri_parse(r->pool, ptr2, &urisock);
        if (rv == APR_SUCCESS) {
            char *rurl = ptr+1;//获取代理的http路径
            char *sockpath = ap_runtime_dir_relative(r->pool, urisock.path);
            apr_table_setn(r->notes, "uds_path", sockpath);
            *url = apr_pstrdup(r->pool, rurl); /* so we get the scheme for the uds */
            /* r->filename starts w/ "proxy:", so add after that */
            memmove(r->filename+6, rurl, strlen(rurl)+1);//覆盖原有代理路径为新的http路径
            ap_log_rerror(APLOG_MARK, APLOG_TRACE2, 0, r,
                    "*: rewrite of url due to UDS(%s): %s (%s)",
                    sockpath, *url, r->filename);
        }
        else {
            *ptr = '|';
        }
    }
}

最后通过fix_uds_filename的一波操作后r->filename 变为了新的代理url。调试分析如下

函数入口处的r->filename为带有|分割的两个代理路径,最后通过以下两条语句获取uds_path和rurl

rv = apr_uri_parse(r->pool, ptr2, &urisock); // 从ptr2获取uds path
char *rurl = ptr+1;// 取|后的内容

可以看到代码的最后使用memmove函数替换r->filename 6字节之后的内容,如下图所示

细心读者可能会注意到一个为9999端口一个为/tmp/xxxx uds 文件,为什么最后代理的是uds文件而不是9999端口呢?这要看proxy_handler之后的代码。

0x5 如何将代理替换为http协议

在mod_proxy模块中也有钩子的使用,在proxy_handler代码中有一处如下函数调用。

access_status = proxy_run_scheme_handler(r, worker,
                                         conf, url,
                                         ents[i].hostname,
                                         ents[i].port);

P神的分析文章中直接把代码定位到了下面的部分,但是如果不了解apache函数调用机制的话,不知道是如何调用过来的,如果跟踪调用栈的话,只知道从proxy_run_scheme_handler到proxy_http_handler,虽然中间发生了很多事,但对调试者来说是透明的。和之前的钩子分析类似,scheme_handler也是一种挂钩,笔者找到了声明和注册的相关代码。

注册挂钩函数内容

p神在分析文章中提到的关键代码

uds_path = (*worker->s->uds_path ? worker->s->uds_path : apr_table_get(r->notes, "uds_path"));
if (uds_path) {//如果是null 则会使用http协议
    if (conn->uds_path == NULL) {
        /* use (*conn)->pool instead of worker->cp->pool to match lifetime */
        conn->uds_path = apr_pstrdup(conn->pool, uds_path);
    }
    // ...
    conn->hostname = "httpd-UDS";
    conn->port = 0;
}
else {
    // ...
    conn->hostname = apr_pstrdup(conn->pool, uri->hostname);
    conn->port = uri->port;
    // ...
}

那么如何让uds_path为空就是这个漏洞将要解决的问题,把目光继续转向生成uds_path的关键代码。

char *sockpath = ap_runtime_dir_relative(r->pool, urisock.path);
apr_table_setn(r->notes, "uds_path", sockpath);

影响返回值的关键函数是apr_filepath_merge,代码将会根据该函数返回值,返回相应的内容。

AP_DECLARE(char *) ap_runtime_dir_relative(apr_pool_t *p, const char *file)
{
    char *newpath = NULL;
    apr_status_t rv;
    const char *runtime_dir = ap_runtime_dir ? ap_runtime_dir : ap_server_root_relative(p, DEFAULT_REL_RUNTIMEDIR);

    rv = apr_filepath_merge(&newpath, runtime_dir, file,
                            APR_FILEPATH_TRUENAME, p);
    if (newpath && (rv == APR_SUCCESS || APR_STATUS_IS_EPATHWILD(rv)
                                      || APR_STATUS_IS_ENOENT(rv)
                                      || APR_STATUS_IS_ENOTDIR(rv))) {
        return newpath;
    }
    else {
        return NULL;
    }
}

但是apr函数不在apache源代码里,通过查看apr-1.6.3源码可以分析其中的逻辑,该函数在apr-1.6.3/file_io/unix/filepath.c

通过调试分析,该部分绕过就显而易见了,只需控制maxlen>APR_PATH_MAX 即可,addpath为uninx://和|之间的字符串,所以在构造payload的时候只需将长度控制在一定大小就能让Apache转发给指定的http端口。到此该漏洞的大部分内容已经分析完了,该漏洞涉及到了大量的httpd 调试技术,笔者在之前的分析文章中也有介绍。

0x6 如何修复

在2.4.49版本代码中使用了ap_cstr_casecmpn,该函数不区分大小写的比较两个字符串的前5个字符。

这也就意味着只能是 proxy:unix: 开头的字符串才能进入该分支,然而这并不属于用户控制的范围。但是如果在原用配置中使用了uds配置,则会进入该分支,至于会不会产生漏洞,笔者没有进一步测试。

 

0x04 总结

该ssrf代理访问漏洞适用于apache的绝大多是版本,相对来说漏洞原理比较简单,隐藏了多年也是很不容易了,至于危害的话,笔者认为危害还是挺大的,可以访问到服务器内部一些不对外开放的http端口及uds文件。整个分析流程已经完整呈现在大家面前,很多借鉴了p神和Firzen文章里的分析步骤,如有问题多多指正。

 

参考文献

https://www.leavesongs.com/PENETRATION/apache-mod-proxy-ssrf-cve-2021-40438.html
https://www.wangan.com/p/7fygfy122c313bee
https://firzen.de/building-a-poc-for-cve-2021-40438

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