shiro-cve-2020-17523 漏洞的两种绕过姿势分析 以及配套的漏洞环境# Apache Shiro 两种姿势绕过认证分析（CVE-2020-17523）
## 0x01 漏洞描述
Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用Shiro的易于理解的API，您可以快速、轻松地获得任何应用程序，从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。
当它和 Spring 结合使用时，在一定权限匹配规则下，攻击者可通过构造特殊的 HTTP 请求包完成身份认证绕过。
影响范围：Apache Shiro < 1.7.1
## 0x02 漏洞环境搭建
shiro 1.7.0
https://github.com/jweny/shiro-cve-2020-17523 两种姿势的漏洞环境均已更新。
## 0x03 poc测试
**姿势一：**
http://127.0.0.1:8080/admin/%20 或 http://127.0.0.1:8080/admin/%20/
使用空格等空字符，可绕过shiro身份验证。
**姿势二：**
经过和p0desta师傅交流，发现还有另一种特殊场景下的利用方式。
http://127.0.0.1:8080/admin/%2e 或 http://127.0.0.1:8080/admin/%2e/
但是`.`（还有`/`）在Spring的路径匹配的规则中是代表路径分隔符的，不作为普通字符进行匹配。因此在默认条件下访问 `/admin/.`会返回404。
但是在开启全路径的场景下`setAlwaysUseFullPath(true)`是可以正常匹配的。
## 0x04 漏洞分析
Shiro中对于URL的获取及匹配在`org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain`
先简单看下这个`getChain`方法：
该方法先检查requestURI是否以`/`结尾，如果是，就删掉最后一个`/`。
然后在匹配路径的循环中，会先判断下路径规则pathPattern是否以`/`结尾，如果是也会删除。然后再去调用`pathMatches()`方法进行路径匹配。
**因此两种利用方式中，是否以`/`结尾都没有关系，因为开始经过`getChain`方法就会被删除。**
### 4.1 空格绕过分析
关注下`pathMatches()`方法：
调出Evaluate，分别计算一下`pathMatches（"/admin/*","/admin/1"）`和`pathMatches（"/admin/*","/admin/ "）`，前者正常匹配，后者匹配失败。
开始调试，调试开始会经过一阵漫长的F7。一直到`doMatch("/admin/*","/admin/ ")`。可见，`tokenizeToStringArray`返回的pathDirs已经没有第二层路径了。因此会导致`/admin/* `和`/admin `不匹配。
跟一下`tokenizeToStringArray`方法，发现其调用`tokenizeToStringArray`方法时的`trimTokens`参数为true。
而`tokenizeToStringArray`方法，在参数`trimTokens`为true时，会经过`trim()`处理，因此导致空格被清除。再次返回`getChain`时最后一个`/`被删除。因此`tokenizeToStringArray`返回的pathDirs没有第二层路径。
总结一下：存在漏洞的shiro版本，由于调用`tokenizeToStringArray`方法时，`trimTokens`参数默认为true，空格会经过`trim()`处理，因此导致空格被清除。再次返回`getChain`时最后一个`/`被删除，所以`/admin`与`/admin/*`匹配失败，导致鉴权绕过。而Spring接受到的访问路径为`/admin/%20`，按照正常逻辑返回响应，因此导致权限被绕过。
### 4.2 /./绕过分析
看到第二种姿势的`/.`和`/./`，是不是想起了某个熟悉方法？没错，就是`normalize()`。
简单翻译下就是：
| 条件 | 示例 |
| ------------------------------ | ------------------------ |
| 正斜杠处理成反斜杠 | \ -> / |
| 双反斜杠处理成反斜杠 | // -> / |
| 以/.或者/..结尾，则在结尾添加/ | /. -> /./ /.. -> /../ |
| 归一化处理/./ | /./ -> / |
| 路径跳跃 | /aaa/../bbb -> /bbb |
所以`/admin/.`在被处理成`/admin/./`之后变成了`/admin/`。
在经过`org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain`处理，由于`/`结尾，如果是，就删掉最后一个`/`，变成了`/admin`。``/admin`与`/admin/*`不匹配，因此绕过了shiro鉴权。
而此时Spring收到的请求为`/admin/.`。**如果没有开启全路径匹配的话，在Spring中`.`和`/`是作为路径分隔符的，不参与路径匹配。**因此会匹配不到mapping，返回404。
开启全路径匹配的话，会匹配整个url，因此Spring返回200。
这里附上开启全路径匹配的代码：
```
@SpringBootApplication
public class SpringbootShiroApplication extends SpringBootServletInitializer implements BeanPostProcessor {
@Override
protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
return builder.sources(SpringbootShiroApplication.class);
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringbootShiroApplication.class, args);
}
@Override
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
throws BeansException {
if (bean instanceof RequestMappingHandlerMapping) {
((RequestMappingHandlerMapping) bean).setAlwaysUseFullPath(true);
}
return bean;
}
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
throws BeansException {
return bean;
}
}
```
## 0x05 官方的修复方案
经过以上的分析，造成shiro权限绕过的原因有两个：
1. `tokenizeToStringArray`函数没有正确处理空格。
2. 处理最后一个`/`的逻辑，不应在循环匹配路径的逻辑之前。
因此官方的修复方案为：
https://github.com/apache/shiro/commit/0842c27fa72d0da5de0c5723a66d402fe20903df
1. 将`tokenizeToStringArray`的`trimTokens`参数置为false。
2. 调整删除最后一个`/`的逻辑。修改成先匹配原始路径，匹配失败后再去走删除最后一个`/`的逻辑。
## 0x06 关于trim
原理上来说`trim()`会清空字符串前后所有的whitespace，空格只是其中的一种，但是在测试中发现除了空格以外的其他whitespace，例如`%08`、`%09`、`%0a`，spring+tomcat 处理时都会返回400。
因此第一种姿势除了空格，尚未发现其他好用的payload。
## 0x07 参考
https://github.com/apache/shiro/commit/0842c27fa72d0da5de0c5723a66d402fe20903df
https://www.anquanke.com/post/id/216096
https://www.cnblogs.com/syp172654682/p/9257282.html
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