从代码层面理解java的00截断漏洞深入篇

安全 2021-11-25 05:55

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4个月前写了一篇文章叫《从代码层面理解java的00截断漏洞》，由于当时出差新疆没时间深入，便在文末立了个有空继续深入的flag。今天我们通过跟踪jdk代码， 彻底搞清楚java中00截断的原理，以及它之后版本是如何修复的？

一、漏洞测试代码改进

看了一些java web系统文件上传代码，基本都是使用FileOutputStream来实现对上传内容的保存。于是将上篇文章的测试代码修改如下，简单模拟java的文件上传。

import java.io.*;

public class T2 {
    public static void main(String[] args) {
        String filepath = "c://shell.jsp" + (char)0 + ".txt";
        String content = "Test by c0ny1";
        System.out.println(filepath);

        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filepath);
            fos.write(content.getBytes());
            fos.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

通过在漏洞版本和非漏洞版本运行以上代码，可知如果00截断成功，则会在系统的c盘根目录新建一个内容为Test by c0ny1的shell.jsp，如果没有截断成功，则抛出Invalid file path异常。

二、漏洞是如何产生的?

我选择使用JDK1.7.0（JDK1.7第一个版本），来跟踪漏洞测试代码从运行到触发。

第一个构造函数

将传进来的name参数作为路径，新建了File对象，再次传入到FileOutputStream对象新的构造函数。根据传入的两个参数的类型，我们可以确定会进入到以下这个构造函数。

第二个构造函数

FileOutputStream对象的构造方法又调用了open函数，打开了name参数传进来的文件路径，我们继续跟进open函数。

open方法的声明

发现open函数是一个native method。它的实现体是由非java语言（c语言）实现的。只能去OpenJDK官网下载jdk源码来查看它的实现。无奈没有找到jdk7u1的源码，只找到了jdk7u75的源码。其实在小版本上源码应该区别不大。

在\openjdk\jdk\src\windows\native\java\io\FileOutputStream_md.c中找到了FileOutputStream类的open方法的JNI实现。open方法又调用了fileOpen方法，继续跟进fileOpen方法。

open方法的定义

在io_util_md.c中找到了fileOpen方法的定义。

fileOpen方法的定义

fileOpen方法调用了winFileHandleOpen函数，继续跟进。由于winFileHandleOpen函数代码比较多，这里精简出了关键代码。

jlong winFileHandleOpen(JNIEnv *env, jstring path, int flags)
{
	......
    if (onNT) { //如果在Windows NT/Windows 2000操作系统下
        WCHAR *pathbuf = pathToNTPath(env, path, JNI_TRUE);
        if (pathbuf == NULL) {
            /* Exception already pending */
            return -1;
        }
        h = CreateFileW(
            pathbuf,            /* Wide char path name */
            access,             /* Read and/or write permission */
            sharing,            /* File sharing flags */
            NULL,               /* Security attributes */
            disposition,        /* creation disposition */
            flagsAndAttributes, /* flags and attributes */
            NULL);
        free(pathbuf);//创建文件
    } else {
        WITH_PLATFORM_STRING(env, path, _ps) {
            h = CreateFile(_ps, access, sharing, NULL, disposition,flagsAndAttributes, NULL);//创建文件
        }
        END_PLATFORM_STRING(env, _ps);
    }
	......
    return (jlong)h;
}

通过阅读以上代码，可知如果在Windows NT/Windows 2000平台下会调用pathToNTPath函数将原始文件路径转化为Windows NT系统合法路径。然而通过阅读该方法源码，发现它并没有对\00字符串进行过滤。如果在其他Window操作系统版本下，则直接使用原始文件路径。

按照winFileHandleOpen方法的逻辑，无论如何最终都是调用了CreateFileW这个Windows API函数来创建文件。由于这个过程中均未对\00字符串进行过滤，如果传入的文件路径带有\00字符，则CreateFileW函数在创建文件时，路径会被截断。这没什么好说的。

这里我们没法继续跟进CreateFileW函数，毕竟Windows不开源。为了文章的严谨性，这里我用C语言写一个demo，来证明该函数可以截断。

//test.c
#include "windows.h"
int main()
{
	HANDLE fileHandle = CreateFileW(L"C:\\shell.jsp\0test.txt", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE, 0, OPEN_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
	char *data = "Test by c0ny1";
	DWORD a = strlen(data);
	unsigned long b;
	WriteFile(fileHandle, data, a, &b, NULL);
	CloseHandle(fileHandle);
    return 0;
}

代码运行演示如下：

CreateFileW函数00截断演示

三、漏洞是如何修复的？

这里选择使用jdk1.7.0_80（JDK1.7最新版本），来观察漏洞如果被修复的。

我们继续按照原来漏洞触发的调用链重新跟踪一遍，跟踪到第二构造函数时，发现多了一个针对文件路径的检查，若检查结果为非法，则抛出异常Invalid file path.

构造函数中检查文件路径

继续跟进，来到java.io.File类的isInvalid方法,发现该检查函数判断了路径中是否包含00字符串。（注意：java默认编码为Unicode，00字符串的Unicode编码为\u0000）。

文件路径检查函数

四、漏洞影响的版本范围

我们知道jdk1.7版本是部分版本存在漏洞的。但这里我们需要确定是哪个版本修复了这个漏洞。翻阅了JDK1.7多个版本代码，发现在JDK1.7.0_40（7u40）开始加上了对文件名是否存在\00字符的检查。也就是说 JDK1.7.0_40之前java是存在00截断的，而之后的版本就不存在了！

后面在官网的JDK 7u40的更新日志中也找到了关于00截断问题Bug ID，分别为JDK-8003992和JDK-8011539，具体链接放在了文末的参考文章里了。其实这两个是同一个Bug，官网也说明了它们重复了。