Java服务XXE漏洞防御方法

Posted on 2018-08-03 Edited on 2024-11-13 In web

前段时间在搞应急，从一个啥都不会的小白学了一些XXE的简单poc构造和防御手段，网上攻击的poc很多，就不多说了，防御方法五花八门，而且有些防御根本就是无效的！！写篇文章分享一下，如何用Java彻底防御XXE。

一、简介

Java提供了一些解析xml的API，也有第三方写的，如果攻击者构造恶意的xml让Java应用去解析，可以造成任意文件读。在Java里是无法代码执行的，但在其他语言里可能会。

最全的链接是这个 https://www.owasp.org/index.php/XML_External_Entity_(XXE)_Prevention_Cheat_Sheet#JAXB_Unmarshaller （但经过测试，大部分写的不错，漏了一些细节，也就有了这篇文章）

Github地址

https://github.com/LeadroyaL/java-xxe-defense-demo

本文原本写于2018年 8 月，很多不准确的地方，建议阅读2019 年 7 月的两篇文章，个人认为更加清晰和准确，链接为https://leadroyal.cn/p/930 https://leadroyal.cn/p/914

二、各种写法

1、DocumentBuilderFactory

官方patch

DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
String FEATURE = null;
FEATURE = "http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl";
dbf.setFeature(FEATURE, true);
FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities";
dbf.setFeature(FEATURE, false);
FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-general-entities";
dbf.setFeature(FEATURE, false);
FEATURE = "http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd";
dbf.setFeature(FEATURE, false);
dbf.setXIncludeAware(false);
dbf.setExpandEntityReferences(false);
DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();
builder.parse(new ByteArrayInputStream(s.getBytes()));

可以使用本文最后的poc1来验证。如果出现了网络上的卡顿、或者文件NotFound，就说明仍然可以被攻击，如果出现了抛出异常，就是成功防御。

另一种patch方式：

DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
String FEATURE = null;
FEATURE = "http://javax.xml.XMLConstants/feature/secure-processing";
dbf.setFeature(FEATURE, true);

使用这个Feature也是比较保险的方式，后面会讲我是如何找到这个Feature的，也是很巧合。

民间的垃圾patch

1	dbf.setExpandEntityReferences(false);

只写这句没用的，照样可以被日。

2、SAXBuilder

官方patch

SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
builder.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
builder.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);
builder.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);
Document doc = builder.build(new File(fileName));

这个没什么好讲的，用poc1验证即可，应该也是第一句最重要，后面两句用处不是很大。

3、SAXParserFactory

官方patch

SAXParserFactory spf = SAXParserFactory.newInstance();
spf.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
spf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);
SAXParser parser = spf.newSAXParser();
parser.parse(ResourceUtils.getPoc1(), (HandlerBase) null);

使用poc1来验证。

1 2	spf.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false); spf.setFeature("http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd", false);

民间流行的垃圾patch

SAXParserFactory parserFactory = SAXParserFactory.newInstance();
parserFactory.setValidating(false);
parserFactory.setXIncludeAware(false);
parserFactory.setNamespaceAware(false);
SAXParser parser = parserFactory.newSAXParser();

4、SAXReader

官方patch

SAXReader saxReader = new SAXReader();
saxReader.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
saxReader.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);
saxReader.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);

使用poc1来验证。

5、SAXTransformFactory

官方patch

SAXTransformerFactory sf = SAXTransformerFactory.newInstance();
sf.setAttribute(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_DTD, "");
sf.setAttribute(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_STYLESHEET, "");
sf.newXMLFilter(Source);

使用poc1来验证。

6、SchemaFactory

官方patch

SchemaFactory factory = SchemaFactory.newInstance("http://www.w3.org/2001/XMLSchema");
factory.setProperty(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_DTD, "");
factory.setProperty(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_SCHEMA, "");
Schema schema = factory.newSchema(Source);

使用poc1来验证。

7、TransformFactory

官方patch

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TransformerFactory tf = TransformerFactory.newInstance();
tf.setAttribute(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_DTD, "");
tf.setAttribute(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_STYLESHEET, "");

使用poc1来验证。

8、Validator

官方patch

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2
3

Validator validator = schema.newValidator();
validator.setProperty(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_DTD, "");
validator.setProperty(XMLConstants.ACCESS_EXTERNAL_SCHEMA, "");

使用poc1来验证。

9、XMLInputFactory

官方patch

1 2	xmlInputFactory.setProperty(XMLInputFactory.SUPPORT_DTD, false); xmlInputFactory.setProperty(XMLInputFactory.IS_SUPPORTING_EXTERNAL_ENTITIES, false);

使用poc1来验证。

10、XMLReader

官方patch

reader.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl", true);
reader.setFeature("http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd", false);
reader.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities", false);
reader.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities", false);

使用poc1来验证。

11、unmarshaller的操作

Unmarshaller的一般需要提供一个class，对其中的对象进行自动的编码和解码，所以没有通用的poc，需要和其他类进行配合。在实际使用场景中，为了防止自己写错，可以先marshall一份String，再将这个String unmarshall回去。例如：

import javax.xml.bind.annotation.XmlElement;
import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;

@XmlRootElement
public class Person {
    @XmlElement(name = "age")
    public int age;
    @XmlElement(name = "person")
    public String name;
}

<person>
    <age>10</age>
    <person>Who</person>
</person>

这个类和xmlString可以相互转化，那么poc构造时候，就要使用第二种，见末尾。

一般 unmarshall 是从上文的类里分出来的，只要工厂类设置好feature，这里就不会出事。

12、额外JAXBContext，自带防御。

JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(tClass);
Unmarshaller um = context.createUnmarshaller();
StringReader sr = new StringReader(poc);
Object o = um.unmarshal(sr);
tClass.cast(o);

这个虽然没有设置过feature，但也是无法被日的，就是因为JAXBContext里在创建unmarshaller的时候，某句话，设置了secure-processing的Feature。使用poc2来验证。

附：poc1

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE xdsec [
        <!ELEMENT methodname ANY >
        <!ENTITY xxe SYSTEM "http://111.222.111.222:12345/test.txt" >]>
<methodcall>
    <methodname>&xxe;</methodname>
</methodcall>

附：poc2

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ANY[
<!ENTITY poc SYSTEM  "http://111.222.111.222:12345/test.txt">]>
<person>
    <age>10</age>
    <name>&poc;</name>
</person>

13、dom4j低版本自带的XXE(2018.11更新)

处理线上风险时，不小心看到了这个 API，我写的扫描器扫出来的，准备去官网报个洞，发现被人报了。

https://github.com/dom4j/dom4j/issues/28

很简单，DocumentHelper.parseText() 里直接用了 SaxReader，没有做保护。方案有两个：一是升级版本，升级到2.1.1即可；二是重构代码，不要用这个 API。

注意，从1.x到2.x的过程，官方改名了！ 1.x 是 dom4j:dom4j ；2.x是 org.dom4j:dom4j

三、Tips

1、如果是一些工厂类的话，一定要先设置Feature，再去生成数据。例如下面两种写法，后者是无效的。

public void safe() throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {
    DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    String FEATURE = null;
    FEATURE = "http://javax.xml.XMLConstants/feature/secure-processing";
    dbf.setFeature(FEATURE, true);
    FEATURE = "http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl";
    dbf.setFeature(FEATURE, true);
    FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-general-entities";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    FEATURE = "http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    dbf.setXIncludeAware(false);
    dbf.setExpandEntityReferences(false);
    DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();
    builder.parse(ResourceUtils.getPoc1());
}

public void unsafe() throws ParserConfigurationException, IOException, SAXException {
    DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
    DocumentBuilder builder = dbf.newDocumentBuilder();
    String FEATURE = null;
    FEATURE = "http://javax.xml.XMLConstants/feature/secure-processing";
    dbf.setFeature(FEATURE, true);
    FEATURE = "http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl";
    dbf.setFeature(FEATURE, true);
    FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-general-entities";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    FEATURE = "http://apache.org/xml/features/nonvalidating/load-external-dtd";
    dbf.setFeature(FEATURE, false);
    dbf.setXIncludeAware(false);
    dbf.setExpandEntityReferences(false);
    builder.parse(ResourceUtils.getPoc1());
}

2、觉得防御好后，记得测一下，不然很容易被网上的一些垃圾patch给坑了。

四、相关链接

https://blog.spoock.com/2018/10/23/java-xxe/ 后来的另一篇介绍xxe的，比我这篇更清晰。