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前言

昨天在推特上看到threedr3am师傅发的Spring Data MongoDB SpEL的环境，然后就自己去手动分析了一波，这里用的版本是Spring Data MongoDB 3.3.4

漏洞的原因是当使用@Query或@Aggregation注解进行数据库查询，且使用了占位符获取参数导致的Spel表达式注入

漏洞分析

在diif上可以看到漏洞触发的点

在org.springframework.data.mongodb.util.json.ParameterBindingJsonReader#bindableValueFor中进行绑定参数时触发漏洞，直接在327行打个断点调试，此时expression的值就是构造好的payload，但此时并不会触发漏洞，会在下一次再到这个地方时才会触发漏洞，这里跟进到this.evaluateExpression中看一下

此时this.expressionEvaluator的值为ParameterBindingDocumentCodec，此时会进入到ParameterBindingDocumentCodec中对expression进行处理，最后会返回一个空的对象

接下来比较了在同一个地方两个的堆栈，发现是在org.springframework.data.mongodb.repository.query.StringBasedMongoQuery#createQuery中先进入到getBindingContext进行了参数绑定，看到此时传入的codec就是ParameterBindingDocumentCodec导致第一次并没有触发漏洞，然后绑定参数后在进入到decode中最后会再次进入bindableValueFor中

先来看一下第一次进行参数绑定时进行了什么操作，在org.springframework.data.mongodb.util.json.ParameterBindingJsonReader#readBsonType中，通过switch判断token的Type属性，进入到UNQUOTED_STRING中，在这里进行setCurrentName操作，该值是在bindableValueFor中通过一系列操作后获得，其为实体类中的id参数

接着继续往下走，会经过很多对value值进行equals的对比，此时value是:#{?0}，肯定是false的，最后进入到bindableValueFor中，首先是先把值传给了tokenValue，然后先后对其进行了PARAMETER_BINDING_PATTERN和EXPRESSION_BINDING_PATTERN规则匹配表达式，然后取出值交给binding，在通过substring取出占位符?0，接下来通过for循环将一开始传进来的payload和占位符进行替换，然后执行this.evaluateExpression，因为同时传入的codec，只是返回了一个空的Object实例，最后将value和type进行set后返回bindableValue，这里感觉就是先对实体类的id参数进行了绑定

private static final Pattern PARAMETER_ONLY_BINDING_PATTERN = Pattern.compile("^\\(\\d+)$");
private static final Pattern PARAMETER_BINDING_PATTERN = Pattern.compile("\\?(\\d+");
private static final Pattern EXPRESSION_BINDING_PATTERN = Pattern.compile("[\\?:#\\{.*\\}");

接着进行this.getBindingContext后，会进入到decode中，最后进行一样的操作，此时this.expressionEvaluator为DefaultSpELExpressionEvaluator，最后执行getValue触发SpEl表达式注入

漏洞防御

这里引入的是Spring Data MongoDB 3.3.4

在新版本中额外增加了一个规则匹配表达式，并对binding也就是:#{?0}进行匹配，然后将传进来的payload放入到innerSpelVariables的键值对里，key为特殊字符，最后和binding一起传入到this.evaluateExpression中

private static final Pattern SPEL_PARAMETER_BINDING_PATTERN = Pattern.compile("('\\?(\\d+)'|\\?(\\d+))");

其中进行了三元运算符判断，判断的是this.expressionEvaluator是否为EvaluationContextExpressionEvaluator的实例，然后会是false进入到evaluate，此时传进来的是键值对中的key#__QVar0然后无法触发SpEL表达式注入

public Object evaluateExpression(String expressionString, Map<String, Object>variables) {
return this.expressionEvaluator instanceof EvaluationContextExpressionEvaluator ? ((EvaluationContextExpressionEvaluator)this.expressionEvaluator).evaluateExpression(expressionString, variables) : this.expressionEvaluator.evaluate(expressionString);
}

参考链接

1. https://github.com/threedr3am/learnjavabug/tree/master/spring/spring-data-mongodb-spel-CVE-2022-22980
2. https://github.com/spring-projects/spring-data-mongodb/commit/7c5ac764b343d45e5d0abbaba4e82395b471b4c4?diff=split

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