Apache Shiro 两种姿势绕过认证分析（CVE-2020-17523）

0x01 漏洞描述

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用Shiro的易于理解的API，您可以快速、轻松地获得任何应用程序，从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

当它和 Spring 结合使用时，在一定权限匹配规则下，攻击者可通过构造特殊的 HTTP 请求包完成身份认证绕过。

影响范围：Apache Shiro < 1.7.1

0x02 漏洞环境搭建

shiro 1.7.0

https://github.com/jweny/shiro-cve-2020-17523 两种姿势的漏洞环境均已更新。

0x03 poc测试

姿势一：

http://127.0.0.1:8080/admin/%20 或 http://127.0.0.1:8080/admin/%20/

使用空格等空字符，可绕过shiro身份验证。

姿势二：

经过和p0desta师傅交流，发现还有另一种特殊场景下的利用方式。

http://127.0.0.1:8080/admin/%2e 或 http://127.0.0.1:8080/admin/%2e/

但是.（还有/）在Spring的路径匹配的规则中是代表路径分隔符的，不作为普通字符进行匹配。因此在默认条件下访问 /admin/.会返回404。

但是在开启全路径的场景下setAlwaysUseFullPath(true)是可以正常匹配的。

0x04 漏洞分析

Shiro中对于URL的获取及匹配在org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain

先简单看下这个getChain方法：

该方法先检查requestURI是否以/结尾，如果是，就删掉最后一个/。

然后在匹配路径的循环中，会先判断下路径规则pathPattern是否以/结尾，如果是也会删除。然后再去调用pathMatches()方法进行路径匹配。

因此两种利用方式中，是否以/结尾都没有关系，因为开始经过getChain方法就会被删除。

4.1 空格绕过分析

关注下pathMatches()方法：

调出Evaluate，分别计算一下pathMatches（"/admin/*","/admin/1"）和pathMatches（"/admin/*","/admin/ "），前者正常匹配，后者匹配失败。

开始调试，调试开始会经过一阵漫长的F7。一直到doMatch("/admin/*","/admin/ ")。可见，tokenizeToStringArray返回的pathDirs已经没有第二层路径了。因此会导致/admin/* 和/admin 不匹配。

跟一下tokenizeToStringArray方法，发现其调用tokenizeToStringArray方法时的trimTokens参数为true。

而tokenizeToStringArray方法，在参数trimTokens为true时，会经过trim()处理，因此导致空格被清除。再次返回getChain时最后一个/被删除。因此tokenizeToStringArray返回的pathDirs没有第二层路径。

总结一下：存在漏洞的shiro版本，由于调用tokenizeToStringArray方法时，trimTokens参数默认为true，空格会经过trim()处理，因此导致空格被清除。再次返回getChain时最后一个/被删除，所以/admin与/admin/*匹配失败，导致鉴权绕过。而Spring接受到的访问路径为/admin/%20，按照正常逻辑返回响应，因此导致权限被绕过。

4.2 /./绕过分析

看到第二种姿势的/.和/./，是不是想起了某个熟悉方法？没错，就是normalize()。

简单翻译下就是：

所以/admin/.在被处理成/admin/./之后变成了/admin/。

在经过org.apache.shiro.web.filter.mgt.PathMatchingFilterChainResolver#getChain处理，由于/结尾，如果是，就删掉最后一个/，变成了/admin。``/admin与/admin/*`不匹配，因此绕过了shiro鉴权。

而此时Spring收到的请求为/admin/.。**如果没有开启全路径匹配的话，在Spring中.和/是作为路径分隔符的，不参与路径匹配。**因此会匹配不到mapping，返回404。

开启全路径匹配的话，会匹配整个url，因此Spring返回200。

这里附上开启全路径匹配的代码：

@SpringBootApplication
public class SpringbootShiroApplication extends SpringBootServletInitializer implements BeanPostProcessor {

    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder builder) {
        return builder.sources(SpringbootShiroApplication.class);
    }

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringbootShiroApplication.class, args);
    }

    @Override
    public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
            throws BeansException {
        if (bean instanceof RequestMappingHandlerMapping) {
            ((RequestMappingHandlerMapping) bean).setAlwaysUseFullPath(true);
        }
        return bean;
    }

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
            throws BeansException {
        return bean;
    }
}

0x05 官方的修复方案

经过以上的分析，造成shiro权限绕过的原因有两个：

1. tokenizeToStringArray函数没有正确处理空格。
2. 处理最后一个/的逻辑，不应在循环匹配路径的逻辑之前。

因此官方的修复方案为：

https://github.com/apache/shiro/commit/0842c27fa72d0da5de0c5723a66d402fe20903df

1. 将tokenizeToStringArray的trimTokens参数置为false。
2. 调整删除最后一个/的逻辑。修改成先匹配原始路径，匹配失败后再去走删除最后一个/的逻辑。

0x06 关于trim

原理上来说trim()会清空字符串前后所有的whitespace，空格只是其中的一种，但是在测试中发现除了空格以外的其他whitespace，例如%08、%09、%0a，spring+tomcat 处理时都会返回400。

因此第一种姿势除了空格，尚未发现其他好用的payload。

0x07 参考

https://github.com/apache/shiro/commit/0842c27fa72d0da5de0c5723a66d402fe20903df

https://www.anquanke.com/post/id/216096

https://www.cnblogs.com/syp172654682/p/9257282.html