CVE-2016-1000031 Apache Commons FileUpload 反序列化漏洞深入分析

时间：2025-02-11 20:47:21

反序列化漏洞最近一直不得安宁，先有Apache Commons Collections通过反序列化实现远程代码执行，再有Spring RMI 反序列化漏洞，最新又有了common upload file的反序列化漏洞CVE-2016-1000031（/cgi-bin/?name=CVE-2016-1000031）

漏洞原因

先来看 代码 
    /**
     * Reads the state of this object during deserialization.
     *
     * @param in The stream from which the state should be read.
     *
     * @throws IOException if an error occurs.
     * @throws ClassNotFoundException if class cannot be found.
     */
    private void readObject(ObjectInputStream in)
            throws IOException, ClassNotFoundException {
        // read values
        ();

        /* One expected use of serialization is to migrate HTTP sessions
         * containing a DiskFileItem between JVMs. Particularly if the JVMs are
         * on different machines It is possible that the repository location is
         * not valid so validate it.
         */
        if (repository != null) {
            if (()) {
                // Check path for nulls
                if (().contains("\0")) {
                    throw new IOException(format(
                            "The repository [%s] contains a null character",
                            ()));
                }
            } else {
                throw new IOException(format(
                        "The repository [%s] is not a directory",
                        ()));
            }
        }

        OutputStream output = getOutputStream();
        if (cachedContent != null) {
            (cachedContent);
        } else {
            FileInputStream input = new FileInputStream(dfosFile);
            (input, output);
            ();
            dfosFile = null;
        }
        ();

        cachedContent = null;
    }
DiskFileItem里面封装了反序列的方法，在反序列化的方法里
1. 序列化中的数据可以保存在服务器的临时文件中
2. 复制服务器的文件到临时文件
3. 删除服务器的文件 

   
    private transient DeferredFileOutputStream dfos; 
    public OutputStream getOutputStream()
        throws IOException {
        if (dfos == null) {
            File outputFile = getTempFile();
            dfos = new DeferredFileOutputStream(sizeThreshold, outputFile);
        }
        return dfos;
    }
dfos 是不可序列化的，反序列化中dfos为空，只能获取临时文件 
    protected File getTempFile() {
        if (tempFile == null) {
            File tempDir = repository;
            if (tempDir == null) {
                tempDir = new File((""));
            }

            String tempFileName = format("upload_%s_%", UID, getUniqueId());

            tempFile = new File(tempDir, tempFileName);
        }
        return tempFile;
    }

也就是基于设置的repository 目录的临时文件

从风险角度来考虑
1. 复制到临时文件upload_UID_UniqueID.tmp
2. 可以删除任意有删除权限的文件，问题的风险性并不高

CVE的描述

CVE所提示的风险感觉定义不清楚 
Apache Commons FileUpload DiskFileItem File Manipulation Remote Code Execution
DiskFileItem中注入执行代码，也无法在反序列化的时候被执行，这个和collection的反序列化的漏洞的风险是完全不同的，不清楚为何描述成可以操纵执行远端代码，是否是只要是反序列化的漏洞就是可以执行远端代码？

JDK6下的风险

JDK7以上在Java的file相关的基础类中都做了空字符的保护，这也是在针对java的string 和 c char的结束方式不一致，在Java中文件的操作中使用String这种char 数组，而C中的char 是以空字符为结束符，所以java操作的文件中很容易通过注入空字符来操作完全不同的文件
比如Java File file = new File("/test/\") 看起来再操作 \ 实际上在底层调用的（本质还是c读写文件）是在操作
在JDK7以后的版本File 里面会有一个判断是否有空字符的函数 
final boolean isInvalid() {
        if (status == null) {
            status = (('\u0000') < 0) ? 
                                                       : ;
        }
        return status == ;
    }

而在很多关键操作中都会有isInValid 函数的判断，避免被注入空字符绕过风险，但是JDK6并没有进行防护，在JDK6是可以通过输入空字符串进行文件名控制。
1. 我们先看目录的空字符是否有机会注入，在readObject的代码中，我们看到了在判断目录的时候，对路径进行了空字符保护 
 if (repository != null) {
            if (()) {
                // Check path for nulls
                if (().contains("\0")) {
                    throw new IOException(format(
                            "The repository [%s] contains a null character",
                            ()));
                }
            } else {
                throw new IOException(format(
                        "The repository [%s] is not a directory",
                        ()));
            }
        }

2. 在文件名中我们看是否有机会注入空字符 
String tempFileName = format("upload_%s_%", UID, getUniqueId());

UID, getUniqueId 都是可以构造的，但只能构造upload_为前缀的文件名

3. 通过相对路径构建任意文件名

构建 设置UID = /../../anyfile\0

只要有upload_为前缀的目录存在，通过相对路径，可以生成任意文件，同时最后注入空字符，结束文件名。这样就可以在服务器端生产任意文件

生成任意文件前提
1. JDK6 以下的版本
2. 必须在系统里存在upload_为前缀的目录存在

显然形成这样的攻击，前提条件是苛刻的

其他的风险

Dos攻击
因为使用了 DeferredFileOutputStream ，可以设置一个超大的 sizeThreshold（保存在内存里），设置一个系统里的超大文件 dfosFile在反序列化时复制dfosFile 到DefferredFileOutputStream导致JVM OOM 

 删除任意可删除的文件
设置dfosFile 为任意文件，因为反序列化后，复制完后会删除dfosFile，这样达到删除任意文件的目的

通过上述分析，我们可以看到上传文件反序列化的问题，并没有什么高危操作，而且有些攻击还必须有场景配合。

APACHE的官方态度

/jira/browse/FILEUPLOAD-279
Apache 目前给出几个方案
1. 不认为是问题
2. 去除的反序列化功能，这显然遭到了反对
3. 和collection解决方案一样在添加个系统参数的开关，如果打开的话，才能进行反序列化，就好像如果你打开了开关，就必须自己校验当从外部非可信域传入的时候

目前还无选择结果

反序列化JVM的不作为

目前JVM在反序列化的时候，JVM无法通过沙箱设置反序列化的类的黑白名单，只确保的反序列化类是在class loader 能初始化的。
对反序列化的保护，目前常见的解决方案扩展 ObjectInputStream，在resolveClass方法里进行类的黑白名单保护，但涉及到上层代码的改动。





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