禁止JVM执行外部命令Runtime.exec:由Apache Commons Collections漏洞引发的思考

update: 2015-11-16

新版apache commons collections 3.2.2修复漏洞

新版本的apache commons collections默认禁止了不安全的一些转换类。可以通过升级来修复漏洞。参考release说明:https://commons.apache.org/proper/commons-collections/release_3_2_2.html

Dubbo rpc远程代码执行的例子

update: 2015-11-13

重新思考了下这个漏洞,给出一个dubbo rpc远程代码执行的例子。

https://github.com/hengyunabc/dubbo-apache-commons-collections-bug

可以说很多公司开放的rpc,只要协议里支持Java序列化方式,classpath里有apache commons collections的jar包,都存在被远程代码执行的风险。

至于能不能通过http接口再调用dubbo rpc远程代码,貌似不太可行。因为信息难以传递。

Apache Commons Collections远程代码执行漏洞

最近出来一个比较严重的漏洞,在使用了Apache Commons Collections的Java应用,可以远程代码执行。包括最新版的WebLogic、WebSphere、JBoss、Jenkins、OpenNMS这些大名鼎鼎的Java应用。

这个漏洞的严重的地方在于,即使你的代码里没有使用到Apache Commons Collections里的类,只要Java应用的Classpath里有Apache Commons Collections的jar包,都可以远程代码执行。

参考:

这个漏洞的演示很简单,只要在maven依赖里增加

<dependency>
    <groupId>commons-collections</groupId>
    <artifactId>commons-collections</artifactId>
    <version>3.2.1</version>
</dependency>

再执行下面的Java代码:

Transformer[] transformers = new Transformer[] { new ConstantTransformer(Runtime.class),
        new InvokerTransformer("getMethod", new Class[] { String.class, Class[].class },
                new Object[] { "getRuntime", new Class[0] }),
        new InvokerTransformer("invoke", new Class[] { Object.class, Object[].class },
                new Object[] { null, new Object[0] }),
        new InvokerTransformer("exec", new Class[] { String.class }, new Object[] { "calc" }) };

Transformer transformedChain = new ChainedTransformer(transformers);

Map innerMap = new HashMap();
innerMap.put("value", "value");
Map outerMap = TransformedMap.decorate(innerMap, null, transformedChain);

Map.Entry onlyElement = (Entry) outerMap.entrySet().iterator().next();
onlyElement.setValue("foobar");

这个漏洞的根本问题并不是Java序列化的问题,而是Apache Commons Collections允许链式的任意的类函数反射调用。攻击者通过允许Java序列化协议的端口,把攻击代码上传到服务器上,再由Apache Commons Collections里的TransformedMap来执行。

这里不对这个漏洞多做展开,可以看上面的参考文章。

如何简单的防止Java程序调用外部命令?

从这个漏洞,引发了很久之前的一个念头:如何简单的防止Java程序调用外部命令?

java相对来说安全性问题比较少。出现的一些问题大部分是利用反射,最终用Runtime.exec(String cmd)函数来执行外部命令的。如果可以禁止JVM执行外部命令,未知漏洞的危害性会大大降低,可以大大提高JVM的安全性。

换而言之,就是如何禁止Java执行Runtime.exec(String cmd)之类的函数。

在Java里有一套Security Policy,但是实际上用的人比较少。因为配置起来太麻烦了。
参考:

从文档里可以知道,Java里并没有直接禁止Rumtine.exec 函数执行的权限。

禁止文件执行的权限在java.io.FilePermission里。如果想禁止所有外部文件执行,可以在下面的配置文件中把execute 删除:

grant {
  permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read, write, delete, execute";
};

但是Java权限机制是白名单的,还有一大堆的权限要配置上去,非常复杂。
从tomcat的配置就知道了。http://tomcat.apache.org/tomcat-7.0-doc/security-manager-howto.html
所以Tomcat默认是没有启用Security Policy的,可以通过在命令加上-security参数来启用。

catalina.sh start -security

那么有没有简单的办法可以在代码里禁止Java执行外部命令?

研究了下,通过扩展SecurityManager可以简单实现:

SecurityManager originalSecurityManager = System.getSecurityManager();
if (originalSecurityManager == null) {
    // 创建自己的SecurityManager
    SecurityManager sm = new SecurityManager() {
        private void check(Permission perm) {
            // 禁止exec
            if (perm instanceof java.io.FilePermission) {
                String actions = perm.getActions();
                if (actions != null && actions.contains("execute")) {
                    throw new SecurityException("execute denied!");
                }
            }
            // 禁止设置新的SecurityManager,保护自己
            if (perm instanceof java.lang.RuntimePermission) {
                String name = perm.getName();
                if (name != null && name.contains("setSecurityManager")) {
                    throw new SecurityException("System.setSecurityManager denied!");
                }
            }
        }

        @Override
        public void checkPermission(Permission perm) {
            check(perm);
        }

        @Override
        public void checkPermission(Permission perm, Object context) {
            check(perm);
        }
    };

    System.setSecurityManager(sm);
}

只要在Java代码里简单加上面那一段,就可以禁止执行外部程序了。

Java序列化的本身的蛋疼之处

其实Java自身的序列化机制就比较蛋疼,可以参考Effective Java里的。
http://allenlsy.com/NOTES-of-Effective-Java-10/

并非禁止外部程序执行,Java程序就安全了

要注意的是,如果可以任意执行Java代码,还可以做很多事情,比如写入ssh密钥,从而可以远程登陆,参考最近的Redis未授权访问漏洞:https://www.sebug.net/vuldb/ssvid-89715

总结

禁止JVM执行外部命令,是一个简单有效的提高JVM安全性的办法。但是以前没有见到有相关的内容,有点奇怪。
可以考虑在代码安全扫描时,加强对Runtime.exec相关代码的检测。

有些开源库喜欢用Runtime.exec来执行命令获取网卡mac等操作,个人表示相当的蛋疼,不会使用这样子的代码。



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