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从一道CTF题浅谈MyBatis与Ognl的那些事

合天网安实验室  · 公众号  ·  · 2024-07-11 16:30

正文

MyBatis 默认是支持OGNL 表达式的,尤其是在动态SQL中,通过OGNL 表达式可以灵活的组装 SQL 语句,从而完成更多的功能。在特定的情况下可能会存在RCE的风险。

0x01引言

前段时间看了一道CTF题目ezsql

  • 传送门:http://www.yongsheng.site/2022/03/29/d3ctf/
    里面的解题过程大概是Mybatis调用时存在SQL注入,然后还存在OGNL注入。

看完文章后有一些疑惑:

  • 为什么SQL注入能解析ognl表达式达到RCE的效果?

  • 题目中是通过Provider注解进行sql配置的,xml配置和类似@Select配置也会存在类似的问题吗?

  • 使用#{}预编译后也会存在类似的风险吗?

带着这些疑惑,下面从mybatis的解析流程入手,分析这个case的成因并且看看能不能解决上述提出的疑惑。

0x02 mybatis封装SQL流程

提到Mybatis很自然的会想到${}和#{},看看具体是怎么解析的。

2.1 相关过程

Mybatis的工作流程首先是构建,也就是解析我们写的配置(xml,注解等),将其变成它所需要的对象。然后就是执行,通过前面的配置信息去执行对应的SQL,完成与Jdbc的交互。
简单的分析下具体的流程,案例代码如下:
对应的mapper方法:

相关的xml配置:


以mybatis 3.5.1为例,将断点下在调用的mybatis mapper方法上,简单的梳理对应的执行流程:

首先是 org.apache.ibatis.binding.MapperProxy#invoke 方法,主要的执行逻辑都在 MapperMethod execute() 方法:

跟进 org.apache.ibatis.binding.MapperMethod#execute 方法,首先是SQL类型的判断(INSERT/UPDATE/DELETE/SELECT):

mapper的方法是SELECT的,具体看看SELECT的流程,这里会通过method的返回值的不同调用不同的方法。例如前面的mapper method返回值是List ,会返回多行,那么就会调用 executeForMany() 方法:

org.apache.ibatis.binding.MapperMethod#executeForMany 中,核心的是 sqlSession.selectList() ,具体的sql执行应该是在这里,rowBounds参数从名称上看应该是跟分页有关的:

继续跟进,通过 MappedStatement#getBoundSql() 来获取要执行的sql语句,这里应该会对相关的SQL进行组装:

这里主要是通过SqlSource来组装,继续跟进相关的代码:

sqlSource主要是个接口,有四个实现类:

  • StaticSqlSource静态SQL,DynamicSqlSource、RawSqlSource处理过后都会转成StaticSqlSource

  • DynamicSqlSource处理包含${}、动态SQL节点的

  • RawSqlSource处理不包含${}、动态SQL节点的

  • ProviderSqlSource动态SQL,看名称应该是跟类似@SelectProvider注解有关

前面xml里配置的是 ${username} ,如果包含 ${} 的话一般会调用DynamicSqlSource进行解析,跟进具体的代码:

rootSqlNode.apply(context) 会对相关的sql节点进行组装,那么就会对root节点进行遍历,调用对应class的apply方法进行解析:

这里会遍历所有的SqlNode,然后根据对应的type再次调用对应的apply方法:

例如当前mapper的节点的类型为TextSqlNode,会调用其apply方法进行进一步的解析:

继续跟进,这里调用了 org.apache.ibatis.parsing.GenericTokenParser#parse 方法进行处理,主要是删除反斜杠并处理相关的参数(${}):

最后 把${}包裹的内容提取出来 ,然后调用 BindingTokenParser#handleToken 方法进行解析:

再往下跟进,这里会调用 OgnlCache.getValue 方法,从名称看应该是对sql中ognl表达式进行解析,然后替换SQL中对应的 ${xxx}

完成对应sql的封装后,最终会调用selectList方法完成sql执行的操作,从下图中的Exception信息也可以知道该方法与数据库进行了交互:

mybatis的整个封装SQL的流程大体上就是这样子了。
#{}的解析流程类似,主要不同的是BindingTokenParser变成了ParameterMappingTokenHandler,然后在handleToken对将#{}替换成占位符?

0x03 可能的缺陷

结合前面的CTF题目以及对应的疑惑,这里做一个猜想,mybatis使用不当的话存在sql注入(即输入直接拼接${})的情况,那么根据上面的分析,会调用DynamicSqlSource然后通过OgnlCache进行相应的解析, 如果parseExpression方法中解析的expression是一个恶意的ognl表达式的话,那么有可能存在风险

那么如何找到一处可以输入${恶意ognl表达式},同时能调用DynamicSqlSource通过OgnlCache进行相应的解析的利用点呢?题目里的Provider注解有什么关联呢?

3.1 分析过程

MyBatis 默认是支持OGNL 表达式的,尤其是在动态SQL中,通过OGNL 表达式可以灵活的组装 SQL 语句,从而完成更多的功能。从MyBatis的常见使用方式开始梳理,逐个进行分析:

3.1.1 XML配置

XML配置是比较常用的一种方式。

假设xml配置如下:


根据前面的分析MyBatis处理${}的时候,会使用OGNL计算这个结果值,然后替换SQL中对应的${xxx}。

很明显在调用这个mapper method时,OGNL会计算 @java.lang.Runtime@getRuntime().exec("open /System/Applications/Calculator.app") 的结果,然后再拼接到原始的SQL中。那么对应的恶意OGNL表达式就会被执行,这里简单写一个controller调用验证猜想。

可以看到提取了${}里的内容,然后OGNL进行了解析,很明显会调用Runtime执行对应的命令:

以上是一种比较理想的情况,实际上也不会有人在xml里写恶意的ognl表达式,替换跟覆盖已有的XML也不太现实。

更常见的场景一般是如下配置:

="getUserByUserName" parameterType="String" resultMap="User">
select * from users where username like ${username}

如果整个解析顺序如下:

  • 用户输入username->拼接到${}中->调用OGNL解析器解析新的expression

那么确实这里除了SQL注入以外,还可以通过OGNL注入达到上面RCE的效果。显然Mybatis的设计者在设计之初就考虑到了这一个风险,下断点调试,可以看到实际情况在解析时只会解析原有的${username},解析完毕后再把用户输入的值赋予给他。避免了RCE的利用。

3.1.2 普通注解

mybatis3提供了注解的方式,常见的有@Select、@Insert、@Update、@Delete,他们跟xml配置中对应的标签语法是类似的。这里一般sql配置是不可控的,跟xml一样没办法操作。

3.1.3 Provider注解

除了上述两种方式以外,MyBatis3提供了使用Provider注解指定某个工具类的方法来动态编写SQL。也就是题目里的注解,常见的注解有:

  • @SelectProvider

  • @InsertProvider

  • @UpdateProvider

  • @DeleteProvider

本质上Provider指定的工具类只需要返回一个SQL字符串,通过在外部定义好 sql直接引用

跟进下其封装SQL的过程,前面的过程都是一样的,最后都会通过 MappedStatement#getBoundSql() 来获取要执行的sql语句,进行相应的组装。

然后会调用 org.apache.ibatis.builder.annotation.ProviderSqlSource#getBoundSql 进一步组装:

相比xml配置,多了一个 org.apache.ibatis.builder.annotation.ProviderSqlSource#createSqlSource 的调用:

继续跟进,调用 org.apache.ibatis.builder.annotation.ProviderSqlSource#invokeProviderMethod :

因为Provider注解是用户自己编辑的,从对应的参数信息可以看出来这里大致应该是解析相应的外部类,得到对应的SQL,然后返回:







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