一个有趣的实例让NoSQL不再神秘
原创作者： VillanCh
0×00 背景
本文主要讲一下mongodb带来的安全问题，然后由一个有趣的CTF实例介绍对NoSQL的injection。
MongoDB可以适应各种规模的企业，个人的开源数据库。定向是一种敏捷开发的数据库，MongoDB的数据模式可以随着应用程序的发展灵活更新。同时提供了二级索引以及完整的查询系统，构建新的应用，提高与客户之间的工作效率，加快产品上市时间，降低成本。但就安全领域本身而言，这个MongoDB并没有完全避免安全问题（当然，完全避免是不可能的）。
0×01 基础知识
在MongoDB的FAQ里面有这样一段话：
“..with MongoDB we are not building queries from string , so traditional SQL injection attacks are not a problem.”
因此大多数的开发者以为这样就高枕无忧了。其实他们的说法并无错误。
传统的SQLi手段是不可行的。因为MongoDB所要求的输入形式是json的格式，例如：find({‘key1′;’value1′})在实际的使用中(PHP环境下)，一般是这样使用$collection->find(array(‘key’=> ‘value’));对于习惯传统的SQL注入手段的我们来讲，这样的形式很难想到常规的方法去bypass也很难想到办法去构造payload，这种手段就像参数化的SQL语句一样很难注入。
想要找到真的漏洞成因和原理，了解最基础的MongoDB语法是必要的，整体的介绍我就不罗嗦了，我只贴出我认为重要的来精简篇幅，节省大家的时间：
条件操作符
$gt : > $lt : < $gte: >= $lte: <= $ne : !=、<> $in : in $nin: not in $all: all $or:or $not: 反匹配(1.3.3及以上版本) 模糊查询用正则式：db.customer.find({'name': {'$regex':'.*s.*'} }) /** * : 范围查询 { "age" : { "$gte" : 2 , "$lte" : 21}} * : $ne { "age" : { "$ne" : 23}} * : $lt { "age" : { "$lt" : 23}} */
0×02 威胁
但是问题不在SQL注入这里，我们显然不能用SQL语句的角度来考虑这个问题。我们显然应该换一个角度。
在实际的使用中。find({‘var’:{‘$key’:'value’}}) 这样的语句是完全可以出现的。
这样的语句我们在上0×01的介绍中有看到，涉及到范围查询与$ne与lt的使用时，举到了这些例子，这里在威胁部分，我们再举出几个例子：
//查询age = 22的记录 db.userInfo.find({"age": 22}); //相当于：select * from userInfo where age = 22; //查询age > 22的记录 db.userInfo.find({age: {$gt: 22}}); //相当于：select * from userInfo where age > 22;
我们发现，在find的参数里，age对应的value设置为数组（这个数组包含特殊的mongoDB特别定义的变量名作为操作符，变量名对应的value作为操作对象）将会起到条件查询的作用。就PHP本身的性质而言，由于其松散的数组特性，导致如果我们输入value=A那么，也就是输入了一个value的值为1的数据。如果输入value[$ne]=2也就意味着value=array($ne=>2),在MongoDB的角度来，很有可能从原来的一个单个目标的查询变成了条件查询（$ne表示不等于-not equel）：
从xxx.find({'key': 'A'})变成了xxx.find({'key':{$ne:'A'}})
显然这样已经出现了非常严重的安全问题。
0×03 探讨（从一个实例开始）
就0×02中分析的威胁，我们可以来深入探讨一下这样的威胁会导致怎么样巨大的问题。
（从这一部分开始，我就从一个root-me的实例来深度探讨一下这个NoSQL具体有怎么样的安全问题）
这是Root-me.org的web-server的challenge
现在的状态大概有20个人成功完成了这个挑战。我们来看一下这个实例到底有什么玄机吧。
我们先随手输入一个账号密码看看有什么反应，我随手输入了/与/它提示
不出意料，我们发现它传递数据是通过GET传递的，url显示了自己输入的用户名和密码。
按照我们刚发现的漏洞，可以尝试一下条件查询。同时更改两个条件，比较聪明的读者马上就会想到如果你输入 http://challenge01.root-me.org/web-serveur/ch38/?login[$ne]=/&pass[$ne]=/
马上可以bypass验证了对不对？
那么恭喜你，到这里你已经掌握了最基础的NoSQL的注入。
显然我们的目标并不在这里。因为没有出现flag，题目说了要寻找隐藏的username是吧，那么大概隐藏的用户名和flag有着很强的联系。嗯哼，所以。Just try!
0×04 exploit it!
显然我们第一步还是挺成功，但是也有点失望，我们发现，并没有拿到flag，但是欣慰的是我们成功得对这个漏洞进行了初级利用。作为一个有上进心的人，显然这不是我们的终极目的。动脑筋想一下，肯定存在另一个账户对吧？那么它的用户名肯定不是admin，于是我们上次url做一下轻微的修改好像就可以成功了？ 
不免还是有点失望，这个test肯定不是正确的答案。那么我们其实并不需要慌，按照这个逻辑，用户名不是admin，密码不是test的密码是不是就又可以猜出另外的用户了？显然这样的思路绝对没有错，但是问题就是我们不知道admin或者是test的密码啊。
从这里开始才是真正的exploition！
那么，有趣的问题来了，我们怎么样来获得密码？在出现You are connected as : xxx以后，我并没有发现存在相关cookie，这样就麻烦了，它是一次性验证的，用户名密码写在了php里面，然后我们也没有发现可以代码注入的地方，也就是说我们只能用这个类似的手段来获取密码。回顾一下基础知识部分模糊查询用正则表达式：db.customer.find({‘name’: {‘$regex’:’.*s.*’} })
这样好像我们可以通过构造正则表达式来检验密码的每一位（类似的思路参考SQL Blind Injection），如果大家有需要，我可以在下一篇文章中解释一下SQL盲注的知识。
在这里我简单解释一下，正则表达式用于模糊查询：
^表示从前开始匹配
$表示从后开始匹配。
^abc表示前三个字母组合必须是abc，那么，我们查询password如果满足^a那么，也就是说password的第一位一定是a，如果满足^ab那么第一位第二位一定是ab，如果不是的话，返回错误！
现在我们基本原理懂了，就可以动手来猜密码了对不对？
这样来看密码的第一位一定不是a，实际上第一位是n，那么我们来验证一下：
显然，这肯定不能一个一个猜啊，累的要死。。。然后我编写了下面这样一个脚本来猜密码：
import urllib payload ="login=test&pass[$regex]=^" #web = urllib.urlopen("http://challenge01.root-me.org/web-serveur/ch38/?"+payload) str_base="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890"#/-+=.~`!@%^*()[]{}|/;:'/",<>?" while(1): print 'try : ' ,str_base[i] if "You are connected " inurllib.urlopen("http://challenge01.root-me.org/web-serveur/ch38/?"+payload+str_base[i]).read(): print 'success' ,':', str_base[i] payload = payload+str_base[i] #global i i = 0 else: i= i + 1 print "fail" if i < len(str_base): pass else: break #print payload print"Guess End" print payload
我就不解释这个源码的编写过程了（这不属于本文的讨论范畴）
启动脚本以后我们坐等结果吧。
猜出了admin的密码是not_the_flag
test的密码是still_not_the_flag
那么按照我们一开始的思路这下应该就可以拿到另一个隐藏用户了：
没错我特意打了马赛克，知道flag是什么？请自己动手吧！
0×05 后记
自己手写过一遍exp，回头看看整理一下思路，NoSQL的injection其实倒是和SQL一点关系都没有，难怪NoSQL 的实际含义是（Not only SQL）或许是这样？也或许不是。总之呢，在技术日新月异发展的今天，我相信MongoDB的初衷和想法确实是不错的，它的确彻底杜绝了传统的SQL注入，但是不幸的是，队友PHP不给力，以及自己查询机制本身的缺陷导致更大的问题出现了。
希望本文对读者有所启发！
*原创作者：VillanCh，本文属FreeBuf原创奖励计划文章，未经作者本人及FreeBuf许可，切勿私自转载
正文到此结束
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