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浅谈XXE攻击

0×00. 介绍

现在越来越多主要的web程序被发现和报告存在XXE(XML External Entity attack)漏洞，比如说facebook、paypal等等。举个例子，我们扫一眼这些网站最近奖励的漏洞，充分证实了前面的说法。尽管XXE漏洞已经存在了很多年，但是它从来没有获得它应得的关注度。很多XML的解析器默认是含有XXE漏洞的，这意味着开发人员有责任确保这些程序不受此漏洞的影响。

本文主要讨论什么是XML外部实体，这些外部实体是如何被攻击的。

0×01. 什么是XML外部实体？

如果你了解XML，你可以把XML理解为一个用来定义数据的东东。因此，两个采用不同技术的系统可以通过XML进行通信和交换数据。比如，下图就是一个用来描述一个职工的XML文档样本，其中的’name’,'salary’,'address’ 被称为XML的元素。

浅谈XXE攻击

有些XML文档包含system标识符定义的“实体”，这些XML文档会在DOCTYPE头部标签中呈现。这些定义的’实体’能够访问本地或者远程的内容。比如，下面的XML文档样例就包含了XML ‘实体’。

浅谈XXE攻击

在上面的代码中， XML外部实体 ‘entityex’ 被赋予的值为：file://etc/passwd。在解析XML文档的过程中，实体’entityex’的值会被替换为URI(file://etc/passwd)内容值（也就是passwd文件的内容）。关键字’SYSTEM’会告诉XML解析器，’entityex’实体的值将从其后的URI中读取。因此，XML实体被使用的次数越多，越有帮助。

0×02. 什么是XML外部实体攻击？

有了XML实体，关键字’SYSTEM’会令XML解析器从URI中读取内容，并允许它在XML文档中被替换。因此，攻击者可以通过实体将他自定义的值发送给应用程序，然后让应用程序去呈现。简单来说，攻击者强制XML解析器去访问攻击者指定的资源内容（可能是系统上本地文件亦或是远程系统上的文件）。比如，下面的代码将获取系统上folder/file的内容并呈献给用户。

浅谈XXE攻击

0×03. 怎么甄别一个XML实体攻击漏洞？

最直接的回答就是：甄别那些接受XML作为输入内容的端点。但是有时候，这些端点可能并不是那么明显(比如，一些仅使用JSON去访问服务的客户端)。在这种情况下，渗透测试人员就必须尝试不同的测试方式，比如修改HTTP的请求方法，修改Content-Type头部字段等等方法，然后看看应用程序的响应，看看程序是否解析了发送的内容，如果解析了，那么则可能有XXE攻击漏洞。

0×04. 如何确认XXE漏洞？

出于演示的目的，我们将用到一个Acunetix维护的demo站点，这个站点就是: http://testhtml5.vulnweb.com/ 。这个站点可用于测试Acunetix web扫描器的功能。访问 http://testhtml5.vulnweb.com/ 站点，点击 ‘Login’下面的 ‘Forgot Password’ 链接。注意观察应用程序怎样使用XML传输数据，过程如下图所示：

请求：

浅谈XXE攻击

响应：

浅谈XXE攻击

观察上面的请求与响应，我们可以看到，应用程序正在解析XML内容，接受特定的输入，然后将其呈现给用户。为了测试验证XML解析器确实正在解析和执行我们自定义的XML内容，我们发送如下的请求

修改后的请求和响应：

浅谈XXE攻击

如上图所示，我们在上面的请求中定义了一个名为myentity、值为’testing’的实体。响应报文清晰地展示了解析器已经解析了我们发送的XML实体，然后并将实体内容呈现出来了。由此，我们可以确认，这个应用程序存在XXE漏洞。

0×05. 如何进行XXE攻击？

Code 1:

1. To read files on same server:

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>

<!DOCTYPE foo [

<!ENTITY myentity SYSTEM "file:///location/anyfile" >]>

<abc>&myentity;</abc>

2. To crash the server / Cause denial of service:

<?xml version="1.0"?>

<!DOCTYPE lolz [

<!ENTITY lol "lol">

<!ENTITY lol2 "&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;">

<!ENTITY lol3 "&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;">

<!ENTITY lol4 "&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;">

<!ENTITY lol5 "&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;">

<!ENTITY lol6 "&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;">

<!ENTITY lol7 "&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;">

<!ENTITY lol8 "&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;">

<!ENTITY lol9 "&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;">

上面样例代码1中的XXE漏洞攻击就是著名的’billion laughs’( https://en.wikipedia.org/wiki/Billion_laughs )攻击，该攻击通过创建一项递归的 XML 定义，在内存中生成十亿个”Ha！”字符串，从而导致 DDoS 攻击。原理为：构造恶意的XML实体文件耗尽可用内存，因为许多XML解析器在解析XML文档时倾向于将它的整个结构保留在内存中，解析非常慢，造成了拒绝服务器攻击。除了这些，攻击者还可以读取服务器上的敏感数据，还能通过端口扫描，获取后端系统的开放端口。

影响:

此漏洞非常危险, 因为此漏洞会造成服务器上敏感数据的泄露，和潜在的服务器拒绝服务攻击。

补救措施：

上面讨论的主要问题就是XML解析器解析了用户发送的不可信数据。然而，要去校验DTD(document type definition)中SYSTEM标识符定义的数据，并不容易，也不大可能。大部分的XML解析器默认对于XXE攻击是脆弱的。因此，最好的解决办法就是配置XML处理器去使用本地静态的DTD，不允许XML中含有任何自己声明的DTD。

比如下面的Java代码，通过设置相应的属性值为false，XML外部实体攻击就能够被阻止。因此，可将外部实体、参数实体和内联DTD 都被设置为false，从而避免基于XXE漏洞的攻击。

以下是代码的第二段

import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;

import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException; // catching unsupported features

...

DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();

try {

// Xerces 1 - http://xerces.apache.org/xerces-j/features.html#external-general-entities

// Xerces 2 - http://xerces.apache.org/xerces2-j/features.html#external-general-entities

String FEATURE = " http://xml.org/sax/features/external-general-entities ";

dbf.setFeature(FEATURE, false);

// Xerces 1 - http://xerces.apache.org/xerces-j/features.html#external-parameter-entities