CVE-2020-1938:Tomcat AJP协议文件包含漏洞分析
PS: 文章仅用于研究漏洞原理，促进更好的防御，禁止用于非法用途，否则后果自负!!!
0x01 漏洞简介
Tomcat根据默认配置(conf/server.xml）启动两个连接器。一个是HTTP Connector默认监听8080端口处理HTTP请求，一个AJP connector默认8009端口处理AJP请求。Tomcat处理两个协议请求区别并不大，AJP协议相当于HTTP协议的二进制优化版。
**本次漏洞出现在通过设置AJP请求属性，可控制AJP连接器封装的request对象的属性，最终导致文件包含可以任意文件读取和代码执行。**下面我们以Tomcat 8.5.47来具体分析。
0x02 漏洞分析
当我们向Tomcat发送AJP请求时，请求会被org.apache.coyote.ajp.AjpProcessor，AjpProcessor调用prepareRequest方法读取AJP请求中的信息来设置request属性。
由于没有任何过滤，我们可以给request设置任何属性和值。本次漏洞与如下三个属性有关，为了方便后续描述统一简称为“三个include属性”。
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javax.servlet.include.request_uri
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javax.servlet.include.path_info
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javax.servlet.include.servlet_path
最终会将封装好的request丢给Servlet容器Catalina处理，之后就和HTTP消息的处理一样，按照Servlet映射走。
2.1 任意文件读取
任意文件读取问题出现在org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet这个Servlet。现在假设我们发出一个请求内容如下的AJP请求
`RequestUri：/docs/test.jpg``javax.servlet.include.request_uri: /``javax.servlet.include.path_info: WEB-INF/web.xml``javax.servlet.include.servlet_path: /`
通过查看Servlet映射规则(conf/web.xml)知道，请求会走默认的DefaultServlet。
`<servlet>``<servlet-name>default</servlet-name>``<servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>``<init-param>``<param-name>debug</param-name>``<param-value>0</param-value>``</init-param>``<init-param>``<param-name>listings</param-name>``<param-value>false</param-value>``</init-param>``<load-on-startup>1</load-on-startup>``</servlet>``...``<!-- The mapping for the default servlet -->``<servlet-mapping>``<servlet-name>default</servlet-name>``<url-pattern>/</url-pattern>``</servlet-mapping>``...`
会交给org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet的doGet方法处理。doGet会调用ServeResource方法进行具体的资源读取操作。首先它会调用 getRelativePath方法获取要读取资源的相对路径，这里注意它是本次任意读取漏洞的关键，我们先往下看后续再细说它。通过getResources方法就可以获取到了对应路径的Web资源对象了。
最后资源对象的内容随着resourceBody被写入了ostream流对象中返回给客户端。
接下来我们来看漏洞真正核心，org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet类的getRelativePath()，它负责获取资源的相对路径。由于我们AJP请求设置javax.servlet.include.request_uri属性值为/不为null。故资源
的相对路径构造如下：
`= javax.servlet.include.path_info + javax.servlet.include.path_info``= / + WEB-INF/web.xml``= /WEB-INF/web.xml`
这就导致我们虽然请求的是/docs/test.jpg文件内容，而实际上返回了/docs/WEB-INF/web.xml文件的内容。
至此大家可能有两个疑问
问题1：为何Tomcat处理HTTP协议不存在该问题？
答：因为在HTTP请求中，我们无法控制request对象三个include属性的值，而在AJP请求中可以。
问题2：为何无法跳出webapps目录读文件呢？
DefaultServlet在读取资源时
会调用org.apache.tomcat.util.http.RequestUtil工具类中的normalize方法来对路径进行校验，如果存在./或../则会返回null,最终会抛出一个非法路径的异常终止文件读取操作。
2.2 任意代码执行
任意代码执行问题出现在org.apache.jasper.servlet.JspServlet这个servlet，假设我们发出一个请求内容如下的AJP请求,让Tomcat执行/docs/test.jsp，但实际上它会将code.txt当成jsp来解析执行。
`RequestUri：/docs/test.jsp``javax.servlet.include.request_uri: /``javax.servlet.include.path_info: code.txt``javax.servlet.include.servlet_path: /`
code.txt内容如下：
<%Runtime.getRuntime().exec("/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");%>
按照映射规则,我们的请求会被org.apache.jasper.servlet.JspServlet进行处理。
`<servlet>``<servlet-name>jsp</servlet-name>``<servlet-class>org.apache.jasper.servlet.JspServlet</servlet-class>``<init-param>``<param-name>fork</param-name>``<param-value>false</param-value>``</init-param>``<init-param>``<param-name>xpoweredBy</param-name>``<param-value>false</param-value>``</init-param>``<load-on-startup>3</load-on-startup>``</servlet>``...``<!-- The mappings for the JSP servlet -->``<servlet-mapping>``<servlet-name>jsp</servlet-name>``<url-pattern>*.jsp</url-pattern>``<url-pattern>*.jspx</url-pattern>``</servlet-mapping>`
由于javax.servlet.include.servlet_path值为/不为null,所以根据代码逻辑我们jsp文件的路径为：
`jspUri = javax.servlet.include.servlet_path + javax.servlet.include.path_info``jspUri = / + code.txt``jspUri = /code.txt`
可见jspUri是客户端可控。
由我们控制的jspUri被封装成了一个JspServletWrapper添加到了Jsp运行上下文JspRuntimeContext中。最后wrapper.service()会编译code.txt,并执行它的_jspService()方法来处理当前请求，我们的代码被执行。
综上整个过程就清晰了，简而言之就是我们发送AJP请求，请求的是/docs/test.jsp这个jsp,但是由于那三个include属性可控,我们可以将test.jsp对应的服务器脚本文件改为了code.txt。导致tomcat把我们的code.txt当jsp文件编译运行，导致代码执行。
最后给大家提两个问题：
问题1: 请求的**/docs/test.jsp****需要在web目录下真是存在么？**
答：不需要，我们只是为了让请求路径命中org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet这个Servlet的匹配规则。
问题2: 如果tomcat不解析任何jsp,jspx等后缀，或者以它们为view的模板，还能触发漏洞么？如果可以又该如何触发？
**PS：**这个问题是一个师傅留给我的，觉得很有意思，分享给大家思考，有想法的可以留言讨论。
0x03 漏洞修复
Tomcat在8.5.51版本做了如下修复 ：
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默认不开启AJP
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默认只监听本地ip
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强制设置认证secret
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代码层面主要在AjpProcessor类的prepareRequest方法封装requst对象时采用了白名单，只添加已知属性。这样三个include属性不再被客户端控制，漏洞修复。
0x04 参考文章
