原文来自SecIN社区—作者：tkswifty

引言

文件下载是比较常见的业务。常见的接口格式为/download?fileName=xxx.png,整个过程若没过滤目录穿越符号…/或者未对下载的路径进行处理限制。当传入的filename参数为../../etc/passwd即可穿越路径达到任意文件下载的效果。
有些接口在尝试获取某一文件时，路径是/file/test.jpg，通过解析URI中的内容来得到对应的文件名test.jpg，然后完成相关的下载操作。此时如果尝试访问/file/../../test.jpg，相关的中间件或者开发框架在解析路由时会做相关的处理。那么此时是否可以进行目录穿越的实际利用呢？
以下是实际项目中遇到的URI中任意文件下载实例：

URI中任意文件下载实例

自定义Servlet

相关业务为用户上传文件的下载，主要通过Servlet进行交互，以下是相关的实现。

servlet的具体映射：

<servlet-mapping>
	  	<servlet-name>UserfilesDownloadServlet</servlet-name>
	  	<url-pattern>/userfiles/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

下载业务具体实现如下：

public class UserfilesDownloadServlet extends HttpServlet {

	private static final long serialVersionUID = 1L;
	private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

	public void fileOutputStream(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 
			throws ServletException, IOException {
		String filepath = req.getRequestURI();
		int index = filepath.indexOf(Global.USERFILES_BASE_URL);
		if(index >= 0) {
			filepath = filepath.substring(index + Global.USERFILES_BASE_URL.length());
		}
		try {
			filepath = UriUtils.decode(filepath, "UTF-8");
		} catch (UnsupportedEncodingException e1) {
			logger.error(String.format("解释文件路径失败，URL地址为%s", filepath), e1);
		}
		File file = new File(Global.getUserfilesBaseDir() + Global.USERFILES_BASE_URL + filepath);
		try {
			FileCopyUtils.copy(new FileInputStream(file), resp.getOutputStream());
			resp.setHeader("Content-Type", "application/octet-stream");
			return;
		} catch (FileNotFoundException e) {
			req.setAttribute("exception", new FileNotFoundException("请求的文件不存在"));
			req.getRequestDispatcher("/WEB-INF/views/error/404.jsp").forward(req, resp);
		}
	}

......
}

这里使用了springframework的FileCopyUtils.copy()方法，具体实现如下，主要是对File对象进行相应的处理，将读取的文件内容复制到response内容中：

public static int copy(File in, File out) throws IOException {
        Assert.notNull(in, "No input File specified");
        Assert.notNull(out, "No output File specified");
        return copy((InputStream)(new BufferedInputStream(new FileInputStream(in))), (OutputStream)(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(out))));
    }

最后通过设置response header返回文件内容，具体效果如下：

其中下载的文件名filepath是通过req.getRequestURI()来获取的，该方法是不会对URI中的../或者;等特殊字符进行规范化处理的。同时在获取到对应的filepath后直接进行路径拼接然后进行文件读取，整个过程未限定下载的文件目录范围，也并未过滤../和/等敏感关键字，存在任意文件下载风险。但是这里场景比较特殊，相关参数的获取是在URI中获取的，能否深入利用还有待商榷。

当前项目的upload目录位置如下:

这里尝试访问../WEB-INF/web.xml(回到upload上级目录WebContent),成功完成目录穿越读取到对应的web.xml配置信息：

中间件在进行解析时，会对URI中的../进行相关处理从而得到相关的servlet,tomcat解析时已经对../进行处理了处理，上面的访问方式其实跟直接访问/userfiles/WEB-INF/web.xml是一样的：

若此时如果想读取/etc/passwd，就需要写入更多的目录穿越符../,此时tomcat处理完../后已经不在/userfiles/*这个servlet映射范围内了，那么此时会抛出相关的异常，并不能进一步获取更多的敏感信息。

尝试扩大漏洞的危害，读取更多的敏感文件。首先要让tomcat不处理../../，

filepath = UriUtils.decode(filepath, "UTF-8");

尝试进行编码请求，发现触发400 Invalid URI错误，因为tomcat会对URI路径信息进行解码并进行检测，当遇到斜杠的URL（即%2F）时，出于安全的考虑会返回400状态码：

else if (metaChar == '%')
      {
        char res = (char)Integer.parseInt(str
          .substring(strPos + 1, strPos + 3), 16);
        if ((noSlash) && (res == '/')) {
          throw new IllegalArgumentException(sm.getString("uDecoder.noSlash"));
        }
        dec.append(res);
        strPos += 3;
      }
    }
    return dec.toString();

在URL中有一个保留字符分号;，主要作为参数分隔符进行使用，有时候是请求中传递的参数太多了，所以使用分号;将参数对（key=value）连接起来作为一个请求参数进行传递。tomcat在对;进行处理时，同样的也会对；进行截断并当成参数处理，在URI编码的基础上加上;再次访问，经过一系列处理获取到的路径为/upload/;/../../../../../../../../etc/passwd,此时返回的是404状态码，应该是在进行文件读取的时候找不到名为;的目录，触发了FileNotFoundException异常：

try {
			FileCopyUtils.copy(new FileInputStream(file), resp.getOutputStream());
			resp.setHeader("Content-Type", "application/octet-stream");
			return;
		} catch (FileNotFoundException e) {
			req.setAttribute("exception", new FileNotFoundException("请求的文件不存在"));
			req.getRequestDispatcher("/WEB-INF/views/error/404.jsp").forward(req, resp);
		}

刚好结合网站的其他业务可以进行目录创建，在upload下创建名为;的目录名，此时访问/userfiles/upload/;%2f..%2f..%2f..%2f..%2f..%2f..%2f..%2f..%2fetc%2fpasswd即可获取到相关的敏感文件：

@PathVariable注解

@PathVariable注解是spring3.0的一个新功能,可以接收请求路径中占位符的值并将URL中占位符参数{xxx} 绑定到控制器处理方法的入参中。该功能在SpringMVC向REST 、目标挺进发展过程中具有十分重要的意义。例如下面的例子：

• 获取id = 1的订单信息

@RequestMapping("/Order/{id}")
public String getOrderDetails(@PathVariable("id") Integer id)
{
   //......
}

除此之外，@PathVariable同样可以用于实现文件的下载，例如下面的例子：

@RequestMapping("/file/get/{filename:.+}")
	public ResponseEntity<byte[]> download(HttpServletRequest request,
			@PathVariable(value = "filename") String fileName) throws IOException {
		String uploadRoot = "/var/work/download";
		File file = new File(uploadRoot + URLDecoder.decode(File.separator + fileName, "UTF-8"));
		byte[] body = null;
		InputStream is = new FileInputStream(file);
		body = new byte[is.available()];
		is.read(body);
		HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
		headers.add("Content-Disposition", "attchement;filename=" + file.getName());
		HttpStatus statusCode = HttpStatus.OK;
		ResponseEntity<byte[]> entity = new ResponseEntity<>(body, headers, statusCode);
		return entity;
	}

具体效果如下,例如这里尝试获取上传的test.png图片：

这里将URL中占位符参数filename跟初始路径/var/work/download进行拼接，然后下载对应的文件。这里对应的文件名用户可控，未限定下载的文件目录范围，同时并未过滤../和/等敏感关键字，存在任意文件下载风险。

但是这里参数的位置在URI中，能否利用还需要进一步探究。

正常来说，直接使用../../../尝试目录穿越即可下载/etc/passwd等敏感文件，实际上中间件在进行解析时，会对URI中的../行相关处理从而得到相关的servlet,以tomcat为例，实际上解析时已经对../进行处理了，占位符参数filename并不能获取到../来进行目录穿越。这里因为处理后URI为/file/etc/passwd没找到对应的映射，所以返回了404状态码:

同样的，尝试对/进行URL编码，tomcat源码会对URI路径信息进行解码并进行检测，当遇到斜杠的URL（即%2F）时，出于安全的考虑会返回400状态码（抛出Invalid URI: noSlash异常）：

tomcat源码中相关处理流程如下：

else if (metaChar == '%')
      {
        char res = (char)Integer.parseInt(str
          .substring(strPos + 1, strPos + 3), 16);
        if ((noSlash) && (res == '/')) {
          throw new IllegalArgumentException(sm.getString("uDecoder.noSlash"));
        }
        dec.append(res);
        strPos += 3;
      }
    }
    return dec.toString();

这里可以使用双重URL编码绕过中间件的处理，对/进行URL双重编码后返回404状态码，说明已经绕过noSlash异常了：

中间件后就是Spring的处理过程，查看Spring的解析过程，主要通过getPathWithinServletMapping方法获取路由:

public String getPathWithinServletMapping(HttpServletRequest request) {
        String pathWithinApp = this.getPathWithinApplication(request);
        String servletPath = this.getServletPath(request);
        String sanitizedPathWithinApp = this.getSanitizedPath(pathWithinApp);

getPathWithinApplication方法中会使用 getRequestUri 来获取对应路由:

public String getRequestUri(HttpServletRequest request) {
        String uri =
(String)request.getAttribute("javax.servlet.include.request_uri");
        if (uri == null) {
            uri = request.getRequestURI();
        }
        return this.decodeAndCleanUriString(request, uri);
    }

随即在decodeAndCleanUriString对URI进行格式化处理,首先对分号进行处理，然后进行URI解码，最后进行返回:

private String decodeAndCleanUriString(HttpServletRequest request, String uri)
{
        uri = this.removeSemicolonContent(uri);
        uri = this.decodeRequestString(request, uri);
        uri = this.getSanitizedPath(uri);
        return uri;
}

也就是说，Spring本身会对URI进行一次解码处理。例如/file/get/..%252fetc/passwd经过tomcat+spring处理后会变成/file/get%2fetc/passwd。

再回到案例代码，这里应该是考虑到了中文传输的问题，在前端用js对URL进行编码后再发送请求，这时候开发可能忽略了Spring自身的一次解码操作，在对应的接口再次进行了一次解码：

File file = new File(uploadRoot + URLDecoder.decode(File.separator + fileName, "UTF-8"));

那么也就是说使用双重URL编码的方式处理../进行请求，即可在Spring以及接口自身的URLDecode获得漏洞利用需要的../../，从而成功进行目录穿越读取到/etc/passwd内容：

拓展延伸

因为涉及到URI部分的解析，参与的有中间件、spring、人工的解码等一系列处理。那么如果在上面案例的基础上集成shiro框架。那相关的利用poc又是如何呢？
案例一的;可能需要编码成%3b。这里就有点CVE-2020-13933的味道了,但是高版本shiro对编码的;进行了处理，怎么继续利用还是值得思考的。